An intelligent mobile platform with shared autonomy
Paylaşımlı otonomi destekli akıllı mobil platform
- Tez No: 979996
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA MERT ANKARALI, PROF. DR. ULUÇ SARANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Mechatronics Engineering, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Robotik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Otonom Sistemler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Üretim ve sağlık sektörlerinde manuel taşıma görevleri nedeniyle ciddi kas‑iskelet sistemi riski devam etmektedir. Kaldırmaya kıyasla itme ve çekme, omurga disklerinde yüksek kayma (shear) kuvvetleri oluşturur ve bu kuvvetlere tolerans, basma kuvvetlerine göre önemli ölçüde düşüktür. Ergonomi araştırmaları, hastane yatakları, arabaları veya diğer tekerlekli ekipmanların itilmesinin önerilen kayma kuvveti sınırlarını kolaylıkla aşabildiğini göstermektedir; deneysel çalışmalar, kişilerin rahatsızlık hissetmeden önce genellikle önerilen sınırların yaklaşık %20 üzerine çıktığını ortaya koymaktadır. Bu riskleri azaltmak amacıyla bu tez, işçilerin gücünü artırırken sezgisel kontrol sağlayan kuvvet kılavuzlu bir mobil robot platformu sunmaktadır. Diferansiyel tahrikli araç, düşük maliyetli yük hücreli tutma kolu üzerinden operatörün itme‑çekme ve yönlendirme kuvvetlerini algılar; bu girdiler yürüyüş yönünde bir kuvvet vektörü ve merkez hattı etrafında bir tork olarak temsil edilebilir. Girdiler doğrusal ve dönel bileşenlere ayrılarak yay‑sönümleyici öğeler gibi modellenmiş ve insan‑robot etkileşimi robotun denetim yasalarına entegre edilmiştir. Sanal dinamikler ve dinamik sıkıştırmalı anti‑integral doyum, yüksek ataletli işlemlerde ani kuvvet dalgalanmalarını bastırarak akıcı bir itiş sağlar. Eliptik itici alan tabanlı engel kaçınma insan sezgisine uygun yardım sunarken, çift uyarlanır hız döngüsü yük ve eğim değişimlerine göre kazançları ayarlar. Farklı yük, eğim ve yönlendirme koşullarında yapılan kullanıcı deneyleri, önerilen platformun efor ve enerjiyi azalttığını, konforu artırdığını, çarpışmaları ortadan kaldırdığını ve haptik geri bildirimi tutarlı tuttuğunu göstermektedir. Sonuçta, biyomekanik modellemeyi uyarlanır kuvvet algılamalı denetimle birleştiren bu çalışma, kas‑iskelet yaralanmalarını azaltırken kullanıcı kontrolünü koruyan yarı otonom yardımcı araçların gerçekleştirilebileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Substantial musculoskeletal risk persists in manual transport tasks across manufacturing and healthcare. Unlike lifting, pushing and pulling impose high shear forces on spinal discs, whose tolerance is significantly lower than their compression limits. Ergonomic research shows that pushing heavy hospital beds, carts or other wheeled equipment can easily exceed recommended shear-force limits, and experiments demonstrate that individuals typically push about 20 % beyond recommended thresholds before discomfort causes them to stop. To reduce such risks, this thesis presents a force‑guided mobile robot platform that augments a worker's strength while keeping control intuitive. A differential‑drive vehicle equipped with a cost‑effective load‑cell handlebar senses the operator's push‑pull and turning forces; these inputs can be represented as a forward/backward force vector and a torque about the centerline. By decomposing them into linear and rotational components and modeling them as spring‑damper elements, the human–robot dynamics are integrated into the robot's control laws. Novel virtual dynamics and anti‑windup with dynamic clamping provide smooth propulsion and reject force spikes during high‑inertia tasks. An elliptic repulsive field algorithm supplies obstacle avoidance aligned with human intuition, and a dual‑adaptive velocity loop adjusts gains for payload and slope variation. User trials with different payloads, slopes and guidance conditions show that the proposed platform reduces effort and work, improves comfort, eliminates collisions and maintains consistent haptic feedback. Overall, combining biomechanical modelling with adaptive force‑sensing control enables semi‑autonomous assistive vehicles that protect workers from musculoskeletal injury while preserving their agency.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Ege ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Süt formüllerinin tüketim uygulamaları ve süt formüllerinin C vitamini içeriği ile pH değerleri
Başlık çevirisi yok
GÖNÜL VAROL
- İzmir'de Mustafa Kemal Bulvarı'nın peyzaj mimarlığı açısından etüdü ve peyzaj projesi
Başlık çevirisi yok
ENGİN ALPARSLAN