KAFA-BOYUN ORTOPEDİK RAHATSIZLIKLARI İÇİN REHABİLİTASYON ROBOT MANİPÜLATÖRÜNÜN TASARIMI DİNAMİK ANALİZİ VE KONTROLÜ
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tez Danışmanı: Atilla Bayram
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Günümüzde robotlar gelişen teknolojiyle beraber, sağlık alanında uzun süre tekrarlanan ve hassasiyet gerektiren işler için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu konu ile ilgili olarak rehabilitasyon robotları güncel bir konu olup bu tür robotik sistemler sağlık alanındaki yerlerini almışlardır. Bu çalışma tortikollis gibi boyun hastalıklarının tedavisi için çift kollu robot manipülatör tasarımını içermektedir. Manipülatörün her bir kolu 4 serbestlik derecesine sahip bir manipülatördür. Sistem eksik eylemli olup rehabilitasyona tabi tutulan kafanın serbest yönelim hareketlerini eksiksiz yaptırabilmek; yani kinematik olarak kapalı çevrim olan robotik sistem ölü noktalardan kaçınarak hareket ettirebilmek için kolların kafa ile bağlantısında üniversal mafsal kullanıldı. Sonuçta her bir kol, dördü aktif tahrikli ve ikisi de pasif olmak üzere toplam altı serbestlik dereceli bir seri manipülatördür. Kafanın hareketlerini robot manipülatörle uyumlu bir şekilde gerçekleştirmek için kafa-boyun modeli dört serbestlik dereceli seri manipülatör olarak tasarlandı. Kafa-boyun modeline uygun olarak çift kollu robot manipülatörün uzuv uzunlukları belirlendi. Çalışmada kafa ile çift kollu robot manipülatörün hareketlerini senkronize bir şekilde incelemek için sistemin kinematik analizleri yapıldı. Kuvvet ve moment etkisi altında sistemin nasıl bir davranış içinde olduğunu görmek için kafanın ve çift kollu robot manipülatörün ayrı ayrı dinamik analizleri yapıldı. Kafa-boyun sistemini tanımlayan modele istenilen rehabilitasyon referans hareketlerini yaptıracak olan dış kuvvetler, kolların tork/kuvvet girdileri olarak alınarak hesaplanmış tork kontrol metodu ile sistemin kontrolü yapıldı.