Kafa-boyun ortopedik rahatsızlıkları için rehabilitasyon robot manipülatörünün tasarımı dinamik analizi ve kontrolü


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AHMET SADIK DURU

Danışman: Atilla Bayram

Özet:

Günümüzde robotlar gelişen teknoloji beraberinde tıp alanında uzun süre tekrarlanan ve hassasiyet gerektiren işler için yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. 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. Bundan dolayı eksiksil olan bu sistemde rehabilitasyona tabi tutulan kafanın serbest yönelim hareketlerini eksiksiz yaptırabilmek; yani kinematik olarak kapalı çevrim olan robotik sistemi kilitlenmeden hareket ettirebilmek için kolların kafa ile bağlantısında üniversal mafsal kullanılmıştır. Sonuçta her bir kol dördü aktif tahrikli ve ikisi de pasif olmak üzere toplam altı serbestlik dereceli seri manipülatördür. Kafanın hareketlerini robot manipülatörle uyumlu bir şekilde gerçekleştirmek için kafa-boyun modeli dört serbestlik dereceli seri manipülatör olarak tasarlanmıştır. Kafa-boyun modeline uygun olarak çift kollu robot manipülatörün uzuv uzunlukları belirlenmiştir. Çalışmada kafa ile çift kollu robot manipülatörün hareketlerini senkronize bir şekilde incelemek için kinematik analizler eksiksil manipülatörler için yapılmıştır. Kuvvet ve moment etkisi altında sistemin nasıl bir davranış içinde olduğunu görmek adına kafanın ve çift kollu robot manipülatörün ayrı ayrı dinamik analizleri yapılmıştır. Kafa-boyunu tanımlayan modele istenilen temel rehabilitasyon referans hareketlerini yaptıracak olan dış kuvvetler kollar için tork/kuvvet girdileri alınarak hesaplanmış tork kontrol metodu ile sistemin kontrolü yapılmıştır.