DEĞİŞKEN EMPEDANSLI ALT UZUV DIŞ İSKELET ROBOTUN DENETİMALGORİTMALARININ GELİŞTİRİLMESİ VE UYGULANMASI
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tez Danışmanı: Özgür Başer
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Öğretim Üyesi Yetiştirme Programı (ÖYP)
Özet:
Bu tez, biyomimetik uyumlu bir alt uzuv dış iskelet robotun (BioComEx) tasarımı, denetim algoritmalarının geliştirilmesi, bu robot ve denetim algoritmalarının kısmi felç rehabilitasyonunda denenmesi çalışmalarını kapsamaktadır.
Bu çalışmada, öncelikle, insan eklemlerinin biyomekanik davranışından esinlenerek eklemlerinde yumuşak eyleyicilerin kullanıldığı bir alt uzuv dış iskelet robotun mekanik tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Robotun kontrol çalışmalarında ise ilk olarak tasarlanan sistemin ayarlanabilir sertliğe sahip diz altı ayak bileği kısmında (VS-AnkleExo), minimum etkileşim ile kullanıcı takibi için kuvvet kontrol çalışmaları gerçekleştirilmiştir. VS-AnkleExo üzerinde gerçekleştirilen kontrol çalışmalarından sonra, eklemlerinde yumuşak eyleyicilere sahip BioComEx’in kullanıcı-baskın ve robot-baskın modlarında bir bütün olarak kontrolü gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, çalışma bir üst noktaya taşınarak BioComEx eklemlerindeki yumuşak eyleyicilerin salınım etkilerini azaltmak için robot eklemlerine sönümleme özelliğine sahip Manyeto-Reolojik (MR) frenler adapte edilmiş; böylece, BioComEx eklemleri için değişken empedanslı karma eyleyiciler (değişken sönümlü yumuşak eyleyiciler) oluşturulmuştur. Değişken empedanslı karma eyleyicilerin pozisyon kontrolü için ise PID+D kontrolcü önerilmiş ve bu kontrolcünün performansını değerlendirmek için BioComEx’in bozucular altında yörünge takip deneyleri yapılmıştır. Son olarak değişken empedanslı karma eyleyiciler ile tahrik edilen BioComEx ve önerilen PID+D kontrol algoritması, fonksiyonu bozulmuş bacak eklemlerinin sağlıklı bacak eklemlerini takip ettiği hemipleji hastası olduğu varsayılan bir kullanıcıyı yürütme uygulamasında denenmiştir.