Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Boğaziçi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Anabilim Dalı

Control system design of a highly-extensible soft continuum robot

Yüksek miktarda uzayabilen bir yumuşak robotun kontrol sistemi tasarımı

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 594294 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

In this thesis, control system design of a highly-extensible soft robot is presented. The robot is actuated with three inflatable tubings connected to stepper motors and can move in three-dimensional space. Pressurizing the tubings provides the body stiffness and creates a thrust at the end-effector to move the robot, whereas position and speed of the tubings are controlled by the stepper motors. Control system includes open-loop speed and position controllers. Also, a teleoperation controller is designed to move the robot by user input from a commanding device. The speed controller is designed only for straight extension and contraction, and it does not provide a three-dimensional speed control. The position controller moves the robot tip to the desired real-world coordinates in three-dimensional space. Finally, the teleoperation controller is used to control the extension/contraction speed and to steer the robot by differentiating the speed of three tubings depending on the user input. The robot is subjected to tests in free-space to measure the accuracy of the speed and position controllers. The teleoperation controller is also tested using the commanding device in order to check whether it is possible to move the robot tip to a target in free-space, through obstacles, and in an enclosed environment. All of the controllers are validated by the experiments. Considering the test results, the proposed highly-extensible soft continuum robot and the designed controllers are promising for many applications such as inspection, urban search and rescue, and minimally invasive surgery.

Summary:

Bu tezde yüksek miktarda uzayabilen bir yumuşak robotun kontrol sistemi sunulmuştur. Bahsedilen robot step motorlara bağlanmış üç adet şişebilen boru ile tahrik edilmiş olup, üç boyutlu uzayda hareket edebilmektedir. Basınç sistemi boruların şişirilmesi ile robotun gövde katılığını ve uç elemanındaki tahrik kuvvetini sağlar- ken, step motorlar robotun hareket hızı ve yönünü belirlemekte kullanılmıştır. Tasarlanan kontrol sistemi, açık döngü hız ve pozisyon kontrolcüleri ile birlikte kumanda yardımıyla robotu yönlendiren bir uzaktan yönetim kontrolcüsünü de barındırmaktadır. Hız kontrolcüsü yalnızca düz uzama ve kısalma için tasarlanmış olup, üç boyutlu uzayda hız kontrolü sağlamamaktadır. Pozisyon kontrolcüsü robotun uç elemanını sıfır konumundan üç boyutlu uzaydaki istenilen koordinatlara hareket ettirmek için tasarlanmıştır. Son olarak, uzaktan yönetim kontrolcüsü, kumanda cihaz aracılığıyla, robotun hızı ve dönme yönünü kontrol etmek amacıyla tasarlanmıştır. Hız ve pozisyon kontrolcülerinin hassasiyetini değerlendirmek amacıyla, robot serbest uzayda belirli testlere tabi tutulmuştur. Uzaktan yönetim kontrolcüsü ise robotu serbest uzayda, engeller arasından ve etrafı kapalı alanda belirlenen hedefe yönlendirmek amacıyla test edilmiştir. Yapılan deneyler tüm kontrolcülerin doğruluğunu onaylamıştır. Test sonuçları göz önüne alındığında, sunulan yumuşak robot ve kontrolcülerinin inceleme, arama kurtarma ve laparoskopik cerrahi gibi alanlarda umut vadettiği söylenebilir.