Dış iskelet Robot Eklemleri için Antagonisttik ve Öngerilmeli Tip Sertliği Değiştirilebilir Eyleyici Tasarımlarında Güç Gereksinimi ve Enerji Sarfiyatı Karşılaştırması

Authors : Hasbi KIZILHAN, Özgür BAŞER, Ergin KILIÇ, Necati ULUSOY

Pages : 77-91

View : 22 | Download : 8

Publication Date : 2015-01-04

Article Type : Research Paper

Abstract :Dış iskelet robotlar, insan uzuvları ile etkileşim halinde çalışan, giyilebilir elektromekanik yapılardır. Bu robotlar, yürüme engeli olan ya da yaşlı kişilerde yardımcı uzuv, felçli kişilerde rehabilitasyon ve sağlıklı insanlarda güç artırımı amacı ile kullanılmaktadır. Dış iskelet robotların tasarımının ve denetiminin insan vücudunun biyomekanik işleyişi ve sinir-kas denetimi ile benzer olması bu robotların performansını en üst seviyelere çıkaracaktır. İnsan vücudunun sinir-kas sistemi, bağlı bulundukları eklemlerde sertliği devamlı değiştirerek minimum enerji sarfiyatı ile esnek ve güvenli bir hareket kabiliyeti sağlamaktadır. Günümüzde sertliği değiştirilebilir eyleyici tasarımları ile ilgili çalışmalar hızla devam etmektedir. Bu tasarımlardan önde gelenleri antagonisttik ve öngerilmeli eyleyici tasarımlarıdır. Dış iskelet robotlar, batarya gibi ekipmanlar ile çalışan mobil sistemler olduğu için enerji verimli olmalı ve tasarımda kullanılacak olan motorlardan istenen güç gereksinimlerinin minimum düzeyde tutulması gerekmektedir. Bu çalışmada; optimum yürüme hızında ayak bileği için antagonisttik ve öngerilmeli sertliği değiştirilebilir eyleyici tasarımları minimum güç gereksinimi ve enerji sarfiyatı açısından karşılaştırılmaktadır. Elde edilen sonuçlar; değişken sertlik katsayısı koşulunda antagonisttik eyleyici tasarımının öngerilmeli sertliği değiştirilebilir eyleyici tasarımdan daha enerji verimli olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, antagonisttik sertliği değiştirilebilir eyleyici tasarımlarının, dış iskelet robotların, ortezlerin, protezlerin ve insansı robotların eklemlerinde kullanımı düşük enerji sarfiyatı elde etmek için antagonisttik tasarımlardan daha uygundur. 
Keywords : Dış iskelet robot, Ortez, Protez, Sertliği değiştirilebilir, Eyleyici, Antagonisttik tip tasarım, Ön gerilmeli tip tasarım