UZAKTAN KONTROLLÜ BİR ROBOT BALIĞIN TASARIMI VE GERÇEKLEMESİ

Abstract

Balıklar, binlerce yıldır süren evrimleri sayesinde su altında oldukça rahat şekilde hareket edebilmektedir. Hareket kabiliyeti, hızlı yüzebilme ve ani yön değiştirebilme gibi özellikleri ile doğadaki en iyi yüzücülerdir.Bu tez çalışmasında, vücut yapısı ve hareket kabiliyeti açısından çok verimli bir yapıya sahip olan Carangiform türü balıklar incelenmiş ve bu türlere ait yüzme hareketlerinin kinematik ve hidrodinamik modellerini içeren bir dinamik model oluşturulmuştur. Oluşturulan dinamik model kullanılarak, MATLAB/Simulink ortamında robot balığın hareketi için benzetim çalışmaları yapılmıştır. Benzetim sonuçlarında elde edilen eklemlere ait açı değerleri, deneysel çalışmalarda robot balık prototipine uygulanmıştır.Oluşturulan dinamik model dikkate alınarak, Carangiform türünde yüzebilen 4-eklemli bir robot balık tasarımı önerilmiştir. Bu tasarım modeli kullanılarak, otonom bir şekilde yüzebilen ve karar verme yeteneğine sahip bir robot balık prototipi oluşturulmuştur. Robot balık engellerden sakınarak serbest bir şekilde yüzebilmektedir. Ayrıca kullanıcının komutlarını algılayarak uzaktan kumanda vasıtasıyla da kontrol edilebilmektedir. Deneysel çalışmalarda elde edilen görüntü verileri fotoğraf görüntüsü şeklinde sunulmuş, robot balığın hareket kabiliyeti ve yüzme yetenekleri incelenmiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar irdelenerek, bir robot balığın tasarımı ve hareket koordinasyonun belirlenebilmesi amacıyla ileride yapılabilecek çalışmalara zemin oluşturması hedeflenmiştir.Anahtar Kelimeler: Biomimetik Robot Balık, Robot Balık Tasarımı, Uzaktan Kontrol, Çok - Eklemli Robot

Fish have amazing swimming ability in the water for thousands years of evolution. In nature, they are the best swimmers with features of mobility, fast swimming and sudden change of direction.In this thesis, Carangiform fish having astonishing swimming ability and efficiency is investigated, and the dynamic model of swimming movements of these species is established including kinematic and hydrodynamic models. Using the derived dynamic model, simulations is performed for the movement of the robotic fish in MATLAB/Simulink environment. The joint angles, obtained from the simulation results, are applied to the prototype of the robotic fish in experimental studies.By using the proposed dynamic model, design of a 4-joint robotic fish which can swim in a Carangiform mode is proposed. By using the design model, a robotic fish prototype which has decision-making and autonomous swimming capabilities is designed. The robotic fish can swim autonomously avoiding obstacles. In addition, it can be controlled by remote controller detecting the user?s commands. Experimental studies are presented in the form of photo images by using the video data, and mobility and swimming capabilities of the robotic fish have investigated. In this study, by analyzing obtained results, it is aimed to create a basis to future studies in order to determine robotic fish design and fish-like motion.Key Words: Biomimetic Robotic Fish, Robotic Fish Design, Remote-Control, Multi-Joint Robot