ÜÇ PARMAKLI YARI ESNEK ROBOTİK TUTUCUNUN BİYOMEKANİK TASARIM VE KONTROLÜ

Abstract

Bu tez çalışması, gelişmiş nesne uyarımlı ve kavrama güvenilirliğine sahip hassas esnek robotik tutucuların önemini ve kullanım alanlarını ele almaktadır. Bu tutucuların avantajlarını ve dezavantajlarını inceleyerek, daha gelişmiş tutucuların tasarımı için hipotezler öne sürmektir. Bu çalışmada örneklem olarak farklı boyutlarda ve şekillerde nesneler kullanılmıştır. Örneklem büyüklüğü, nesnelerin şekil ve boyut çeşitliği dikkate alınarak belirlenmiştir. Belirtilen amaçlar doğrultusunda robotik tutucu ucun üç parmaklı olacak şekilde tasarımı gerçekleştirilmiştir. İlk olarak her bir parmak tek eleman içerecek şekilde tasarım gerçekleştirilmiş ve daha sonra her bir parmaktaki eleman sayısı artırılarak tasarım güncellenmiştir. Teorik çalışmalarda tutucu ucun PID kontrolü için farklı amaç fonksiyonlarına yönelik optimizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Sonraki süreçte DC motor ve servo motor kullanılarak tutucu montajı gerçekleştirilmiştir. Parmakların hareketi içlerinden geçirilen tel vasıtasıyla sağlanmıştır. Telin salınımı motor kontrolü ile gerçekleştirilmiştir. Robot tutucu ucunun parçaları üç boyutlu yazıcı teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Tezde, hassas esnek robotik tutucuların tasarımı için teorik ve uygulamalı bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Tutucuların nesneleri nasıl kavradığını ve nesnelerin şekil ve boyut çeşitliliği açısından tutucuların performansı değerlendirilmiştir.

This thesis investigates the importance and applications of advanced soft robotic grippers with enhanced object adaptability and grasp reliability. The advantages and disadvantages of these grippers are examined, and hypotheses are proposed for the design of more advanced grippers. The study uses objects of different sizes and shapes as a sample. The sample size is determined by considering the diversity of the objects' shapes and sizes. In line with the stated objectives, the robotic gripper tip was designed to have three fingers. Firstly, each finger was designed to contain a single element and then the design was updated by increasing the number of elements in each finger. In the theoretical studies, optimization procedures for different objective functions for PID control of the gripper were performed. In the next process, the gripper was assembled using DC motor and servo motor. The movement of the fingers is provided by the wire passed through them. The oscillation of the wire is revealed by motor control. The parts of the robot gripper were produced using three-dimensional printer technology. Methodology A theoretical and experimental study was conducted for the design of advanced soft robotic grippers. The grippers' performance in grasping objects and the diversity of object shapes and sizes were evaluated.