ALTI SERBESTLİK DERECELİ BİR SERİ ROBOTUN TASARIMI, ÜRETİMİ VE UZAKTAN İNSAN ELİ HAREKETLERİ İLE KONTROLÜ

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Mekatronik Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ZEHRANUR YILMAZ

Danışman: Zafer Bingül

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tezin amacı, öğrencilerin robot laboratuvarlarında gerçek zamanlı yörünge kontrolü ve insan-robot arayüzü uygulamaları yapabilecekleri, kolay erişilebilir bir robot platformu oluşturmaktır. Bu çalışmanın gerçekleştirilmesindeki bir diğer hedef ise, insan için tehlikeli olabilecek ortam ve koşullarda (radyoaktif ortamlar, kimyasal tepkimelerin gerçekleştiği alanlar vs.) çalışabilecek ve insan eli hareketleriyle uzaktan kontrol edilebilecek insan-robot arayüzüne sahip bir robotun geliştirilmesidir. Bu doğrultuda ZORO olarak isimlendirilen altı serbestlik dereceli bir seri manipülatörün mekatronik tasarımı, üretimi ve kontrolü gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmalarında ilk olarak robotun mekanik ve elektrik-elektronik tasarımları yapılmış ve bu tasarım doğrultusunda prototip üretimi gerçekleştirilmiştir. Robotun kinematik ve dinamik modelleri geliştirilerek MATLAB programında simulasyonu yapılmıştır. Beşinci dereceden polinom kullanılarak yörünge fonksiyonu oluşturulmuş ve bu yörüngenin takip edilmesi için PID tabanlı kontrolör geliştirilerek simulasyon ortamında sistemin çalışması incelenmiştir. Robotun insan eliyle uzaktan kontrolünün sağlanması için Leap Motion kullanılarak bir insan-robot arayüzü(HRI) geliştirilmiştir. Bu arayüz oluşturulurken sensör için oluşturulmuş MATLAB kütüphanesi kullanılarak elden alınan verilerin bu platforma aktarılması sağlanmıştır. Daha sonra bu veriler robotun çalışma uzayıyla eşleştirilişmiş ve çevrimiçi olarak çizdirilmesi sağlanmıştır. Geliştirilen ileri kinematik ve ters kinematik algoritmaları gerçek zamanlı olarak prototip üzerinde çalıştırılmıştır. Bu çalışmalardan sonra geliştirilen HRI kullanılarak ZORO'nun insan elinin yaptığı hareketleri takip etmesi sağlanmıştır. Gerçek zamanlı çalışmalarda oluşturulan yörünge fonksiyonu kullanılarak robotun hareketleri yumuşatılmıştır. Bu çalışmalar sonucu elde edilen veriler sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Gerçek Zamanlı Kontrol, İnsan-Robot Arayüzü, Kinematik Analiz, Robot Dinamik Analizi, Seri Robot Tasarımı