Esnek yüzeyli optik kuvvet sensörlü robotik tutucu tasarımı ve kontrol analizleri
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Fakültesi, Kontrol Ve Otomasyon Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUHAMMED HALİT ALZAİM
Danışman: Claudıa Fernanda Yaşar
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Robot sistemleri, endüstri, sağlık ve hizmet sektörlerinde giderek artan bir kullanım alanına sahiptir. Bu sistemlerde çevreyle etkileşimi sağlayan en önemli bileşenler tutuculardır. Tutucuların nesneleri kavrama, taşıma ve manipüle etme başarımı, robotun genel performansını doğrudan etkilemektedir. Geleneksel sert tutucular hassas veya kırılgan nesnelerde yetersiz kalırken, esnek robotik tutucular düzensiz şekilli ve hassas nesnelerde daha güvenli ve uyumlu bir çözüm sunmaktadır. Bu tezde, optik kuvvet sensörüyle entegre edilmiş bir robotik parmak tutucu tasarımı, mekanik yapısı, modellenmesi ve kontrolü ele alınmıştır. Tasarlanan tutucu; silikon malzemeden üretilmiş esnek parmak uçları, kızılötesi LED ve fotodiyot içeren özel bir sensör barındırmaktadır. Bu yapı, hem yumuşak teması hem de kuvvetin hassas ölçümünü mümkün kılmaktadır. Tutucu uçları, özel bir kalıplama yöntemiyle yarım küre biçiminde üretilmiş ve CNC tabanlı sistem kullanılarak kalibre edilmiştir. Böylece deformasyon ile kuvvet arasındaki ilişki doğru şekilde modellenmiş ve fotodiyot çıkışıyla ilişkilendirilmiştir. Elde edilen model, kontrol sistemine geri besleme sağlamak amacıyla simülasyon ortamına entegre edilmiştir. Servo motor MATLAB/Simulink ortamında sistem tanımlama (system identification) yöntemiyle modellenmiş, tutucu ise SolidWorks'te tasarlanıp Simscape'e aktarılmıştır. Daha sonra servo motor modeli, mekanik tutucu modeliyle entegre edilmiş ve bu birleşik yapı lineerleştirilerek sistemin transfer fonksiyonu elde edilmiştir. Bu modele dayanarak iki kontrol döngüsü geliştirilmiştir: pozisyon kontrolü ve kuvvet kontrolü. Sistem nesneyle teması algıladığında kaba konumlamadan ince kuvvet ayarına geçerek hassas ve dengeli tutma sağlamaktadır. Simülasyon sonuçları, geliştirilen kontrol yapısının kararlı ve hassas kuvvet kontrolü sağladığını ve yumuşak robotik uygulamalar için uygun olduğunu göstermiştir. Bu çalışma, gerçek sensör prototipine dayanan bütünleşik bir tasarım, modelleme ve kontrol yaklaşımı sunmaktadır.