LEE- Mekatronik Mühendisliği-Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19387

Gözat

Yazar "Argın, Ömer Faruk" ile LEE- Mekatronik Mühendisliği-Doktora'a göz atma
  • Öge
    İşbirlikçi robotların haptik arayüzlerle teleoperasyonu
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-03-03) Argın, Ömer Faruk ; Bayraktaroğlu, Zeki Yağız ; 518142008 ; Mekatronik Mühendisliği ; Mechatronics Engineering
    Robotlar günlük hayatımızda ve üretim alanında katlanarak artan bir şekilde kullanılmaktadır. Gelecekte daha da akıllanarak insanlar ile birlikte çalışacak ve diğer robotlarla işbirliği içinde çalışarak akıllı fabrikalar oluşturacaklardır. Robotlar bazı uygulamalarda, insan operatörünün kontrolünde ve uzaktan teleoperasyonla kontrol edilmektedir. Uzakta çalışan robot bilinmeyen ve dinamik bir çevreyle etkileşime girmektedir. Bazı uygulamalarda daha hassas ve kararlı teleoperasyon gerçekleştirebilmek için operatör uzak ortam hakkında görsel geri beslemenin yanında haptik geri beslemeyle beslenmektedir. Bu haptik geribeslemeye sahip teleoperasyon uygulamalarına haptik teleoperasyon sistemleri denir. Bu çalışmada, bir lokal manipülatör ve çok uzak manipülatörle işbirlikçi haptik teleoperasyon için kontrol şemaları önerilmektedir. İşbirilikçi teloperasyon için konum kontrollü, kuvvet/konum kontrollü paylaşımlı kontrollü kontrol şemalar sunulmaktadır. Uzak manipülatörler için önerilen kontrol yapılarının asimptotik kararlılıkları iletişim kanallarında sınırlı zaman gecikmelerinin olduğu durum için Lyapunov analizi ile gösterilmektedir. Önerilen kontrol şemaları endüstriye yönelik basit manipülasyon ve pim yerleştirme uygulamaları ile deneysel olarak gerçekleştirilmektedir. Deneysel uygulamalarda önerilen kontrolcüler, kararlı teleoperasyonlarda konum takip performansları, eğitimli ve eğitimsiz kullanıcılar ile uygulanabilirlik performansı, engelli ortamda manipülasyon ile sağlamlık analizleri ve sistemin şeffaflığı incelenmektedir. Önerilen kontrol şemalarının uygulanması ve deneysel doğrulaması, modüler bir sanal modelleme ortamı yardımıyla elde edilir. Çift yönlü haptik teleoperasyon için önerilen kontrol şeması, birden fazla uzaktan manipülatörle işbirliği görevlerine sanal modelleme ortamı yardımıyla kolayca genişletilebilmektedir. Manipülatörün geometrik parametrelerini içeren kinematik zincirin sanal ortamda tanımlanması ile önerilen iki yönlü ve işbirlikçi kontrolörlerin uygulanması için yeterlidir. Başka bir matematiksel modele ihtiyaç duyulmadığından, geometrik parametreleri mevcut olan herhangi bir rastgele robot kolu haptik teleoperasyon şemasına kolayca entegre edilebilir. Endüstriyel manipülatörlerin teleoperasyon ile kontrolünde, kullanıcı tarafından uygulanan yüksek frekanslı hareket referansları, sistemin kararsız davranışına neden olabilir. Ayrıca manipülatör kontrolünde aktüatör akımları genellikle güvenlik nedenleriyle sınırlandırılır bu da takip problemine neden olmaktadır. Herhangi bir haptik arayüzle kuvvet geri beslemesi olmadığında, insan operatör tarafındaki hareket referansları izin verilen giriş frekanslarını aşabilir. Bu durumlar uzak ortamda istenmeyen hareketlere ve hasar vb. neden olur ve ayrıca deneyimsiz kullanıcıların eğitim sürelerini uzatır. Bu çalışmada önerilen sanal haptik etkileşim kuvveti kullanıcıya teleoperasyon sırasında görünür bir atalet hissi sağlar. Yapay olarak oluşturulan bu ikinci dereceden dinamikler, kullanıcıdan gelen yüksek frekanslı hareket referanslarını filtreler ve bu nedenle deneyimsiz kullanıcıların kolayca teleoperasyon gerçekleştirmesine olanak tanır. Önerilen haptik etkileşim sistemi, manipüle edilen yük ile birlikte çalışan manipülatörler arasında sanal yay sönümleyicilerin kullanılmasına dayanmaktadır. Bu çalışmada sunulan deneysel sonuçlar, önerilen haptik etkileşim sisteminin tahmin edilen katkılarını doğrulamaktadır.