Nikel-titanyum Şekil Bellekli Alaşımlar Kullanılarak Geliştirilen İtü Robot El Ve Performans Analizleri

Abstract

Şekil bellekli alaşımların teknolojik önemi, şekil bellek etkisi ve superelastik özellik göstermelerinden kaynaklanmaktadır. Bu özellikler sıcaklık ve gerilmeye bağlı olarak kristal yapının martenzit ve ostenit fazlarına dönüşümü ile oluşur. Şekil bellekli alaşımlar üretim yöntemlerinin de gelişimi ile birlikte, özellikle son 20 yıl içerisinde önemli teknolojik malzemeler sınıfına dahil olmuşlardır. Artık elektronikte sensör sistemlerinden, tıpta damar tıkanıklığında kullanılan stentlere, otomotivde radyatör fanlarından, robotikte çok bacaklı mobil robot sistemlerine kadar değişik alanlarda şekil bellekli alaşımların kullanıldığını görmek mümkündür. Bu çalışmada Ni-Ti şekil bellekli alaşımların mikro yapı ve mekanik özellikleri ile ilgili deneysel etüdler yapılmış, argon gazı altında vakum indüksiyon fırınında NiTi alaşımı üretilmiştir. Üretilen NiTi şekil bellekli alaşım, patlayıcıların taşınması, toplanması ve imhası düşünülerek prototipi geliştirilen İTÜ Robot Elin bağlandığı kolda hareketlendirici olarak kullanılmıştır. İTÜ Robot Elin parmaklarında ise ABD.’den ithal edilen NiTi levhalardan yararlanılmıştır. Ayrıca robot elin uygulanan güce göre kavrama / bırakma zamanı ve parça kavrama boyutları ile ilgili performans analizleri yapılmıştır.

The technological importance of shape memory alloys is coming from their shape memory effect (SME) and superelastic (SE) capability. SME and SE capability are related to temperature variation and applied stress which effect the crystal structure by martensitic and austenitic phase transformation. Shape memory alloys (SMA) classified as a technological material for 20 years by its fabrication development. They are used now from sensor systems to medical artery calcification stent , from automotive radiator to robotic multi-legged robot system. In this study, NiTi shape memory alloy internal structure and mechanical properties are examined. NiTi SMA is produced in vacuum induction furnace under argon gas atmosphere. Produced NiTi is used as an actuator in the attached arm of ITUHand that has been developed to carry, remove and destroy explosives. In ITUHand’s fingers NiTi sheet that had been imported from USA was used. Furthermore, a set of experiments were performed regarding gripping / releasing time according to applied powers and gripped object dimension.