Az tahrikli Parmak Mekanizmasının Kinematik ve Kinetik Analizi


ERGİN Ö. F. , UZMAY I. , SU Ş.

UMTS2016 - 16.Ulusal Makina Teorisi Sempozyumu, Erzurum, Turkey, 12 - 13 September 2013, pp.435-444

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Erzurum
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.435-444

Abstract

The aim of this study is to model a multi-fingered robotic prosthesis hand. Considering human hand capabilities, design of this robotic hand is based on an under-actuated finger model which has the closest characteristics to the biological structure. Other advantages of underactuated mechanism model are as follows: parameters that have to be controlled lessen with decrease of actuation in the system, model’s simple design, weight and low cost. In spite of these advantages, mechanic limits and elastic parts that form the underactuated mechanism have to be optimized in according to the grasp operation. In this study, kinematic and kinetic analysis of a finger of the robotic hand are performed. Actuation stability is examined by these analysis. Cutkosky classification compatible actuation models are applied to the modeled robotic hand and its object actuation capabilities are defined.

Bu çalışmanın amacı protez olarak kullanılabilecek çok parmaklı robotik el modeli ortaya koymaktır. İnsan elinin kinematik ve kinetik sınırlarının göz önünde bulunudurulduğu bu robotik eltasarlanırken, biyolojik yapıya en yakın karekterde olan aztahrikli bir parmak modeli esas alınmıştır. Aztahrikli mekanizma modelinin tercih edilmesinin nedenleri ise sistemdeki tahrik unsurunun azalmasına paralel olarak kontrol edilmesi gereken parametrelerin azalması, ayrıca basit tasarım, hafiflik ve maliyet avantajları olarak sıralanabilir. Bu avantajların yanısıra yapılarında barındırdıkları ve aztahrikli mekanizmayı oluşturan, elastik elemanlar ile mekanik limitlerin gerçekleşecek kavrama operasyonu açısından optimize edilmesi gerekmektedir. Bu çalışma kapsamında robotik ele ait bir parmağın kinematik ve kinetik analizleri yapılmıştır. Elde edilen bu analizler neticesinde kavrama kararlılığı incelenmiştir. Tasarlanan robotik ele Cutkosky sınıflandırmasına uygun kavrama modelleri uygulanıp, cisim kavrama kabiliyeti tanımlanmıştır. Bu çalışmanın amacı protez olarak kullanılabilecek çok parmaklı robotik el modeli ortaya koymaktır. İnsan elinin kinematik ve kinetik sınırlarının göz önünde bulunudurulduğu bu robotik el tasarlanırken, biyolojik yapıya en yakın karekterde olan aztahrikli bir parmak modeli esas alınmıştır. Aztahrikli mekanizma modelinin tercih edilmesinin nedenleri ise sistemdeki tahrik unsurunun azalmasına paralel olarak kontrol edilmesi gereken parametrelerin azalması, ayrıca basit tasarım, hafiflik ve maliyet avantajları olarak sıralanabilir. Bu avantajların yanısıra yapılarında barındırdıkları ve aztahrikli mekanizmayı oluşturan, elastik elemanlar ile mekanik limitlerin gerçekleşecek kavrama operasyonu açısından optimize edilmesi gerekmektedir. Bu çalışma kapsamında robotik ele ait bir parmağın kinematik ve kinetik analizleri yapılmıştır. Elde edilen bu analizler neticesinde kavrama kararlılığı incelenmiştir. Tasarlanan robotik ele Cutkosky sınıflandırmasına uygun kavrama modelleri uygulanıp, cisim kavrama kabiliyeti tanımlanmıştır.