Yürüme desteği için dış iskelet sistemi bilgisayar destekli tasarımı ve optimizasyonu
Computer aided design and application of exoskeleton system for gait assistance
Yazar: OĞUZHAN DAŞ
Danışman: DOÇ. DR. EVREN MELTEM TOYGAR
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Başta sosyal yaşam olmak üzere birçok alanda güç gerektiren hareket veya hareket kümesi mevcuttur. Bu hareketlerin bir kısmı uygulanabiliyor iken bir kısmı da güç yetersizliği ve sağlık sorunları nedeniyle gerçekleştirememektedir. Bu engeli ortadan kaldırmak ya da kısmi de olsa güç gerektiren bu harekeleri uygulamak için güçlendirilmiş dış iskelet sistemler ortaya çıkmıştır.Alt ekstremite dış iskelet sistemleri, bacaklar vasıtasıyla yapılan fakat bir rahatsızlık sebebiyle gerçekleştirilemeyen hareketlerin yapılmasını kolaylaştırmak veya tamamen yaptıracak gücü sağlamak, alt ekstremite bozukluğu olan hastaların rehabilitasyon sürecine de katkıda bulunması ve hayat kalitesini yükseltmek amacıyla tasarlanmış sistemlerdir.Bu çalışma kapsamında, 110M063 numaralı TÜBİTAK projesi kapsamında tamamlanmış olan 5000 serisi alüminyum çerçeveli alt ekstremite eksoskeleton (dış iskelet) sisteminin kütlesi hafifleştirilip mukavemetinin arttırılması hedeflenerek, tasarımın iyileştirilmesi ve geliştirilmesi yapılmıştır. Çalışmanın sonraki aşamalarından olan motor seçimi için gereken eklem tork ihtiyacı ve harcanan güç miktarının tespiti için SolidWorks programı aracılığıyla sanal yürüme simülasyonu gerçekleştirilmiş ve 110M063 numaralı TÜBİTAK projesinde elde edilen kritik durum verileri kullanılarak sistemin emniyet durumunu tespit etmek amacıyla statik analiz yapılmıştır. Bununla birlikte, daha ileride yapılacak olan çalışmalara bir zemin oluşturmak, bir fikir vermek amacıyla bir öngörü modeli tasarlanmış, sanal yürüme simülasyonları ile sistem emniyetini ölçmek amacıyla kritik durumlarda statik analizler yapılmıştır. Geliştirilen bu iki sistem birbiriyle ve 110M063 numaralı TÜBİTAK projesi kapsamında prototipi üretilen sistem ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın bir bölümü Yıldız Teknik Üniversitesi'nde düzenlenen Mekatro 15 isimli panelde de sunulmuştur.

Abstract:
There are many fields, socially foremost, that requires man power . Some of these actions can't be done because of the necessity of extreme power or some disorders. In order to solve such problems entirely or partially, powered exoskeletons have been shown up.Lower extremity exoskeleton systems are just one of the kind of powered exoskeleton systems. The main purpose of designing is normalizing the quality of life of patients who have difficulties with performing simple actions in their lifes and make that system usable in rehabilitation are also considered. Therefore, such a system also can provide power to people who struggle with performing an action with their legs because of lack of power.In this study, a prototype of lower extremity exoskeleton system with 5000 Series Aluminum frame which is studied in 110M063 numbered TUBITAK Project, have been discussed in terms of optimization of weight and strength in order to improve the current design. Analyses and virtual gait simulations have been performed in SolidWorks 2013 with data that obtained from 110M063 numbered TUBITAK  ort hi and Dokuz Eylul University Medical Faculty, due to get the required torque values for joints and the power consumption values, which can be used for motor selection in next study. A foresight model has designed in order to create a basis for future work . Virtual gait simulations and critical state analyses has also carried out  ort his model. Finaly both model are compared with each other and also compared with the former system and other worldwide studies. A part of study has been presented in a panel discussion named Mekatro 15 in Yıldız Technical University.