Rehabilitasyon amaçlı bir robot kolunun kuvvet ve konumunun zeki kontrolü
Intelligent force and position control of a robot manipulator for rehabilitation
Yazar: ERHAN AKDOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ARİF ADLI ; PROF. DR. ERTUĞRUL TAÇGIN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon = Physical Medicine and Rehabilitation
Dizin: Akıllı denetim = Intelligent control

Özet:
Bu tezde, fizyoterapistlere rehabilitasyon sürecinde yardımcı olmak üzere, dizrehabilitasyonuna yönelik bir robot kolunun zeki kontrolü amaçlanmıstır.Gelistirilen sistemin, pasif ve aktif egzersizleri yapabilmesi, fizyoterapisthareketlerini modelleyerek gerçeklestirebilmesi, kullanıslı bir kullanıcı ara yüzünesahip olması ve egzersiz sonuçlarının rehabilitasyon sürecini degerlendirmek üzeregörüntülenebilmesi amaçlanmıstır.Bu kapsamda üç serbestlik dereceli, diz için ?fleksiyon ? ekstansiyon? kalçaiçin ?fleksiyon ? ekstansiyon? ve ?abduksiyon ? adduksiyon? hareketlerine uygun,uzuv boyutuna göre ayarlanabilen, diz eklemi pantograf yapıda ve tüm motorlarıtabanda bulunan bir mekanizma tasarlanıp üretilmistir.Sistemin kontrolü için karar verebilen ve ögrenebilen, bilgi ve kural tabanlıçalısan konvansiyonel kontrol teknikleri ile desteklenmis bir zeki kontrolör yapısıgelistirilmistir. Konvansiyonel kontrol teknigi olarak rehabilitasyon amaçlırobotlarda en kullanıslı kontrol teknigi oldugu kabul edilen mekanik empedansınayarlanması esasına dayalı empedans kontrol ile PD ve PID konum kontrolteknikleri kullanılmıstır.Sistemdeki geri besleme bilgileri kuvvet ve konum algılayıcılar ile, analogdijital veri dönüsümleri ise veri toplama kartları ile saglanmıstır. Sistem yazılımıolarak MATLAB Simulink Real Time Windows Target araç kutusu kullanılmıstır

Abstract:
The usage of an intelligent control of a robot manipulator in kneerehabilitation in order to help the physiotherapists in the process of rehabilitation isaimed in this thesis.The developed system is aimed to do the passive and active exercises, tomodel the physiotherapists? movements, to have a serviceable user interface and tomonitor the exercise results in order to evaluate the rehabilitation process.A mechanism which is suitable for the ?flexion- extension? of the knee,?flexion ?extension? and ?abduction-adduction? movements of the hip and whichhas three degrees of freedom, that can be adjusted according to the size of the hip andknee was designed and produced. In order to reduce the payload, a pantographicstructure was used to be situated at the ground.An intelligent controller structure which can make decisions for thecontrolling of the system, which is able to learn and which was supported withconventional controlling techniques, was developed. The impedance controllingtechnique based on regulation of mechanical impedance and thought to be the mostuseful controlling technique in the rehabilitation robots was used together with PDand PID position control techniques were used.The data feedback was provided with force and position sensors, the analog ?digital data transformations were made with data acquisition cards. MATLABSimulink Real Time Windows Target Toolbox was used as the system software.