Ekskavatör teleoperasyon sistemi ve kuvvet geri beslemesi kazanımları
Excavator teleoperation system and force feedback gains
Yazar: AHMETCAN ÖNAL
Danışman: YRD. DOÇ. ANDAÇ TÖRE ŞAMİLOĞLU
Başkent Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Akım kontrolü =   ; Doğrusal kontrol = Linear control ; Elektrikli algılayıcılar = Electrically sensors ; Geri beslemeli kontrol = Feedback control ; Gerilim kontrolü = Voltage control ; Hidrolik pozisyon kontrol = Hydraulic position control ; Kuvvet kontrolü = Force control ; Motor kontrol = Motor control ; Oransal kontrol = Proportional control ; Uzaktan kumanda = Remote control

Özet:
Kopya kol, operatörlerin ekskavatörleri ekskavatör uzuv konumlarını önceden tahmin ederek kullanabilmeleri için gerçek ekskavatörün insan kolu hareket bölgesine uyacak şekilde ölçeklendirilmiş bir kopyasıdır. Operatörün önünde bulunan 2 kol ile ekskavatörü kontrol etmesi yerine kopya kolu istediği pozisyona götürmesi ekskavatör kova konumunu belirlemesinde yeterli olacaktır. Bu sayede operatör ekskavatör hareketini ön görebilecektir. Kopya kol ekskavatör kullanımını güvenli hale getirebileceği gibi kolaylaştıracaktır. Bu sayede yetiştirilmesi ve çalıştırılması pahalı olan vasıflı operatör ihtiyacı ortadan kalkacaktır. Kopya kol üzerinde ve ekskavatör sistemi üzerinde pozisyon algılamak için manyetik rotatif pozisyon algılayıcı kullanılarak açı algılayıcı sistemler geliştirilmiştir. Sistem entegrasyonunun kolay olması ve her sisteme uygulanabilirliği açısından ekskavatör sistemi üzerinde kullanılacak kablosuz açı algılayıcı sistem geliştirilmiştir. Operatör karşısına bir engel çıktığını sadece görerek algılayabilmektedir. Sisteme kopya kol üzerinden bir kuvvet geri beslemesi eklendiğinde operatörler göremedikleri ortamlardaki (kova yerin altındayken vb.) engelleri kopya kol yardımıyla algılayabilecek ve sistemi zorlamayacaktır. Bu sayede daha hassas işlemler (doğal gaz, su, elektrik hatları çevresindeki kazılar vb.) daha az tehlike riskiyle gerçekleştirebilecektir. Sistemde kopya kol ve ekskavatör arasındaki haberleşme kablosuz olarak gerçekleştirilmektedir. Bu sayede operatör operasyon sahasından uzaklaştırılacaktır. Tehlikeli operasyonlarda(Nükleer santraller, kimyasal ortamlar, su altı inşaatları vb.) operatör operasyon sahasından uzakta olacağından yaralanma ve ölümlerin önüne geçilebilecektir.  Geliştirilen sistem silahlı kuvvetlerin mayın temizleme, siper kazma gibi istihkam faaliyetlerinde de kullanılabilecektir.

Abstract:
Copy arm is a scaled copy of an excavator to fit human arm movement zone to be able to control the excavator by anticipating movements of the excavator parts. Bringing copy arm to desired position instead of controlling via 2 joysticks will be enough to determine the bucket position. Thus, the operator will be able to predict the movement of an excavator. The use of copy arm on controlling the excavator will facilitate controlling the excavator and will make it safe. Therefore, the need for skilled operators will be eliminated. To detect position of copy arm and the excavator, the angle sensor systems have been developed using magnetic rotary position sensors. To ease the system integration and increase applicability of all systems, wireless angle sensor system has been developed to transmit the excavator position.  Operator can only detect obstacles visually. When force feedback is integrated to this system, operators will be able to detect not seen obstacles via copy-arm and the system will not be forced. Therefore, more accurate operations can be performed. Using wireless communication between the excavator and the copy arm, operators will stay far from the operation field. Due to wireless communication (teleoperation), injuries and deaths of operators will be prevented in dangerous mission fields (Nuclear power plants, chemical environments, underwater construction, etc.). The developed system would be utilized in demining, shelter excavating operations of military forces.