Biyomimetik bir yılansı robotun tasarımı ve gerçeklemesi
Design and implementation of a biomimetic serpentine robot
Yazar: SERKAN KARAÇÖL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GONCA ÖZMEN KOCA ; DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ KORKMAZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Biyomimetik robotik sistemlerde aktif bir hareket kontrolü robotun tasarım amacına ulaşmasında önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada biyomimetik bir yılansı robotun ritmik hareket kontrolü için Merkezi Örüntü Üreteci (MÖÜ) temelli yapıların kullanımının diğer ritmik hareketli robotlarda olduğu gibi gerçekçi sonuçlar sunacağı öngörülmektedir.
Tez çalışması, tasarımı gerçekleştirilen yılansı robotun MÖÜ'ler ile hareket kontrolünün benzetim ortamındaki analizlerini ve üretimi gerçekleştirilen yılansı robot prototipinin deneysel analizlerini içermektedir. Yılansı robotun üç boyutlu katı model tasarımı, SolidWorks ortamında gerçekleştirilmiştir. SolidWorks ortamında tasarımı gerçekleştirilen yılansı robot başta ve sonda olmak üzere 2 adet kafa ve 8 eklemli bağlantıya sahip bir şekilde tasarlanmıştır. Tasarlanan model, robotun hareketini gözlemlemek ve inşa edilen MÖÜ ağlarını analiz etmek için Matlab/SimMechanics ortamına uyarlanmıştır. MÖÜ tabanlı ağlar, Genlik Kontrollü Faz Osilatörü (GKFO) ve Hopf osilatörleri ile ritmik, istikrarlı ve salınımlı hareket kalıpları oluşturmuşlardır. Her iki ağ yapısı da çift yönlü zincir modelleri ile inşa edilmiştir. Yılansı robotun hareketini analiz etmek için S tipi ileri hareket ve C tipi dönme  hareketleri incelenmiştir. Benzetim sonuçlarının ardından deneysel çalışmaya geçilmiştir. Deneysel çalışmada çift yönlü zincir ağ yapısına sahip GKFO kullanılmıştır. Böylece, akıllı hareket kontrol yaklaşımının bir temeli sağlanmıştır.

Abstract:
In biomimetic robotic systems, an active motion control has an important place in achieving the design goal of the robot. In this study, it is predicted that the use of Central Pattern Generator based structures for rhythmic motion control of a biomimetic snake robot will provide realistic results as in other rhythmic moving robots. 
The thesis study includes the analysis of the designed snake robot in the simulation environment with the motion control of the CPGs and the experimental analysis of the produced snake robot prototype The three-dimensional solid model design of the serpentine robot was carried out in the SolidWorks environment. Designed in SolidWorks environment, the snaky robot is designed with 2 heads and 8 jointed connections, primarily and probe. The designed model has been adapted to the Matlab/SimMechanics environment to observe the motion of the robot and analyze the built CPG networks. CPG -based networks have created rhythmic, stable and oscillatory motion patterns with Amplitude Controlled Phase Oscillators (ACPO) and Hopf Oscillators. Both network structures are built with two-way chain models. In order to analyze the motion of the snake robot, S-type forward motion and C-type rotation movements were studied. After the simulation results, experimental study was started. ACPO, which has a two-way chain network structure, was used in the experimental study. Thus, a foundation of intelligent motion control approach has been provided.