İnsansı robot kol tasarımı ve gerçeklenmesi
Design and implementation of humanoid robot arm
Yazar: İLKE ÖZTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TANER AKKAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
1500'lü yıllardan beri kullanılan basit yapılı ve sınırlı hareketler yapabilen robot mekanizmalar günümüzde elektronik ve yazılım yardımıyla daha işlevsel hale gelmiştir. İnsan yapısı ile robot mekaniğinin gücünü birleştiren bu modern robotlar başta üretim olmak üzere hayatımızı kolaylaştıracak uygulamalarda kullanılmaktadır. Ayrıca günümüzün robotları gelişmiş sensörleri ve yapay zeka uygulamaları ile insansı davranışlar da gösterebilmektedir. Bu çalışmanın amacı seri iletişim ağıyla birbirine bağlı dağıtık yapıda mikrodenetleyicili kartlar ile yönetilen ve ana bir mikrobilgisayar tarafından denetlenen bir insansı robot kolu tasarımı ve uygulamasıdır. Bu çalışmada Fransız heykeltraş ve tasarımcı olan Gael Langevin tarafından hayata geçirilen InMoov projesi temel alınmıştır. InMoov projesinin temel amacı insana fiziki benzerlik ve insansı hareketler elde etmektir. Bu tasarım mekanik yeterlikler göz önüne alınmadığı için hem içyapısı hem de sensör yerleşimine uygun olmaması nedeniyle bu modelin temeline yeni bir ön kol ve el tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan ön kol ve el, PLA hammaddesi kullanılarak 3 Boyutlu yazıcı ile üretilmiştir. Parmak ve bilek hareketleri için yedi adet dijital servo motor kullanılmıştır. Avuç içinin ortasına yerleştirilen bir kuvvet duyarlı direnç ile avuç içinde bir nesnenin olup olmadığı algılanabilmektedir. Parmak uçları yaylı bir mekanizma ile parmak gövdesine tutturulmuş böylece parmak uçlarının da esnek hareketi mümkün olmuştur. El üstüne avuç içindeki kuvvet duyarlı direnci algılayacak bir Arduino Pro Mini, ön kol içerisine servo motor kontrolleri için ikinci bir Arduino Pro Mini yerleştirilmiştir. Ana kontrolcü olarak Arduino Mega kullanılmıştır ve kontrolcü kartları birbirleri ile I2C üzerinden haberleşmektedirler. Robot kol seri iletişim veya bluetooth üzerinden kontrol edilmektedir.

Abstract:
Since 1500s, basic structured robotic mechanisms with limited movements have become more functional nowadays via help of electronics and software. These modern robots that combine the human physical structure with robot mechanics power are used in applications that will make our life easier, especially in manufacturing. In addition, today's robots can show human behavior through advanced sensors and artificial intelligence applications. The aim of this work is to design and implement a humanoid robot arm, controlled by a main microcomputer, which is managed by interconnected microcontroller cards in the interconnected serial communication network. This work is based on the InMoov project, which was passed on by the French sculptor and designer Gael Langevin. The main aim of the InMoov project is to obtain physical similarity and humanlike movements to human beings. This design is based on a new forearm and hand design because the InMoov's design is not suitable for both internal structure and sensor placement because mechanical considerations are not taken into consideration. The designed forearms and hands were produced with 3D printer using PLA raw materials. Seven digital servo motors are used for finger and wrist movements. A force-sensitive resistor placed in the center of the palm can detect whether or not an object is in the palm. The fingertips are attached to the fingertip with a spring mechanism, so that flexible movement of the fingertips is possible. An Arduino Pro Mini, which detects the force-sensitive resistor in the palm of the hand, has a second Arduino Pro Mini in the forearm for servo motor controls. Arduino Mega is used as the main controller and the controller cards communicate with each other via I2C. The robot arm is controlled via serial communication or bluetooth.