Ayak hareketi esaslı robotik yürüyüş eğitim cihazı tasarım ve imalatı
Design and construction of a foot motion based robotic gait training device​
Yazar: KEMAL CEM KÖSE
Danışman: DOÇ. DR. NİMETİ DÖNER ; PROF. DR. MUSTAFA KEMAL ÖZGÖREN
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizyoterapi ve Rehabilitasyon = Physiotherapy and Rehabilitation ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Makine insan sistemi = Machine human system ; İnsan yürüyüşü = Human gait

Özet:
Beyin yaralanmaları, omurilik felci ve inme gibi durumlardan sonra en önemli hedef, hastaya yürüme kabiliyetinin geri kazandırılmasıdır. Bu amaçla, fiziksel rehabilitasyon sırasında tedaviye destek amacıyla bazı yürüme simülatörleri de kullanılmaktadır. Mevcut yürüme simülatörleri, yürüme çevriminin tüm fazlarını gerçekleştirememektedir. Bu durum tedavinin başarısını sınırlandırmaktadır.  İnsan yürüyüşünün tüm fazlarını destekleyebilecek bir yürüyüş simülatörüne ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında esas amaç ve motivasyon yürüme eğitimi (rehabilitasyonu) amaçlı yeni bir robotik cihaz tasarlayıp imal etmektir. Tez kapsamında tasarlanıp imalatı yapılan cihaz ile rehabilitasyon cihazlarında ayağın rijid bir yapı olarak kabul edildiği yaklaşım yerine ayak, iki eklemli bir yapıda, gerçek karakteristiğine uygun olarak modellenmiştir. Bu amaçla, cihaz ayak destek ünitesi metatarsal eklemde bükülmeyi gerçekleştirebilecek şekilde yapılandırılmıştır. 
Tez çalışmasının ikinci kısmında, "Zayıf Eyletimli Denek Modeli" ile dinamik analiz yapılmıştır. Bu sayede tedavi süreci ve gereklilikleri hakkında fizyoterapist ve doktorlara rehberlik edebilecek bir matematiksel ortam oluşturmak istenmiştir. Yürümenin dinamiği üzerine önceki yapılan çalışmaların neredeyse tamamında Lagrange denklemleri kullanılmıştır. Bu tez kapsamında ise, Newton – Euler denklemleri tercih edilmiştir. Bu sayede eklemlerde meydana gelen reaksiyon kuvvetleri de yürüme analizinin yanısıra belirlenebilmektedirler.

Abstract:
The recovery of walking capability is an important goal after traumas such as stroke, traumatic brain injury and spinal cord injury. For this purpose, several rehabilitation devices are used to assist the therapeutical re-learning process of walking during the period of physical walking rehabilitation. The currently available robotic rehabilitation devices cannot simulate all phases of the walking cycle. This fact limits the success of the walking therapy. Therefore, there is a demand for a walking simulator that can assist the therapy for the whole walking cycle. In this thesis, the main aim and motivation have been the design and construction of a new robotic device that forces the feet of a patient to move exactly like they move during a healthy walking. To this end, each foot is modeled in accordance with its real characteristics as a two-jointed structure, rather than a simple rigid body, and the device is designed and driven so as to impart proper motion to both of the ankle and metatarsal joints of the foot. 
	In the second part of the thesis, a dynamic analysis is performed by using a "Weakly Actuated Patient Model". Thus, it is expected that a mathematical medium is established to guide the physiotherapists and doctors about the treatment process and its requirements. In almost all the previous studies on the gait dynamics, the researchers used the Lagrange's equations. In this thesis, however, the Newton-Euler equations are preferred so that the reaction forces arising at the joints can also be determined as a by-product of the gait analysis.