Atıf Sayısı
3
Görüntüleme
19
İndirme
3
İnsan alt uzuv eklemleri biyomekaniği literatür çalışmalarına göre ayak bileği kas-iskelet sistemi yürüme esnasında sürekli olarak eklem sertliğini değiştirmektedir. İnsan bileği ekleminin bu biyomekanik davranışından esinlenilerek, VS-AnkleExo (Variable Stiffness Ankle Exoskeleton) isimli değişken sertliğe sahip bir eyleyici ile tahrik edilen ayak bileği dış iskelet robot tasarımı ortaya koyulmuştur. Sertliği değiştirilebilir bir bilek eklemi tasarımı ile esnek, güvenli ve biyomimetik bir hareket kabiliyeti sağlamasına karşın dış etkiler altında kararlı ve hassas pozisyon takibinin zorluğu bu tür yumuşak eyleyicilerin en büyük problemidir. Bu makalede, VS-AnkleExo üzerinde geleneksel Oransal İntegral Türev (Proportional Derivative Integral – PID ) kontrol yönteminin ve bulanık mantık teorisinin farklı tiplerde kombine edilmesi ile oluşturulan karma kontrolcülerin pozisyon takip performansı ve dış bozuculara karşı duyarlılıkları deneysel olarak değerlendirilmiştir. VS-AnkleExo rehabilitasyon ve yürüme yardımı gibi uygulamalar için kullanılacaktır. Bu uygulamalarda ise genellikle pozisyon takibine dayanan tekrarlı hareket egzersizleri kullanılmaktadır. Bu kapsamda, çalışmada ilk olarak bozucu etkiler olmadan farklı referanslar için geleneksel PID, Bulanık PD, Bulanık PD+I, Bulanık PD+PID ve ZTS (Z, T ve S tip üyelik fonksiyonlu) Bulanık PD kontrolcülerin pozisyon takip performansı değerlendirilmiştir. Çalışmanın devamında ise, bozucu kuvvetler karşısında önerilen kontrolcülerin duyarlılığını test etmek için bozuculu basamak ve sinüs eğrisi cevap deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deney sonuçları, diğer kontrolcülere göre Bulanık PD+PID kontrolcünün pozisyon izleme hatalarını daha etkili azaltabildiğini ve dışarıdan uygulanan bozuculara karşı daha sağlam olduğunu göstermiştir. Ayrıca, pozisyon takibi deneyleri kapsamında, en başarılı olan Bulanık PD+PID kontrolcü kullanılarak, gerçek insana ait bilek eklemi pozisyon verileri ile bir deney daha gerçekleştirilmiş ve VS-AnkleExo robotun Bulanık PD+PID kontrolcü ile birlikte gerçek insan verilerine dayalı hareket egzersizleri çalışmalarında kullanılabileceği gösterilmiştir.
According to the study of human subcutaneous joints biomechanics literature, the leg muscle-skeletal system constantly changes the joint hardness during walking. Inspired by this biomechanical behavior of the human wrist joint, a variable stiffness anchor exoskeleton, called VS-AnkleExo (Variable Stiffness Ankle Exoskeleton) is driven by the foot wrist external skeletal robot design. Although the hardness provides a flexible, secure and biomimetic movement capacity with a changeable arm joint design, the difficulty of stable and precise position tracking under external effects is the biggest problem of such soft actors. In this article, we experimentally evaluate the position tracking performance and sensitivity of the mixed control controls created by the combination of the traditional proportional derivative integral (PID) method on VS-AnkleExo and the theory of foolish logic in different types. VS-AnkleExo will be used for applications such as rehabilitation and walking assistance. In these practices, repetitive motion exercises are often used based on position tracking. In this context, the study first assessed the position tracking performance of the traditional PID, Bully PD, Bully PD+I, Bully PD+PID and ZTS (Z, T and S type membership function) Bully PD controllers for different references without disturbing effects. In the continuation of the study, deteriorating steps and sinus curve response tests were conducted to test the sensitivity of the controllers recommended to deteriorating forces. The results of the experiments showed that, compared to other controllers, the Bully PD+PID controller can reduce position tracking errors more effectively and is more robust against externally applied disruptors. Furthermore, in the context of position tracking experiments, another experiment was conducted with real-human arm joint position data using the most successful Bully PD+PID controller, and it was shown that the VS-AnkleExo robot, along with the Bully PD+PID controller, could be used in the study of real-human data-based movement exercises.
Alan : Mimarlık, Planlama ve Tasarım; Mühendislik
Dergi Türü : Uluslararası
Makale Detay 
Atıf Yapanlar
Benzer Makaleler
PDF Görüntüle
Dergi Bilgisi
Eseri Dinleyin
Bu Sayfayı Yazdırın
Paylaş
Mendeley
