Üst Ekstremite Dış İskelet Robot İçin Giyilebilir Kablosuz MIMU Sensörler Vasıtası İle İnsan Robot Etkileşim Ağı Tasarımı

Abstract

Bu araştırma kapsamında insan vücuduna uyumlu, insan hareketlerini destekleyen iki serbestlik dereceli bir üst-ekstremite dış iskelet robot sisteminin kontrolü için giyilebilir kablosuz sensörler MIMU (ivmeölçer, jiroskop) vasıtası ile insan robot etkileşim ağı tasarımı gerçekleştirilmiştir. Kişinin üst ve alt kol uzuvlarına bağlı iki adet MIMU sensörden açısal ivmelenme, jiroskop ve manyetometre bilgileri alınıp, AHRS (Attitude and Heading Reference Systems) algoritması ile bu sensör verileri bütünleştirilip kişinin üst ekstremite hareketine ilişkilin (üst kol, alt kol) kuaternion yönelim matrisi hesaplanmıştır. Kinematik analiz ile de kuaternion matrisi verileri kullanılarak omuz ve dirsek eklemlerine ait Euler yönelim açıları (x, y, z eksenleri için) hesaplanmıştır. Geliştirilen etkileşim ağı ile laboratuvar olanakları ile tasarlanan ve imalatı yapılan iki serbestlik dereceli prototip üst ekstremite dış iskelet robot kolun gerçek zamanlı hareket kontrolü gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, kullanıcı kişi kolunu hareket ettirirken, dış iskelet robotta senkronize olarak aynı hareketi gerçekleştirmektedir.