Wearable exoskeleton robot design

Abstract

Bu tez çalımasının amacı belden aaısını kullanamayan engelli yada felçliinsanlar için kendi bacakları gibi kullanabilecekleri giyilebilir bir iskelet robottasarlamaktır. Tasarlanacak olan robot, yürüme fonksiyonunu sorunsuz bir ekildegerçekletirecek, rampa yukarı yada aaı hareket edebilecek, günümüzde kullanılantekerlekli sandalyelerin dezavantajlarını büyük ölçüde ortadan kaldıracak, akıllı birsistem olacaktır. Robot felçli yada engelli kullanıcı tarafından pantolon gibi giyilecek vekullanıcının günlük ilerini problemsiz bir biçimde, doallıa en yakın yerinegetirmesine yönelik, çalıacaktır. Robot, yürüme ilemini, her bacak için tasarlanan veD.C. elektrik motorundan tahrik alan, 3 adet 1 serbestlik dereceli yapay bacaklarsayesinde gerçekletirecektir.skelet robotunun tasarlanması, robotun parametrik bir katı modellemeprogramı (Solidworks®) ile modellenmesi, imalat için en uygun malzemenin seçilmesi,dayanım hesaplarının yapılması, matematik modelinin oluturulması, test cihazınıntasarlanması ve imalatı ve eklemlerin serbestlik derecelerinin incelerenerek en uygunyürüme kombinasyonun oluturulması aamalarını kapsamaktadır.Bu robot mekanik tasarım çalımasına ek olarak, eklemlerde her bir ekleminyürüyü sistemindeki hareket sırası ve hareket süresini control edebilmek amacıyla bireletronik kontrol ünitesi tasarlanmı ve üretilmitir. Ayrıca robotun kullanıcı tarafındankolay bir ekilde kumanda edilebilmesi amacıyla robotun üzerinde control amaçlı birtutakımı kullanılmı ve gerekli fonksiyonlar tu takımında tanımlanmıtır.Sonuç olarak bu tez çalımasında, kullanıcının yürüme hareketine yardımcıolacak bir iskelet robot üretilmitir.

In this thesis study it is intended to design a wearable exoskeleton robot whichwill replace paralytic or disable people?s legs and provide to walk. The wearableexoskeleton robot will be an intelligent system that fulfill the gait necessities, climb theslopes up and down, and remove the disadvantages of the wheelchairs and mobility aidvehicles. Robot will be a wearable device like a trouser and it will work to carry outdaily duties for users. Robot will increase user?s maneuver capabilities and supportusers? legs and aid walking action for users thanks to 3-one degree of freedom (DOF)joints which are designed for each leg and are powered by DC electric actuators.Design of the wearable exoskeleton robot includes, modeling and designing of therobot using a parametric solid modeling computer program (Solidworks®), selection ofthe most suitable material for the design characters and robot manufacturing processes,strength analysis of the critical part of the robot, mathematical modeling of the system,design and manufacturing of the test machine and finding the most suitable walkingcombination by investigating degree of freedoms of each joints on the legs.In addition to mechanical design of the wearable exoskeleton robot, an electroniccircuit is designed and manufactured in order to control each joint movement order andtime in walking action. Moreover, in order to control the robot by the users, a keypadunit is manufactured on the robot and necessity functions are described in the program.As a result of this thesis; a wearable exoskeleton robot is manufactured to be usedas a walking assistant.