dc.contributor.advisor | Yılmaz, Atila | |
dc.contributor.author | Sözeri, Göksel | |
dc.date.accessioned | 2020-09-17T10:46:37Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.date.submitted | 2020-01-28 | |
dc.identifier.citation | @mastersthesis{orhanli2014pnomatik,
title={MANYETOREOLOJİK (MR) SÖNÜMLENDİRİCİLİ DİZ ÜSTÜ PROTEZLERİN SALINIM FAZININ MODELLENMESİ },
author={Göksel Sözeri},
year={2020},
school={Fen Bilimleri Enstitüsü}
} | tr_TR |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/22773 | |
dc.description.abstract | Above-knee leg prostheses are devices developed for individuals who have above knee amputations of their legs. Above knee prosthesis with semi-active MR damper consists of four parts: socket, knee, calf and foot. These prostheses control the MR damper and enable the prosthesis to move synchronously with the individual.
In the thesis, gait modeling and control of the gait of the subject using above knee prosthesis with a MR damper was performed. Within the scope of the study, MR damper and gait model were developed separately and combined to create a prosthetic gait model. In order to evaluate the application of different current values to the MR damper, the force, displacement and velocity of the damper under various current conditions were recorded using the force meter test device of ROEHRIG Company. Bingham, Dahl, LuGre and Bouc-wen parametric models were used to understand the MR damper behavior with a hysteresis-containing characteristic. Utilizing the set of data collected from the MR damper used for the prosthesis, the best parameter sets for each model under different current conditions were determined by pattern search optimization method. Moreover, the model parameters were composed as a function of the current for further analysis of the variation of the parameters according to the current levels. This is particularly important for calculation of damper forces according to current, displacement and velocity information. Based on the comparative study carried out in this part, the modelling error rates observed for Bingham, LuGre, Dahl and Bouc-wen models were 17.0%, 6.1%, 5.8%, 8.0%, respectively.
In the second part of the study, the gait model including the trunk - head, hip, calves and feet represented as solid segments is extensively examined. The dynamic equations of the segments were calculated using the Lagrange formulation. Assuming that the MR damper is connected between the calf and the knee section, the moment applied by the MR damper to the knee joint is added to the gait model equations. The developed model was operated using measured gait motion data and optimized MR damper parameters under Bingham model assumptions. This model was used to determine the current patterns required to be applied to the MR damper during the swing phase of the gait.
Through the simulations it is possible to run different control scenarios of the gait with a MR damper based prosthesis. The model gave expected reactions to different currents and different calf weights. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.rights | CC0 1.0 Universal | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | * |
dc.subject | MR sönümlendirici | tr_TR |
dc.subject | Diz üstü protezi | tr_TR |
dc.subject | Yürüyüş modeli | tr_TR |
dc.title | Manyetoreolojik (Mr) Sönümlendiricili Diz Üstü Protezlerin Salınım Fazının Modellenmesi | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Diz üstü bacak protezleri, bacak diz üstünden ampütasyonu bulunan bireyler için geliştirilmiş cihazlardır. Yarı etkin MR sönümlendiricili diz üstü bacak protezleri, soket, diz, baldır ve ayak olmak üzere dört bölümden oluşur. Bu protezler donanımlarında bulunan sönümlendiriciyi denetleyerek, protezin, bireye uyumlu hareket etmesini sağlarlar.
Tez çalışmasında Manyetoreolojik (MR) sönümlendiricili diz üstü bacak protezi kullanan bireyin yürüyüşünün modellenmesi gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında MR sönümlendirici ve yürüyüş modeli ayrı ayrı geliştirilip birleştirilerek protezli yürüyüş modeli oluşturulmuştur. MR sönümlendiriciye farklı akım değerleri uygulanarak, her akım değerinde ROEHRIG firmasına ait kuvvetölçer cihazı kullanılarak sönümlendiricinin kuvvet, yer değiştirme ve hız bilgileri zamana bağlı olarak ölçülmüştür. Histerezis içeren bir karakteristiğe sahip olan MR sönümlendiriciyi modellemek için Bingham, Dahl, LuGre ve Bouc-wen parametrik modelleri incelenmiştir. MR sönümlendiriciden toplanan veriler kullanılarak, örüntü arama en iyileme yöntemi ile dört sönümlendirici modeli için ve ölçüm yapılan her farklı akım değeri üzerinden en iyi parametre setleri belirlenmiştir. Belirlenen modellerin parametrelerinin akıma göre değişimi incelenerek, model parametreleri akımın bir işlevi olarak tanımlanmıştır. Bu düzenleme ile akımı bir değişken olarak sunmayan sönümlendirici modellerinin parametreleri akıma bağlı yazılarak, modellerin akım bağımlılığı ortaya konmuştur. Böylece sönümlendiriciye uygulanan akım, yer değiştirme ve hız bilgileri ile sönümlendiricinin uygulayacağı kuvvetin daha doğru hesaplanması mümkün hale gelmiştir. Bu model parametrelerini en iyi kestirme çalışmalarının sonunda Bingham, LuGre, Dahl ve Bouc-wen modellerinin gerçek verilerle karşılaştırıldığında bulunan hata oranları sırası ile %17.0, %6.1, %5.8, %8.0 olarak belirlenmiştir.
Yürüyüş modelinde gövde - baş, uyluk, baldırlar ve ayaklar birer katı parça olarak temsil edilmiştir. Parçaların dinamik denklemleri Lagrange formülasyonu kullanılarak hesaplanmıştır. MR sönümlendiricinin bir ucunun protezin baldır bölümüne, diğer ucunun ise diz bölümüne bağlandığı varsayılarak, MR sönümlendiricinin diz eklemine uyguladığı moment, yürüyüş modeli denklemlerine eklenerek, salınım fazında protezli yürüyüş modeli elde edilmiştir. MR sönümlendirici modeli olarak, incelenen modeller arasından Bingham model tercih edilmiştir. Geliştirilen model, ölçülen yürüyüş hareketi verileri ve en iyilenen sönümlendirici parametreleri kullanılarak çalıştırılmıştır. Model MR sönümlendiriciye uygulanan farklı akımlar ve farklı baldır ağılıkları karşısında beklendik tepkiler vermiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Elektrik –Elektronik Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2020-09-17T10:46:37Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |