PROTEZ, REH. VE YARDIMCI CİHAZLARIN TASARIMI

AMAÇ

Bu ders öğrencilere robotik ve kontrol arka planı sağlar. Öğrencilere bu derste öğrendikleri bilgileri uygulamalı etkinliklerle pekiştirme fırsatı sunar.

İÇERİK

Bu ders; Robotiğe giriş, Robotik uygulamaları, Rijit hareketler, Rotasyon Matrisleri, Euler Açıları, Yuvarlanma-Yunuslama-Sapma Açıları,Homojen Dönüşümler, Çarpık Simetrik Matrisler, Açısal Hız ve İvme ,İleri Kinematik, Ters Kinematik ,Hız Kinematiği, Jacobian Matris Türetimi, Tekillik ,Dinamik, Euler – Lagrange Formülasyonu, İki Eklemli Düzlemsel Manipulator Uygulaması ,Dinamik, Newton - Euler Formülasyonu, İki Eklemli Düzlemsel Manipulator Uygulaması ,Bağımsız Eklem Kontrolü, Eyleyici Dinamiği, PD & PID Kontrol,Bağımsız Eklem Kontrolü, Eyleyici Dinamiği, PD & PID Kontrol,Durum-Uzay Tasarımı, Durum Geribildirim Kontrolü, Gözlemciler ,İleri Beslemeli Kontrol ve Hesaplanmış Tork ,Robotik Manipulatörler için Çok Değişkenli Kontrol: Tersinir Dinamiği, Kartezyen Kontrol ,Temas Modellemesi, Kuvvet Kontrolü ,Sertlik ve Esneklik, Görev Alanında Ters Dinamikler, Empedans Kontrolü,Hibrit Pozisyon-Kuvvet Kontrolü; konularını içermektedir.

1. 1

   Classify main types of industrial and non-industrial robots

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

2. 2

   Use various mathematical tools for the single chain robot kinematic and dynamic analysis and the fundamental control methodologies for robot tracking and force control

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

3. 3

   Generate smooth trajectories, 4. Choose appropriate actuation and reduction mechanisms for robotic designs

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

4. 4

   Choose appropriate actuation and reduction mechanisms for robotic designs

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

5. 5

   Simulate the dynamics of robotic manipulators under independent joint

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

6. 6

   Identify various medical robotic architectures in robotic systems.

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

7. 7

   Experience hardware-based implementations.

   Değerlendirme: Proje Görevi

HAFTALIK PLAN

1. HAFTA 1

   Robotiğe giriş, Robotik uygulamaları, Rijit hareketler, Rotasyon Matrisleri, Euler Açıları, Yuvarlanma-Yunuslama-Sapma Açıları

   Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 1. ve 2. bölümü

2. HAFTA 2

   Homojen Dönüşümler, Çarpık Simetrik Matrisler, Açısal Hız ve İvme

   Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 2. bölümü

3. HAFTA 3

   İleri Kinematik, Ters Kinematik

   Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 3. ve 4. bölümleri

4. HAFTA 4

   Hız Kinematiği, Jacobian Matris Türetimi, Tekillik

   Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 5. bölümü

5. HAFTA 5

   Dinamik, Euler – Lagrange Formülasyonu, İki Eklemli Düzlemsel Manipulator Uygulaması

   Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 6. bölümü

6. HAFTA 6

   Dinamik, Newton - Euler Formülasyonu, İki Eklemli Düzlemsel Manipulator Uygulaması

   Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 6. bölümü

7. HAFTA 7

   Bağımsız Eklem Kontrolü, Eyleyici Dinamiği, PD & PID Kontrol

   Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 7. bölümü

8. HAFTA 8

   Bağımsız Eklem Kontrolü, Eyleyici Dinamiği, PD & PID Kontrol

   Ön hazırlık: Ders Sunuları ve ders kitabının 7. bölümü

9. HAFTA 9

   Durum-Uzay Tasarımı, Durum Geribildirim Kontrolü, Gözlemciler

   Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 7. bölümü

10. HAFTA 10

    İleri Beslemeli Kontrol ve Hesaplanmış Tork

    Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 7. bölümü

11. HAFTA 11

    Robotik Manipulatörler için Çok Değişkenli Kontrol: Tersinir Dinamiği, Kartezyen Kontrol

    Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 8. bölümü

12. HAFTA 12

    Temas Modellemesi, Kuvvet Kontrolü

    Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 9. bölümü

13. HAFTA 13

    Sertlik ve Esneklik, Görev Alanında Ters Dinamikler, Empedans Kontrolü

    Ön hazırlık: Ders sunuları ve ders kitabının 9. bölümü

14. HAFTA 14

    Hibrit Pozisyon-Kuvvet Kontrolü

    Ön hazırlık: Ders sunuları

DEĞERLENDİRME

• Ara Sınavın Başarıya Oranı50%
• Genel Sınavın Başarıya Oranı50%

İŞ YÜKÜ

KAYNAKLAR

• Robot Dynamics and Control Spong Vidyasagar 1989 John Wiley and Sons
• 1. MATLAB Control System Toolbox, SIMULINK (Kod Örnekleri) 2. Arduino (Built-in Examples) https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples

ÖĞRETİM ELEMANLARI

• Assist.Prof. Elif HOCAOĞLUKOORDİNATÖR
• Assist.Prof. Elif HOCAOĞLU