Geri Dön

Design, fabrication, modeling, and characterization of 3D-printed soft conductive sensors for bio-inspired robotic sensing

Doğadan ilham alınarak geliştirilen robotik algılama için tasarlanan yumuşak iletken sensörlerin 3B baskıyla üretimi, modellenmesi ve karakterizasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 982435
  2. Yazar: AMIRALI ALEALI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR ÖZCAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Yumuşak algılama, tüm yapısı yumuşak malzemeden oluşan robotların geliştirilmesine ve daha güvenli, konforlu insan-makine etkileşimlerinin sağlanmasına olanak tanıması nedeniyle önem kazanmaktadır. Bu yaklaşım, robotların esnekliklerini korurken aynı zamanda algılama yeteneği kazanmalarını sağlamaktadır. Bu tezde, aynı anda kuvvet ve deformasyon ölçümleri yapabilen değişken adımlı yay şeklinde yeni bir yumuşak sensör sunulmaktadır. Ayrıca, yalnızca iki durumlu algılama için sabit adımlı bir versiyon tanıtılmakta ve her iki sensör, kuvvet ölçme test düzeneği ile karşılaştırılmaktadır. Bunun yanı sıra, hamamböceği antenlerinden esinlenilen ve çarpışma yönü ile şiddetini algılayabilen anten benzeri iletken sensörler tasarlanmış, bunların karakterizasyonu için özel bir test sistemi geliştirilmiştir. Bu sensörlerin, bilinmeyen ortamlarda keşif amaçlı, küçük ölçekli yumuşak robotlara uygun olduğu gösterilmiştir. Sensör davranışını modellemek için kütle-yay-sönümleyici sisteme dayalı bir model önerilmiş, en kısa yol algoritması ile birleştirilerek etkin uzunluk ve buna bağlı direnç hesaplanmıştır. Son olarak, oyun ve görselleştirme amaçlı, yumuşak, yeniden yapılandırılabilir bir joystick geliştirilerek bu sensörlerin kişiselleştirilebilir insan-makine arayüzlerindeki potansiyeli ortaya konulmuştur.

Özet (Çeviri)

Soft sensing has become important for enabling fully soft robots and ensuring safer, more comfortable human-machine interactions. It helps robots keep their flexibility while being equipped with sensing abilities. In this thesis, we present a new spring-shaped soft sensor with a varying pitch that measures continuous force and deformation. A constant-pitch version is also introduced for simple touch/no-touch sensing, and both are compared using a custom compression test setup. We also design soft conductive antenna-like sensors inspired by cockroach antennae to detect both the direction and impact of collisions. A dedicated test setup is built for their characterization, and these sensors are shown to be suitable for miniature soft robots operating in unknown environments. A model is proposed to predict sensor behavior. It employs a lumped mass-spring-damper system to capture the sensor dynamics and estimate its shape at each time step. By combining this shape with a shortest-path algorithm, the effective length—and thus the sensor's resistance—can be calculated using a simple approach. Finally, as a case study, we build a soft, reconfigurable joystick for gaming and visualization, demonstrating the potential of these sensors for customizable human-machine interfaces.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    798816

    Design, fabrication and control of a novel shape memory alloy (SMA)-wire-based flexible composite actuator

    Ozgün bir şekil bellek alaşım (ŞBA) tabanlı esnek kompozit eyleyicinin tasarımı, üretimi ve denetimi

    ERAY TEOMAN ÖNDER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELAHATTİN ÇAĞLAR BAŞLAMIŞLI

    DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER

  2. Tez No

    942970

    Fabrıcatıon of 3D prınted flexıble polyurethane nanocomposıte

    3b baskili esnek poliüretan nanokompozit imalati

    ALİCAN MERT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ

  3. Tez No

    1015884

    Desıgn and development of bıoactıve quercetın-loaded plascaffold employıng 3D prıntıng for bone tıssueengıneerıng applıcatıons

    Kemik doku mühendisliği uygulamaları için biyoaktifkuersetin yüklü pla iskelesinin 3B baskı ile tasarımı vegeliştirilmesi

    MERT SÜGÜR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İKİLEM GÖCEK

  4. Tez No

    843287

    3D printed antibacterial herbal loaded alginate-pectin medical patch: Fabrication and characterization

    3D baskı yardımıyla antibakteriyel bitkisel ekstrakt yüklü aljinat-pektin medikal yama: Üretimi ve karakterizasyonu

    GHAZALEH DINI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ

  5. Tez No

    567065

    Çift yönlü hareket edebilen elektrotermal mikroaktüatörün tasarımı, analizi ve üretimi

    Design, analysis and fabrication of bidirectional electrothermal microactuator

    İSHAK ERTUĞRUL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Mühendislik BilimleriMarmara Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİHAT AKKUŞ

Geri Dön