Parametric foot design and model based optimization of YU-Bibot planar biped robot

Bu tezde mevcut YU-Bibot kısaca açıklanmış ve iyileştirme yöntemleri incelenmiştir. Çalışma mekanizmasını daha iyi anlamak için insan ayağının anatomisi araştırılmıştır. İnsan ayağının önemli parametrelerini bulmak için yapılmış deneyler taranmıştır. Ayrıca literatürdeki diğer robot ayaklar araştırılarak problemlerin nasıl çözüldüğü irdelenmiştir. Robotları yürütürken darbe kuvvetlerini azaltmak için yaygın bir eğilim olarak ayakların altında elastik malzemeler kullanılmaktır. Bu yüzden, tasarlanan elastik malzemeler bir 3d yazıcıdan yazdırılmıştır. Malzemeler, sertlik ve sönümleme katsayıları gibi özellikleri bulmak için test edilmiştir. Ayak tasarımları altında uygulamak için elastik kısımlar çalışılmıştır. Farklı durumlar için, ped değişkenleri YU-Bibot'un hem yürümesi hem de düşmesi (serbest düşüş) için optimize edilmiştir. YU-Bibot için yeni nesil simülasyon modeli tasarlanmıştır. Gerçek insan yürüme döngüleri incelenmiş ve simüle edilmiştir. Simülasyon, parametreleri optimize etmek için kullanılmıştır. Simülasyon, farklı zemin açılarıyla ilgili farklı yürüyüş parametreleri içermektedir. İnsan ayağının doğal özelliklerine bağlı olarak, zemindeki küçük tümsekleri ve düzensizlikleri barındırabilecek mekanik bir tasarım önerilmiştir. İki farklı yöntem incelenmektedir. Bunlardan biri YU-Bibot'un mevcut ayaklarının altına elastik pedler uygulanmasıdır. Diğer yöntem ise parametrik ayaklar tasarlamaktır. Her iki yöntem için de ped özellikleri bir simülasyon modeli aracılığıyla optimize edilmektedir. İkinci tasarım için boyutlar simülasyon modeli aracılığıyla optimize edilmiştir. Tasarımların optimizasyon kriterleri YU-Bibot'un önceki çalışmalarından bulunarak geliştirilmiştir. Geçmiş çalışmalardan biri, mevcut YU-Bibot'un eklemlerindeki motorların kapasitesi için maksimum tork değerlerine sahiptir. Bu maksimum tork değerleri dikkate alınarak bir amaç fonksiyonu tanımlanır. Ve tasarımlar, bir genetik algoritma kullanılarak bu amaç fonksiyonu tarafından optimize edilmektedir.