Servs Amaçlı Robotlarda Modüler ve Esnek Boyun Mekanzması Tasarımı ve Kontrolü Neşe Topuz, Hüseyn Burak Kurt, Pınar Boyraz, Chat Bora Yğt Makna Mühendslğ Bölümü İstanbul Teknk Ünverstes İnönü Cd. No:65, Gümüşsuyu, İstanbul {pboyraz, topuzne, kurthus, ygtc}@tu.edu.tr Özetçe Günümüzde özellkle servs amaçlı robotkte, tasarımlarda görsel olarak nsansı özellkler taşımanın yanı sıra fonksyonel olarak da nsan davranışları/hareketler kadar esnek olablen, serbestlk dereceler yüksek, hareket kablyet gelşmş mekanzmalara htyaç vardır. Bu çalışmada ele alınan tasarımdak amaç, br servs robotunda kullanılmak üzere, hem görsel hem de fonksyonel yönden yeterl olablecek br robotk kafa tasarımı yapmaktır. Robotun letşmde olduğu nsanları göreblmes, tanıyablmes ve hareketlern takp edeblmes bazı öne çıkan fonksyonlarıdır. Hem bunu gerçekleştreblmek hem de doğal letşm desteklemek çn boyun yapısının ve hareket kablyetnn olabldğnce nsana benzemesne, görme sstemnn üç serbestlk derecesne sahp olmasına çalışılmıştır. Ayrıca son zamanlarda htyaç duyulan, robotlara esneklk kazandıran, bleşenlern kolaylıkla eklenp çıkartılablmes esasına dayanan modülerlk özellğ de tasarımda dkkate alınmıştır. Tasarımın son aşamasında se ROS platformu kullanılarak boyun yapısı çn elde edlmş knematk modeller aracılığıyla boyun mekanzmasının kontrolü de gerçekleştrlmştr. kullanılmasıyla motorların dönmeler sağlanmış ve kontroller yapılmıştır.. Tasarım Problem Tanımı ve Sınırları Servs amaçlı robotlarda tasarımın nsan-makne etkleşmne olanak verecek şeklde gerçekleşmes stenr. Bu doğrultuda nsanların ve robotların aynı ortamda güvenlr br şeklde yaşamaları, nsanların karmaşık duygu yapılarına cevap vereblmeler, robotların görsel ve ştsel algılama yeteneklernn brbrleryle letşm kurmalarında yeterl olablmeler gb unsurlar dkkate alınır... Tasarım Problemnn Sınırları Tasarım başlangıcında dkkat edlen k öneml husus kafa ve boyun yapısının nsana benzer yapıda olması ve hareket kablyetnn olabldğnce nsan davranış ve hareketlerne benzer şeklde olmasını sağlamaktır. Kafa ve boynun boyutlandırılması esnasında nsan özellklere sahp olablmes çn gerçek nsan ölçülernden yararlanılmıştır... Geometrk sınırlamalar. Grş Son yıllarda otzm vakalarında görülen artış Bu çalışmada 4 serbestlk derecel boyun mekanzmasının tasarımı, boynun esneklk kablyetnn sağlanması ve lerleyen aşamalarda farklı prototplere olanak sağlamak amacıyla boynun kend çersnde modülerlğnn sağlanması gb faktörler göz önünde bulundurularak gerçekleştrlmş, oluşan yapının kontrolü yapılmıştır. İknc bölümde tasarımı sınırlayan problemler belrlenmş, tanımları yapılıp sınırları belrlendkten sonra var olan boyun mekanzmaları da göz önünde bulundurularak en uygun çözüm uygulanmaya konulmuştur. Üçüncü bölümde boynun katı csm model tanıtılmış, UMAY ın boyun yapısının davranışına daha uygun olan ler ve ters knematk model oluşturulmuştur. Ayrıca boyun yapısına esneklk kazandıran yayın özellkler belrlenmş ve analz yapılmıştır. Dördüncü bölümde öncesnde boyun mekanzması çn elde edlmş knematk modeller ve bunların ROS platformunda Şekl : Standart nsan kafası geometrk ölçüler. Kafa yapısının nsana benzer yapıda olmasını sağlamak çn NASA tarafından test sonuçlarıyla elde edlen ve kadın proflne uygun olan standart ölçüler kullanılmıştır []. Bu
ölçülern kullanılmasıyla brlkte kafanın fzk yapısını oluşturan skeletms plakalar tasarlanmıştır.... Çalışma Alanı Kafa ve boynun hareket kablyetnn nsana benzer ntelkte olmasını sağlamak amacıyla da kafanın yapacağı yunuslama, yalpalama ve dönme hareketler çn ölçülmüş performans değerlernden yararlanılmıştır []. Böylece nsanın kafa ve boyun hareket aralıklarında, robot kafa ve boyun hareketlern gerçekleştrmektedr. Şekl : İnsan boynu ölçülmüş performans değerler...3.modülerlk Tasarımın oluşturulması aşamasında etkl olan br dğer parametre yapının modülerlğnn sağlanmasıdır. İlerleyen zamanlarda farklı prototplern üretlmes esnasında farklı boyun yapıları deneneblr veya boyun kısmında bulunan yayın farklı özellklerde olması steneblr. Bu nedenle boyun tasarımında yer alan paralel plakalar arasındak yaylı yapının çıkarılıp yerne farklı br mekanzmanın yerleştrleblmes göz önünde tutularak tasarım gerçekleşmştr. Ayrıca farklı yay tpler kullanılmak üzere kullanılan yayın değştrlmesne olanak sağlayacak şeklde de tasarım yapılmıştır... Lteratür ve Öncek Çalışmaların Krtk Analz Robot tasarımında dkkat edlen robot hareketlernn ve görsel olarak robotun nsana benzerlğ konularında tasarımcılar serbestlk dereces, modülerlk, üretm kolaylığı, montaj kablyet, yük taşıma kapastes ve hesaplanablrlk gb farklı parametreler doğrultusunda farklı yönlerden brbrlerne göre daha üstün robot boyun tasarımları ortaya çıkarmışlardır. Twente Ünverstes tarafından yapılan ve 4 serbestlk derecesne sahp boyun yapısında mekank olarak dferansyel tahrk mekanzması kullanılmıştır. Boynun hareketler alt yunuslama, üst yunuslama, yalpalama ve dönme şeklndedr. Yunuslama hareketleryle nsan boyun yapısına oldukça yakın ve bu hareket yaptığı aralık oldukça genştr. Şekl e göre nsan kafasının gerçekte yaptığı yunuslama aralığı -7-03 tür ve bu boyun mekanzmasının hareketler bu değerlere oldukça yakındır. Mekanzma ser mekanzmalara göre hız ve tork açısından avantajlı olmasına rağmen, mekanzmada bulunan konk dşllern üretm zor ve malyet yüksektr [3]. Boyun mekanzmalarında terch edlen br dğer çözüm ser mekanzmalardır. İCub ın boyun yapısını da 3 motoru çnde barındıran ser br mekanzma oluşturmaktadır. İCub ın nsanlarla olan etkleşmler göz önüne alındığında çevresnden darbe alması, devrlmes ve kafa-boyun kısmının zarar görme olasılığı yüksektr. Ser boyun mekanzmasının sağlamlığı, kontrolünün kolay oluşu ve performansının yüksek oluşu robotun çevreden zarar görmesn engelleyerek robota avantaj sağlamaktadır. Fakat mekanzmada yer alan motorlar üst üste konulmaları sonucu hem brbrlernn hem de kafanın yükünü taşıdıklarından dğer mekanzmalara göre daha fazla enerj harcamaktadırlar [4]. Paralel mekanzmaların kullanıldığı boyun tasarımlarında se yüksek doğruluk, dayanıklılık ve yük taşıma kapastes gb avantajlar mevcuttur. Paralel mekanzmalarda genelde sabt br platform üzerne yerleştrlmş brbrne paralel ayaklar bulunmaktadır. Boyun yapısının geometrs düşünüldüğünde zaten küçük olan yapının sahp olduğu ayaklar nedenyle çalışma alanı yce daralmaktadır. Fakat yapılan tasarımlar sonucunda paralel yapıların ağır yük altında doğruluklarının ser mekanzmalara göre daha y olduğu, knematk hesaplanablrlğn daha kolay olduğu görülmüştür. Yapısı gereğ ser mekanzmalarda uç noktaya artarak gden hatanın yerne paralel mekanzmalarda yüksek son nokta doğruluğu vardır [5]. Paralel mekanzmalardak çalışma alanı darlığı kablolu ve yaylı mekanzmalarda ayakların yerne kabloların bulunması ve esneklğn yay tarafından sağlanmasıyla gderlmeye çalışılmıştır. Genova Ünverstes nn nsansı robotu James kablolu ve yaylı mekanzmalara güzel br örnektr. James n boyun yapısında ortada br yay ve yayın etrafında 0 aralıklarla yerleştrlmş üç kablo bulunmaktadır. Kafanın yunuslama ve yalpalama hareketler bu kabloların motorlar tarafından çeklmes ve ger bırakılmasıyla sağlanmaktadır. Yayın tepesnde bulunan motor se dönme hareketn gerçekleştrmektedr. Kablolu ve yaylı mekanzmalar nsan boyun yapısına en yakın mekanzma tpdr. Ayrıca üretm kolay, malzeme temn edleblrlğ yüksek ve malyet de düşüktür. Üç kablo da eş zamanlı olarak çalışablrse kontrolü oldukça kolaydır. Bu yapının dezavantajları kabloların sabtlğnn her zaman tutturulmasının zor olması ve yayın nerden büküleceğnn bell olmaması sebebyle knematk denklemlern hesaplanmasında karşılaşılan güçlüktür [6]. 3. UMAY Boyun Mekanzması 3.. Katı Csm Tasarımı ve Knematk Model UMAY ın boyun mekanzmasının katı csm model adet yay, 3 adet 0 açılarla yayın etrafına yerleştrlmş kablo ve adet yayın çnden geçen kardan mafsalından meydana gelmektedr. Bu model James n modelnden ayıran en büyük fark; kafanın dönme hareketn, kafaya, yayın çnden geçen kardan mafsalının aktarmasıdır. Kablolar ve kardan mafsalı 4 adet motorla döndürülmektedr. Kafanın yunuslama ve yalpalama hareketler, bu üç adet kablonun uzunluklarının değşmes ve yayda meydana gelen deformasyon le gerçekleşmektedr. Kafanın dönme hareket se drekt olarak kardan mafsalının hareket le elde edlmştr. UMAY projesnn asıl amaçlarından br modüler br robot gelştrmektr. Bu doğrultuda üretlen robotun kafa, boyun, gövde, kol kısımları ayrı ayrı brer modül olarak düşünülüp
tasarım aşamasına geçlmştr. Boyun mekanzması tasarlanırken yne modülerlk göz önünde bulundurularak tasarım yapılmıştır. Bu doğrultuda yay, kablolar, kardan mafsalı, yayı ve kabloları tutan alt ve üst plakalar çok kolay br şeklde brbrlernden ayrılıp tekrar br araya getrleblmekte ve bu şlem kısa br süre çnde yapılablmektedr. Kablolu ve yaylı mekanzmaların knematk model çn James te önerlen model tasarımında bulunan yay sebebyle her zaman doğru sonuç vermemektedr. James n boyun mekanzmasında bulunan yay tamamen sıkıştırılmış br yaydır ve kafanın eğlmes durumunda yayın nereden burkulacağı tam olarak blnememektedr. Bu nedenle James n knematk model her zaman doğru sonuçlar vermemektedr. Bu problem aşmak çn UMAY ın boyun yapısına kardan mafsalı eklenmştr. Bu sayede yayın nereden eğleceğ her zaman blnmekte ve knematk modeller kolaylıkla elde edlmektedr. Ayrıca UMAY ın boyun yapısında kullanılan yay deformasyona zn veren br bası yayıdır. James tek gb tamamen sıkıştırılmış br yay değldr. Sonuç olarak James n knematk model yeterl olmadığından dolayı UMAY projesnde kardan mafsalı ve bası yayı etks göz önüne alınarak knematk model elde edlmştr. Knematk model elde edlrken boynun alt ve üst plakalarının arasında kardan mafsalının olması ve boynun eğlme hareketn kardan mafsalının bulunduğu yerden yapması nedenyle boyun ser br manpülatör gb düşünülmüştür. Boyun, yunuslama, yalpalama açıları ve yayın kardan mafsalına kadar olan kısalmasıyla brlkte ser mekanzma, RRP mekanzması olmaktadır. Mekanzma şekl 3 te verlmştr. Şekl 4: Boyun mekanzması görünümü ve ona at değşkenler. İler knematk modelde alt taraftak motorlara verlen açılarla kafanın yunuslama, yalpalama ve dönme açıları elde edlrken, ters knematk modelde se kafanın stenen br konumu çn motorların ne kadar dönmes gerektğ hesaplanmaktadır. Bunu gerçekleştreblmek çn de alt ve üst plaka arasında br bağlantı oluşturmak gerekmektedr. Kabloların plakalarla bağlanma noktaları olan (P, P, P 3 ) ve (O, O, O 3 ) sırasıyla üst ve alt düzlemler tanımlamaktadır. Üst plakanın pozsyonunu alt plakaya göre tanımlamak çn O ve P noktaları arasında br öteleme matrs oluşturulur. Dönüşüm matrs oluşturulurken de d (alt plaka le kardan mafsalı arsındak sabt uzaklık) sabt uzunluğu, yunuslama ve yalpalama hareketne sebep olan açılar ve d (kardan mafsalı le üst plaka arasındak değşken uzaklık) değşken uzunluğu dkkate alınır [7]. Alt eksen takımı le kardan mafsalı arasındak öteleme matrs () le fade edlr. (alt plaka le kardan mafsalı arasındak sabt uzaklık d le fade edlmştr.) 0 0 0 0 0 0 T r = 0 0 d 0 0 0 () Şekl 3: Boyun mekanzmasının RRP yapısına ndrgenmş knematk model. Kardan mafsalının üzerne sabtlenmş eksen takımı le alt plaka arasındak dönme hareketn fade eden rotasyon matrs () le fade edlr. c s s s c 0 0 c s 0 Rot = () s c s c c 0 0 0 0 Kardan mafsalı le üst plaka arasındak öteleme matrs (3) le fade edlr. (Kardan mafsalı le üst plaka arasındak değşken uzaklık d le fade edlmştr.) Hareketl olan üst plaka, sabt olan alttak plakaya göre (θ, φ, d ) değerler kullanılarak tanımlanablmektedr. Şekl 4 te görüldüğü gb alt plaka referans olarak alınmış ve (x 0, y 0, z 0 ) eksen takımı üzerne eklenmştr. (x 3, y 3, z 3 ) eksen se üst plaka üzerne eklenmştr. Alt plaka le kardan mafsalı arası uzaklık d olarak tanımlanmıştır ve değer sabttr. Kardan mafsalı ve üst plaka arasındak mesafe d olarak tanımlanmıştır ve eğlme durumunda kısalmaktadır. Kabloların plakalara bağlı olduğu yerler Şekl 4 te gösterldğ gb alt plaka çn (O, O, O 3 ), üst plaka çn (P, P, P 3 ) olarak tanımlanmıştır. Boynun knematk yapısı se Şekl 3 te verlmştr. T T Rot T 03 r r c s s s c s c d 0 c s s d T 03= s c s c c c c d d 0 0 0 (3)
P P, P, P ve, x, y, z O O, O, O arasında, x, y, z aşağıda verlen (4) numaralı denklem aracılığıyla öteleme bağıntısı oluşturulmaktadır. (,, d ) P T O (4) 03 parametrelerne bağlı olan üst plakanın pozsyonu le kablo uzunlukları arasındak lşk, Ökld bağıntısı le O ve P noktaları arasındak uzaklığın bulunması le belrlenr. Herhang br kablo çn bulunablen bu uzaklık denklem (5) tek fade le verlmştr.,,,,,, (5) x x y y z z l P O P O P O Knematk çözümlerden edlen P koordnatlarının doğruluğu O pozsyonları kullanılarak elde, x, x, y, y, z, z 0 f l P O P O P O (6) olması halnde sağlanır. 3... İler Knematk Model İler knematk modelde motorlara verlen döndürme açılarıyla elde edlen kablo uzunluklarının blnmesyle kafanın yunuslama, yalpalama açıları ve yayın ne kadar sıkışacağı bulunur. Burada 3 kablonun uzunluklarının blnmemes nedenyle denklem (6) üç kere yazılır ve Newton-Raphson algortması kullanılarak blnmeyen bu durumlar çn lk değer belrlenerek yaklaşıklıkla sonuca ulaşılır (7). xk xk j F (7) Burada J Jacoban matrsn temsl eder. x se çözümün k,,d değşken değerlere sahp vektörün k. terasyonunu gösterr [7]. edlr. Bu algortma verlen açı değerlern uygun olan algortmaya göndererek tüm kablo uzunluklarının bulunmasını sağlar ve motorlar bu kablo uzunluklarına uygun olarak dönerler. İler knematğe göre fark Jacoban matrsnden kaynaklanmaktadır. L uzunluğu sabt tutulduğunda hesaplamada kullanılacak Jacoban matrs (9) dak gbdr [7]. F F F F 0 0 d d F F F F j 0 d d F F F F 0 3 3 3 3 d d 3.. Yay Analz ve Mekanzmaya Katkıları Yay analznde amaçlanan boyun yapısında yer alan yayın x ve y eksenlernde meydana gelen yer değştrmelerne karşılık bu eksenlerde oluşan kuvvetlern eksenlere ayrı ayrı etkdğ düşünülerek bu kuvvetler bulmaktır. Böylelkle yayın uzama mktarı le uygulanması gereken kuvvet arasındak lşk hesaplanmıştır ve yayın yapısı gereğ basmaya karşı gösterdğ davranış le yayın eğlme durumundak davranışı ncelenmştr. Yayın eğlme durumunda x ve y eksenlernde meydana gelen yer değştrmeler Şekl 5 te gösterlmektedr. İk plaka arasındak Ø açısının 30 olduğu maksmum eğlme durumda x ve y eksennde meydana gelen yerdeğştrmeler sırasıyla 8.5 mm ve 3.8 mm olarak şekl üzernden hesaplanmıştır. Buradak amaç yaya gelen kuvvetlern bu durumda maksmum olacağı blndğnden bu uzama mktarları çn gerekl maksmum kuvvetlern hesaplanması ve motorların bu kuvvetler karşılayıp karşılayamayacağıdır. Ayrıca uygulanan kuvvet ve uzama arasındak lşk olan yayın karakterstğ (k) ayrı eksenlerde her br brm uzama çn uygulanması gereken kuvvetlern hesaplanmasıyla belrlenmştr. (9) F F F d F F F j d F3 F3 F 3 d (8) 3... Ters Knematk Model İstenlen yunuslama ve yalpalama açıları ve yay uzunlukları çn kablo uzunluklarının hesaplanması ters knematk model oluşturmaktadır. Kafanın stenlen hareketne göre br kablonun boyu sabt tutulur ve kalan k kablo aracılığıyla stenen yunuslama ve yalpalama hareket gerçekleştrlr. Uzunluğu sabt kabul edlen kablo verlen açılara göre hareket etmeyecek taraftak motora bağlı olan kablo seçlr ve üç durum çn de ayrı ayrı algortmalar yazılır. Tüm bu algortmalar derlenerek tek br ters knematk algortma elde Şekl 5: Yayın eğlme durumunda meydana gelen yerdeğştrmeler. Yayın sarım sayısının hesaplanmasında maksmum eğlme durumunda yay tel çaplarının eğlen tarafta arada boşluk kalmayacak şeklde brbrne değdğ ve dış tarafta kalan teln maksmum olduğu 95 mm uzunluktak durum göz önüne alınmıştır.
Y eksennde meydana gelen kuvvetlern hesaplanmasında helsel bası yayına at formüller kullanılmıştır. Y eksennde meydana geleblecek her br brm uzama deformasyon denklemnde yerne yazıldığında özellkler bell olan yay çn o uzama mktarında gerekl olan kuvvet değerler bulunur. X eksennde meydana gelen kuvvetler bulmak çn yayın konsol krş gb davrandığı kabul edlp, yayın eğlmes ve yayın keslmesyle oluşan yerdeğştrmelern toplamı hesaplanır ve bu yerdeğştrmeye karşılık uygulanması gereken kuvvetler bulunur. Aşağıda (0) numaralı denklemle yayın x eksenndek toplam yerdeğştrmes verlyor. (0) Burada x eksennde meydana gelen toplam deformasyon yerne koyularak x eksennde uygulanması gereken kuvvet hesaplanır [8]. X eksenndek kuvvet hesaplanırken yayın lk boyu hesaba katılmaktadır. Ancak yayın lk boyu eğlme esnasında sadece x doğrultusunda kısalmayıp y eksen boyunca da kısalmaktadır. Bu nedenle hesaplama yapılırken yayın lk boyunun sürekl değşm de göz önünde bulundurulmalıdır. Hesaplar bu doğrultuda yapıldığında yayın lneer olmayan br yay gb davrandığı ve elde edlen hesapların gerçeğe daha yakın olduğu ortaya çıkmıştır. Hesaplar her br mlmetredek kısalma çn yayın lk boyu tekrar hesaplanarak şlemler yapılmıştır. Şekl 6:Yayın X ve Y eksenlerndek uzama ve kuvvet grafğ. Şekl 6 da görüldüğü üzere yayın y eksennde hesaplar yapılırken helsel bası yayına at formüller kullanıldığından yayın davranışı lneer olmaktadır. X eksennde hesaplar yapılırken de yayın lk boyu herbr brm uzama çn hesaplanıp formüle konulduğunda yayın nonlneer davranış gösterdğ görülmektedr. Şekl 7:Yayın lk uzunluğunun zamanla değşm. Yay x eksennde kırmızı çzg boyunca lerleyp eğlmeye başladığında br yandan da y eksen boyunca kısalacak ve yayın tepe noktası syah eğr boyunca hareket edecektr (Şekl 7). Bu durum x eksennde meydana gelen kuvvet hesaplamak çn konsol krş kabulü yapılan yayın y eksennde de meydana gelen deformasyonu karşılayablmek çn daha fazla kuvvet uygulaması gerektğn göstermektedr. 4. Mekanzma Kontrolü ve Uygulamalı Sonuçlar Robotun boyun mekanzmasının yunuslama ve yalpalama serbestlkler, br adet bası yayı, 3 adet 0 açıyla yerleştrlmş kablo ve bu kablolara bağlı 3 adet motor le sağlanmaktadır. Boyun mekanzmasının dönme hareket drekt kafaya bağlı olan adet motor le sağlanmaktadır. UMAY ın boyun mekanzmasının kontrolü, yaylı ve kablolu mekanzması çn elde edlen ler ve ters knematk modeller kullanılarak ROS (Robotc Operatng System) platformu üzernde gerçekleştrlmştr. ROS Wllow Garage tarafından gelştrlmş ve robotk uygulamalarda kullanılan br yazılım sstemdr. ROS platformu ana hatlarıyla düğüm, düğümler arası letşm sağlayan mesaj ve servs olarak adlandırılan bleşenlerden oluşmaktadır. ROS platformunu terch etmemzn temel neden farklı gelştrclern kodlarını ortak br çatıda kolayca toplayablmes, parçalı br mmar oluşturması ve prosesler arasında letşm kurablmesdr. ROS platformu lnux şletm sstem yüklü br blgsayara kurulmuş, blgsayar ve motorlar arasındak letşm, kontrol edlecek olan motorlarla br adaptör vasıtası le blgsayara bağlanarak sağlanmıştır. Boyun mekanzmasının kontrol algortmasında, kafanın stenen konumuna tekabül eden yunuslama, yalpalama ve dönme açıları kullanıcıdan alınmaktadır. Alınan açılar çn boynun ters knematk modelnden gerekl kablo uzunlukları elde edlmektedr. Ters knematk model çn gerekl olan grdler yunuslama, yalpalama açıları ve sabt tel uzunluğudur. Bu grdlere karşı ters knematk modelden kablo uzunlukları elde edlr. Bu kablo uzunlukları çn hang motorun ne kadar dönmes gerektğ hesaplanır. Boynun yunuslama, yalpalama ve dönme hareketler çn elde edlen motor açıları Dynamxel motorlara gönderlr. Motor kontrolünde Dynamxel motorların çnde
bulunan PID kontrolcüler kullanılmış ve motorlar kontrol edlmştr. Kontrol şeması şekl 9 da verlmştr. Boyun mekanzmasının kontrol algortmasının ROS platformunda düğüm, mesaj ve servsle fades Şekl 8 de verlmştr. Şeklde görülen head_control_pub, head_control_sub, dynamxel_manager ROS ta düğüm bleşenlern fade etmekte, UMAY_neck_command, motor_states, head_control_mult mesaj bleşenlern ve nverse_knematc se servs bleşenn fade etmektedr. ROS ta head_control_pub çalıştığında kullanıcıdan kafanın yalpalama, yunuslama ve dönme açıları alınmakta daha sonra bu açılar UMAY_neck_command mesajı altında yayınlanmaktadır. Yayınlanan açıları head_control_sub düğümü alarak bu açıları nverse_knematc servs bleşenne göndermekte ve bu bleşenden grlen açılar çn gerekl kablo uzunlukları elde edlp tekrar head_control_sub düğüm bleşenne gelmektedr. Burada gerekl kablo uzunlukları çn motorların dönmes gereken açılar hesaplanıp dynamxel manager düğümüne gönderlr. Motorlar dynamxel manager düğümünden aldıkları açılar sayesnde gerekl açılarda dönerler. Boyun mekanzmasının ROS platformu le kontrolü ve motorların kend çlernde bulunan PID kontrolcüler le kontrolü başarılı br şeklde gerçekleştrlmştr. Boyun mekanzmasının tasarım ve kontrolü [9] numaralı referansta bulunablr. Şekl 8: ROS ta düğümlern brbrler le letşm ağı. Şekl 9: Motor kontrol şeması.
Teşekkür UMAY projes İTU-BAP tarafından Genç Araştırmacıları Destekleme Projeler kapsamında 0-03 yılları arasında desteklenmştr. Boyun tasarımının kontrol aşamasında bze bıraktığı teknk blg ve verlerle yol gösteren Peln Burçak İÇER e, bze her türlü yardımı sağlayan UMAY projesnde görev alan takım arkadaşlarımıza, brçok konuda bze yol gösteren ve yardımlarını esrgemeyen Ertuğrul BAYRAKTAR a, teknk personel Alev KESKİN E ve İTÜ Mekatronk Eğtm ve Araştırma Merkeznn tüm çalışanlarına teşekkür ederz. Kaynakça [] NASA, Man-Systems Integraton Standards, Anthropometry and Bomechancs Volume - Secton 3, http://mss.jsc.nasa.gov/sectons/secton03.htm. [] L.C. Vsser, R. Carlon, ve S. Stramgol, Vson Based Moton Control for a Humanod Head, The IEEE/RSJ Internatonal Conference on Intellgent Robots and Systems October -5, 009 St. Lous, USA. [3] R. Relnk, L.C. Vsser, J. Bennck, R. Carlon, and et al., (009) "The Twente Humanod Head, IEEE Int. Conf. On Robotcs and May 7-9 009. Kobe, Japan. [4] R. Bera, and et al., Desgn of the Robot-Cup (Cub) Head, The 006 IEEE the Internatonal Conference on Robotcs and Automaton May, 006Vol. Orlando, USA. [5] J. P. Merlet, (006). Introducton. In Parallel Robots, (nd ed.) (-7).movng Netherlands: Sprnger. [6] F. Nor, L. Jamone, G. Metta, and G. Sandn, (007). Accurate control of human-lke tendon drven neck, IEEE-RAS Int. Conf. On Humanod Robots, Nov.9- Dec, pp.37-378. [7] P. Boyraz, C. B. Yğt, H. O. Bçer, UMAY: A Moduler humanod platform for educaton and rehabltaton of chldren wth autsm spectrum dsorders, İstanbul, Turkey. [8] S. Tmoshenko,(956). Torson. In Strength of Materals, (3rd ed.) (9-93).New Jersey: Prnceton. [9] http://www.youtube.com/watch?v=mruhchxmqlk