BİYOMİMETİK TASARIM İLE AKILLI YILANIMSI ROBOT TASARIMI ve UYGULAMASI

Abstract

ÖZET

Geçmişten günümüze insanlık tabiatı gözlemleyerek problemlerine çözümler bulmuş ve hayatını sürdürmüştür. Bugün mühendislik disiplinlerinde karşılaşılan sorunları çözmek için tıpkı geçmişte olduğu gibi yine tabiattaki çözümlere başvurulmaktadır. Mühendisliğin her alanında biyomimetik yaklaşımlar kullanılmaktadır. Günümüzde pek çok çalışma alanında robotlara yer verilmektedir. Bunlar; arama kurtarma, keşif, denetim, üretim, kontrol ve askeri alanlar sayılabilir.

Yılanların üzerinde yapılan uzun çalışmaların neticesinde bu canlıların her türlü çevre koşullarına uyum sağladığı ve engel tanımaksızın hareket kabiliyeti geliştirdikleri gözlemlenmiştir. Yılanların zorlu çevre koşullarında hareket edebilmesi birçok araştırmacının ilgisini çekmiş ve farklı çalışmalara ilham olmuştur.

Bu tez çalışmasında biyomimetik tasarım ile yılanımsı robot tasarım ve uygulaması yapılmıştır. Yılanımsı robotun katı modellemesi ve tasarımı SolidWorks programınd gerçekleştirilmiştir. Yılanımsı robot sisteminin içinde pil, bir adet kafa, elektronik bileşenlerinin olduğu bir adet kuyruk ve dokuz eklemden oluşan bir yapı şeklinde tasarlanmıştır. Tasarımı gerçekleştirilen yılanımsı robotun hareketlerini incelemek ve benzetimi için Gazebo simülatörü kullanılmıştır. Biyomimetik yılanımsı robotun parçaları eklemeli imalat yöntemi ile 3D yazıcılar kullanılarak imal edilmiştir. Benzetim ve imalat aşamasından sonra deneylere geçilmiştir. Deneysel çalışmalarda yılanımsı robotun benzetim ortamındaki hareket kabiliyetleri ile gerçek ortamdaki hareket kabiliyetleri analiz edebilmiştir. Yapılan bu tez çalışmasıyla farklı çevre koşullarında engel tanımaksızın hareket kabiliyeti sunan biyomimetik yılanımsı robotun tasarımı, imalatı ve uygulaması yapılmıştır.

ABSTRACT

From past to preset, humanity has found solutions to its problems by observing nature and has continued its life. Today, in order to solve the problems encountered in engineering disciplines, just like in the past, solutions from nature are used. Biomimetic approaches are used in every discipline of engineering. Today, robots are used in many work areas. These are search and rescue, exploration, inspection, production, control and military.

As a result of long studies on snakes, it has been observed that these creatures adapt to all kinds of environmental conditions and develop mobility without any obstacles. The ability of snakes to move in harsh environmental conditions has attracted the attention of many researchers and inspired different studies.

In this thesis, a snake-like robot was designed and implemented with biomimetic design. The solid modeling and design of the snake-like robot was carried out in SolidWorks program. The system of the snake-like robot is designed as a structure consisting of a battery, a head, a tail with electronic components and nine joints. Gazebo simulator was used to simulate and analyze the movements of the designed snake robot. The parts of the biomimetic snake robot were manufactured using 3D printers with additive manufacturing method. After the simulation and manufacturing phase, experiments were started. In the experimental studies, the movement capabilities of the snake robot in the simulation environment and its movement capabilities in the real environment were analyzed. In this thesis, a biomimetic snake robot that offers unobstructed mobility in different environmental conditions has been designed, manufactured and implemented.