Browsing by Author "Erden, Abdulkadir"

Now showing 1 - 20 of 25

Citation Count: 4
Bioinspired conceptual design (BICD): Conceptual design of a grasshopper-like jumping mechanism as a case study
(2011) Eroglu,A.K.; Erden,Z.; Erden,A.; Department of Mechatronics Engineering; Mechatronics Engineering
The evolution process of nature creates highly effective, power efficient, and perfectly structured biological systems. These excellent systems provide an inexhaustible source for engineers and scientists who desire to inspire ideas, processes, structures, functions, and behaviors from biological domain and implement them into engineering domain. This approach is called "Bioinspired" and challenging for engineers. However, some problems of the practical approaches are observed. One of the problems is "ad hoc" nature of the process. Each bioinspired design product has resulted in a differing design process and a generalization was not possible. Another problem rises due to the terminology difference between engineers and biologists. To overcome these problems, a need for a systematic bioinspired design (BID) process was realized in early 2000s and since then, considerable research on the BID methodology has been progressed. Within the context of BID, this paper introduces a new approach on bioinspired conceptual design (BICD) procedure for hybrid bioinspired robots which can be inspired from multiple biological systems. An illustrative case study is given in the paper.
Citation Count: 1
BIOINSPIRED CONCEPTUAL DESIGN (BICD): CONCEPTUAL DESIGN OF A GRASSHOPPER-LIKE JUMPING MECHANISM AS A CASE STUDY
(design Soc, 2011) Eroglu, Aylin Konez; Erden, Zuhal; Erden, Abdulkadir; Department of Mechatronics Engineering; Mechatronics Engineering
The evolution process of nature creates highly effective, power efficient, and perfectly structured biological systems. These excellent systems provide an inexhaustible source for engineers and scientists who desire to inspire ideas, processes, structures, functions, and behaviors from biological domain and implement them into engineering domain. This approach is called "Bioinspired" and challenging for engineers. However, some problems of the practical approaches are observed. One of the problems is "ad hoc" nature of the process. Each bioinspired design product has resulted in a differing design process and a generalization was not possible. Another problem rises due to the terminology difference between engineers and biologists. To overcome these problems, a need for a systematic bioinspired design (BID) process was realized in early 2000s and since then, considerable research on the BID methodology has been progressed. Within the context of BID, this paper introduces a new approach on bioinspired conceptual design (BICD) procedure for hybrid bioinspired robots which can be inspired from multiple biological systems. An illustrative case study is given in the paper.
Citation Count: 4
Biological System Analysis in Bioinspired Conceptual Design (BICD) for Bioinspired Robots
(Romanian Soc Control Tech informatics, 2011) Eroglu, Aylin Konez; Erden, Zuhal; Erden, Abdulkadir; Department of Mechatronics Engineering; Mechatronics Engineering
Bioinspired design (BID) provides a systematic way for bioinspired applications. Although several BID approaches as well as some tools and databases are available in the literature, the studies on BID are still challenging for designers and/or engineers because of limitations of current BID approaches. There are mainly two directions related with these limitations. One of them is the representation of knowledge on biological systems and the second is the problem of transforming this knowledge into engineering domain. These limitations expose two questions; firstly, "What knowledge is required to describe biological systems?" and "How this knowledge is represented?" and secondly, "How this knowledge is transformed into the engineering domain?". This paper presents a study which aims to answer the first question about knowledge required to represent biological systems. This knowledge is obtained during "Analysis of Biological Systems" stage of a new suggested bioinspired conceptual design (BICD) procedure.
Citation Count: 7
Biological system analysis in bioinspired conceptual design (BICD) for bioinspired robots
(2011) Eroǧlu,A.K.; Erden,Z.; Erden,A.; Mechatronics Engineering; Department of Mechatronics Engineering
Bioinspired design (BID) provides a systematic way for bioinspired applications. Although several BID approaches as well as some tools and databases are available in the literature, the studies on BID are still challenging for designers and/or engineers because of limitations of current BID approaches. There are mainly two directions related with these limitations. One of them is the representation of knowledge on biological systems and the second is the problem of transforming this knowledge into engineering domain. These limitations expose two questions; firstly, "What knowledge is required to describe biological systems? "and "How this knowledge is represented? "and secondly, "How this knowledge is transformed into the engineering domain? ". This paper presents a study which aims to answer the first question about knowledge required to represent biological systems. This knowledge is obtained during "Analysis of Biological Systems "stage of a new suggested bioinspired conceptual design (BICD) procedure.
Bir yüz tanıma sisteminin geliştirilmesi
(2011) Gürel, Cahit; Erden, Abdulkadir; Department of Mechatronics Engineering
Son bir kaç on yıl içerisinde yüz tanıma sistemlerinin önemi artmıştır. Yüz tanımasistemi biyometrik bilgi işleme sistemlerinden biri olup uygulanabilirliği daha kolayve çalışma alanı diğer biometrik bilgi işlemeye göre daha geniştir. Parmak izi, retinataraması, imza ve benzeri bilgiler biometrik bilgiye örnektir. Bu tez çalışmasında biryüz tanıma sistemi tasarlanmış, uygulamış ve test edilmiştir. Sistem yüz bulma vetanıma konularının birleşiminden oluşmuştur. Yüz bulma operasyonu daha öncedenbelirlenmemiş ve canlı olarak çekilmiş görüntülerden yapılmaktadır. Sisteminçalışma aşamaları beyaz dengesini düzenlemek, ten rengi bölgelerin segmentasyonu,yüz adayından yüz özelliklerinin çıkarılması ve yüz görüntüsünün elde edilmesidir.Devamında da İleri Beslemeli Sinir Ağının sisteme entegre edilmesi ile yüzgörüntülerinin sınıflandırılması yapılmıştır. Sistem, laboratuvar ortamında yapılan 26kişilik veritabanı ile test edilmiştir. Belirlenmiş sınırlar çerçevesinde test edilmiş vekabuledilebilir performansta yüzleri tanımıştır. Sistem aynı zamanda yakalanan canlıgörüntüdeki birden fazla yüzü bulabilir ve tanıyabilir.
Biyorobotlar için biyoesinlenmiş kavramsal tasarım metodolojisi
(2013) Eroğlu, Aylin Konez; Erden, Abdulkadir; Erden, Zühal; Department of Mechatronics Engineering
Bu tezin ana amacı biyorobot tasarımlarına yönelik olarak Biyoesinlenmiş Kavramsal Tasarım (BİKT) metodolojisi geliştirmektir. Tez kapsamında, varolan Biyobenzetim Tasarım (BİT) yaklaşımlara ve sistematik mühendislik tasarım adımlarına dayanarak yeni bir BİKT prosedürü geliştirilmiştir. Geliştirilen prosedür, köpek biyorobotu (BioDog) üzerinde yürüme ve tırısa gitme, hamamböceği biyorobotu (BioCoc) üzerinde tırmanma, sıçrama (çekirge) biyorobotu üzerinde zıplama ve melez (köpek- ıstakoz) biyorobotu üzerinde yürüme hareketleri için uygulanmıştır. Örnek çalışmalardan elde edilen geri bildirimler kullanılarak bir BİKT süreci oluşturulmuştur. Hedeflenen BİKT metodolojisini oluşturmak için geliştirilen BİKT süreci, Klasik Ayrık Olay Sistem Spesifikasyonu (AOSS) modeli ile modellenmiştir.Önerilen BİKT metodolojisi, açık ve tam olarak tanımlanmış altı adım ile müşteri ihtiyaçlarını biyorobotun kavramsal tasarımına dönüştürmektedir. Varolan BİT'lerin eksik olan taraflarının giderilmesi amacı ile biyolojik sistem analizi ve biyobenzetim dönüşüm tasarım adımları bu tez çalışması kapsamında detaylı olarak incelenmiştir.Tez çalışmaları sırasında BİKT metodolojisinin tüm adımları tam olarak her ne kadar dört örnek çalışma üzerinde uygulanmış olsa da, on dört farklı biyolojik sistem ve yirmi dört hareket tipi içerik analizi yöntemi ve/veya gözlem yöntemi kullanılarak incelenmiştir. İçerik analizi için literatür taraması yapılmış, biyolojik sistemlerin gözlemlenmesi için ise bir deney düzeneği kurulmuştur. Deneyler sırasında biyolojik sistemlerin morfoloji, işlev ve davranışları hakkında gerekli bilgiyi edinmek için hızlı kamera kullanılmıştır. Biyobenzetim dönüşüm adımında, biyolojik sistem hakkındaki bu bilgi sistematik olarak biyorobotun kavramsal tasarımı için gerekli olan biyorobot hakkındaki bilgiye dönüştürülmektedir.
Böcek hayvan hareketleri için 'biyo-esinlenilmiş tasarım metodolojisinın' bir köpek – ıstakoz melez robotun tasarımı ve üretimine uygulanması
(2014) Güner, Emre; Erden, Abdulkadir; Department of Mechatronics Engineering
Bu tez çalışmasında melez robotun biyo – esinlenilmis dizayn metodolojisine dayanan tasarımı ve üretimi incelenmiştir. Bu tez Melez robot tasarım ve üretim aşamalarının tamamını içermektedir. Melez robotun tasarım süreci 3 parçaya ayrılmıştır. Bu parçalar konsept dizayn, ön dizayn ve detaylı dizayn diye adlandırılmıştır. Bu parçalarda hibrit robotun bütün üretim aşamaları detaylıca anlatılacaktır. Aynı zamanda bu tezde köpek ve istakoz yürüyüş hareketi çalışılmıstır. Son olarak test prosedürleri ve sonuçları tartışılmıştır. Bu tez çalışması boyunca dinamik kuvvetler ve diğer dış etkiler göz ardı edilmiştir ve robotun testleri bir taşıyıcı platform üzerinde yapılmıştır. Sonuç kısmında ise melez robotun diğer robotlarla karşılaştırılması ve performansı tartışılmıştır.
Citation Count: 2
CHARACTERISTICS OF SURFACE DAMAGE IN MICRO ELECTRIC DISCHARGE MAChinING OF MICRO HOLES
(Trans Tech Publications Ltd, 2010) Ekmekci, Buelent; Sayar, Atakan; Opoz, T. Tecelli; Erden, Abdulkadir; Department of Mechatronics Engineering
Micro Electric Discharge Machining is mostly used micromachining technique for manufacturing of micro holes and mini cavities. It is a thermal material removal process achieved by application of recursive electrical sparks between two conductive materials immersed in dielectric liquid. There are many electrical and technological parameters, which are effective in the machining characteristics and machined material surface integrity. In this study, effects of pulse energy on characteristics of surface damage in micro electric discharge machining of micro holes are investigated. To observe the influences of investigated pulse forms, a series of micro-holes were machined and cut from cross sections for metallurgical examinations. Unconventional etching agents were applied to examine the metallurgical transformations using optical and scanning electron microscopy. It was observed that heat-damaged segment is composed of three distinctive layers, have relatively high thicknesses (0.2 to 10 mu m) when compared with the size of the micro holes and varies noticeably with respect to drilling dept. Different morphological structures and deformations in the subsurface of micro-hole walls at several sections were illustrated. Finally, analyzed machining parameters and variation of hat damaged layer thicknesses were discussed in terms of drilling depth.
Citation Count: 41
A comparative study on the surface integrity of plastic mold steel due to electric discharge machining
(Springer, 2005) Ekmekci, B; Elkoca, O; Erden, A; Department of Mechatronics Engineering
The violent nature of the electric discharge machining (EDM) process leads to a unique structure. on the surface of a machined part. In this study, the influence of electrode material and type of dielectric liquid on the surface integrity of plastic mold steel samples is investigated. The results have shown that regardless of the tool electrode and the dielectric liquid, the white layer is formed on machined surfaces. This layer is composed of cementite (Fe3C) and martensite distributed in retained austenite matrix forming dendritic structures, due to rapid solidification of the molten metal, if carbon-based dielectric liquid is used. The intensity of cracking increases at high pulse durations and low pulse currents. Cracks on the EDM surfaces have been found to follow the pitting arrangements with closed loops and to cross perpendicularly with radial cracks and continue to propagate when another discharge takes place, in the neighborhood. The amount of retained austenite phase and the intensity of microcracks have found to be much less in the white layer of the samples machined in de-ionized water dielectric liquid. The number of globule appendages attached to the surface increased when a carbon-based tool electrode material or a dielectric liquid was used during machining.
Citation Count: 4
Conceptual design of a rose harvesting robot for greenhouses
(2013) Gürel,C.; Erden,A.; Department of Mechatronics Engineering
Agricultural applications has made over thousands years, and the entire processes dependent to people. The dependency increases the labor time of the process and as well as cost of the products. To overcome this problem, the automated systems on the agricultural processes are needed in the place of humans. Many implementations are made on the harvesting processes in different products, i.e., rose, apple, cherry, strawberry, etc. which shows the importance of automation in the harvesting. The company needs a system that makes harvesting of the roses instead of human in greenhouse. Conceptual design of rose harvesting robot is given in this paper which is covers need, intended users, functions and top level intelligence algorithm.
Citation Count: 0
Creativity
(international Academic Publishers Ltd, 2005) Güroglu, S; Erden, A; Akbulut, D; Özgüç, B; Department of Mechatronics Engineering
This study aims at developing an evaluation measure to identify creative solutions generated in evolutionary design process. This measure also guides the process to produce original solution in early phases of design activity.
Citation Count: 0
Developing an analysis process for biological systems to design biorobots - A case study of human hand gripping motion
(2013) Eroǧlu,A.K.; Erden,Z.; Erden,A.; Mechatronics Engineering; Department of Mechatronics Engineering
The fundamental reasoning behind the use of bioinspired design (BID) is to increase creativity (novelty and usefulness) and innovation in engineering. Within the context of BID, development of systematic process for analyzing biological systems and transferring knowledge, which is obtained from the analysis of biological systems, into engineering is compulsory. This paper presents developing a process for the analysis of biological systems for design of biorobots. Preparing, collecting, and organizing are the main steps of this process and applied in a case study which involves gripping motion of a human hand. An experimental set-up with a high-speed camera is constructed to obtain the components of knowledge: morphology, function and behavior. This knowledge will be later used to design a wearable hand in prospective projects.
Citation Count: 0
An evolutionary approach for functional level conceptual design of products
(Univ Zagreb, Faculty Mechanical Engineering & Naval Architecture, 2004) Güroglu, S; Erden, A; Department of Mechatronics Engineering
[No Abstract Available]
Citation Count: 27
An Experimental Study on the Geometry of Microholes in Microelectric Discharge Machining
(Taylor & Francis inc, 2009) Opoz, Tahsin Tecelli; Ekmekci, Buelent; Erden, Abdulkadir; Department of Mechatronics Engineering
Shape and dimensional geometry of blind microholes produced by microelectric discharge machining (micro-EDM) is investigated experimentally to explore the relational dependency with respect to machining time. For this purpose, microholes are machined with machining times ranging from 1-80min on plastic mold steel samples using tungsten carbide tool electrode and hydro carbide dielectric liquid composed of mineral and synthetic oils. All other operational machining parameters such as pulse time, gap voltage, average current, and so forth, are kept constant during machining. Depth, diametric expansions, end-tip shape, wall side parallelisms of holes were analyzed both on surface and cross-sections of the samples. Consequently, nine different end-tip shape formations were observed, and these shapes discussed on basis of dielectric liquid circulation and sparking conditions during machining. Enlargement in hole diameter was predicted by defining a band-width of 20 mu m hole expansion. Moreover, parallel wall-side length was expressed as the microhole depth where 5% reduction in entrance diameter was measured at the tapered section.
Citation Count: 0
Face detection algorithm with facial feature extraction for face recognition system
(2013) Gürel,C.; Erden,A.; Department of Mechatronics Engineering
A face recognition system is one of the biometric information processes, its applicability is easier and working range is wider than other systems like; fingerprint, iris scanning, signature, etc. The detection methods are designed to extract features of face region out of a digital image. The output face image of the detection algorithm should be similar to the recognition input image. Face detection is performed on live acquired images without any application field in mind. The developed system uses white balance correction, skin like region segmentation, facial feature extraction and face image extraction on a face candidate. System is also capable of detecting multiple faces in live acquired images.
Citation Count: 39
Geometry and surface damage in micro electrical discharge machining of micro-holes
(Iop Publishing Ltd, 2009) Ekmekci, Buelent; Sayar, Atakan; Opoz, Tahsin Tecelli; Erden, Abdulkadir; Department of Mechatronics Engineering
Geometry and subsurface damage of blind micro-holes produced by micro electrical discharge machining (micro-EDM) is investigated experimentally to explore the relational dependence with respect to pulse energy. For this purpose, micro-holes are machined with various pulse energies on plastic mold steel samples using a tungsten carbide tool electrode and a hydrocarbon-based dielectric liquid. Variations in the micro-hole geometry, micro-hole depth and over-cut in micro-hole diameter are measured. Then, unconventional etching agents are applied on the cross sections to examine micro structural alterations within the substrate. It is observed that the heat-damaged segment is composed of three distinctive layers, which have relatively high thicknesses and vary noticeably with respect to the drilling depth. Crack formation is identified on some sections of the micro-holes even by utilizing low pulse energies during machining. It is concluded that the cracking mechanism is different from cracks encountered on the surfaces when machining is performed by using the conventional EDM process. Moreover, an electrically conductive bridge between work material and debris particles is possible at the end tip during machining which leads to electric discharges between the piled segments of debris particles and the tool electrode during discharging.
Citation Count: 1
Kavramsal tasarım otomasyonunda Petri Net ve Melez Otomat sentezi
(2001) Erden, Zühal; Erkmen, Aydan M.; Erden, Abdülkadir; Mechatronics Engineering; Department of Mechatronics Engineering
Bu çalışmada, mühendislik tasarımındaki kavramsal tasarım aşamasının otomasyonu için Petri Net ve Melez Otomat (Hybrid Automata) sentezine dayanan PNDN adlı bir tasarım ağı modeli geliştirilmiştir. PNDN, tasarımı yapılacak ürünün mantıksal davranışını ürünün alt işlevleri arasındaki kesin ve belirsizlik içeren bilgi akışı ile iki tarzda modellemektedir. Bilgi akışındaki belirsizliklerin modellenmesinde Sezgisel Bulanık Önermeler yaklaşımı kullanılmıştır. Genel amaçlı ve işlevsel düzeyde geliştirilen model, tümleşik bir tasarım felsefesi olan mekatronik tasarımda uygulanmıştır. Bu makalede tasarım ağının yapısı ve kesin bilgi akışı modeli anlatılmaktadır.
Mekatronik mühendisliği bölüm laboratuvarları için Rehber – Bekci Robot sistem tasarımı ve prototip geliştirilmesi
(2015) Sadeghı, Amir Nobahar; Erden, Abdulkadir; Erden, Zühal; Department of Mechatronics Engineering
Bu tez çalışmasının amacı Atılım Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği laboratuvarlarında 'Rehber-Bekçi Robot' olarak görev yapacak olan akıllı bir hareketli robotun tasarlanması, üretilmesi ve laboratuvar ortamında dolaşmasının sağlanmasıdır. Bu amacı gerçekleştirmek üzere tümleşik bir sistem tasarlanmıştır. Robotun laboratuvarlarda dolaşması için geliştirilen kontrol mimarisi konumlandırma, engelden kaçınma, yol planlaması ve verilen bir başlangıç pozisyonundan rastgele belirlenen bir başka pozisyona gidişin yönetilmesini sağlamaktadır. Bu çalışmada, robota yüklenmiş bir haritaya dayalı olmayan davranış-temelli bir navigasyon algoritması kullanılmıştır. Buna göre robot, içinde bulunduğu laboratuvar ortamının çeşitli özelliklerini, üzerindeki sensörler yardımıyla algılayarak kendi konumunu belirlemekte ve böylece laboratuvar ortamında dolaşmaktadır. Bu çalışma kapsamında robotun tasarımı, imalatı, sistem entegrasyonu gerçekleştirilmiş ve laboratuvar ortamında dolaşması test edilmiştir.
Mikro elektriksel aşındırma ile işleme kullanarak mikro deliklerin üretimi
(2008) Öpöz, Tahsin Tecelli; Erden, Abdulkadir; Department of Mechatronics Engineering
Hızla gelişen teknoloji, ürün ve parçaların daha fazla işlevsel fonksiyonlar ile bütünleştirilmiş, boyutları küçültülmüş kompakt hacimlerdeki parçaların ve aksamların geliştirilmesini amaçlamaktadır. Bu hedef doğrultusunda mikro imalat yöntemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir bundan dolayı mikro işleme üzerindeki endüstriyel araştırmalar oldukça önemli olmakta ve yaygınlaşmaktadır. Mikro elektriksel aşındırma ile mikro deliklerin üretimi mikro üretim teknolojisinin geliştirilmesine yönelik konulardan biridir. Bu konu bu çalışmada deneysel olarak geniş bir şekilde incelenmiştir.Mikro elektriksel aşındırma ile işlemede, işlenen parçanın geometrik şeklini yüzey kalitesini etkileyen, işleme karakteristiğini belirleyen, birçok elektriksel ve teknolojik parametre bulunmaktadır. Bu çalışmada, mikro elektrik aşındırma ile işlenen mikro deliklerin geometrik şekilleri farklı işleme parametreleri kullanılarak incelenmiştir. Kör ve boydan delik delinmesinde, deliklerin son uç şekillerinin oluşumu, delik çapında meydana gelen genişlemeler ve delik duvarlarının paralelliği araştırılmıştır. Sonuç olarak, delik içinde geometrik bozulmalara uzun sinyal süreleri (>500 ns) ile birlikte yüksek kazanım değerlerinin (<15) neden olduğu saptanmıştır. Ek olarak, boydan mikro deliklerin giriş ve çıkış çapları ölçülmüş ve ölçüm verileri değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme sonucunda, daha düzgün duvar kenarları ve daha az pürüzlü yüzey elde etmek için, deliğin açılmasından sonra elektrotun fazla beslenmesi yada aşınmamış bir elektrot ile yeniden işleme tavsiye edilmiştir. Kör deliklerde 100 µm lik yada daha küçük çaplı elektrotlar kullanarak 20 boy/çap oranına erişilmiştir.Elektrotlarda ve deliklerde oluşan uç şekil gelişimi gözlemlenmiştir. İşleme süresi ve bu işleme süresine karşılık delik derinliği arasındaki ilişkisel bağ üzerinde çalışılmış ve işleme süresi arttıkça delik derinliğinde oransal azalma olduğu bulunmuştur. İşleme süresi ve deliğin radyal yönde genişlemesi arasındaki bir diğer ilişki de delik çapı için 20 µm lik bir bant içerisinde doğrusal olarak değiştiği bulunmuştur.Bu tezde mikro elektriksel aşındırma ile mikro deliklerin işlenmesinde, işleme parametrelerinin mikro delik geometrisi üzerindeki etkilerinin anlaşılmasına katkıda bulunulması amaçlanmıştır. Böylelikle, elde edilen bulgularla, üreticiler mikro deliğin şeklini, birçok uzun ve maliyetli deneyler yapmadan, tahmin edebilecektir.
Nesne-yönelimli modelleme yönteminin openmodelıca kullanılarak mekatronik sistemler için uygulanması – vaka incelemeleri
(2016) Coşkunoğlu, Sümeyye Betül; Erden, Abdulkadir; Department of Mechatronics Engineering
Mekatronik mühendislik sistemlerinin benzetimi araştırmacılar için zorlu bir konudur. Benzetim modelleri için birçok alternatif yaklaşım olmasına karşın, Mekatronik sistemlerin karmaşık, çok disiplinli ve tümleşik yapısı göz önüne alındığında, nesne yönelimli modelleme yöntemleri kullanılarak sistem düzeyinde modelleme ve benzetim yapılması sistem gereksinimlerini ve sistem düzeyinde entegrasyonu anlamak açısından faydalı olacaktır. Bu çalışmada, nesne yönelimli bir modelleme dili olan Modelica kullanılarak farklı mekatronik sistemler üzerinde çeşitli vaka incelemeleri yapılmıştır. Mekanik, elektronik ve bilişim altsistemleri öncelikle girdi/çıktı ve işlem yapısına göre incelenmiş ve daha sonra bu altsistemler OpenModelica programı kullanılarak benzetim için modellenmiştir. Alt sistemlerin tümleştirmesi OpenModelica kullanılarak gerçekleştirilmiş ve ana sistemlerin benzetimi yapılmıştır. Bu vaka incelemelerine dayanarak, OpenModelica platformunun mekatronik sistem modelleme ve benzetiminde kısıtlamalar barındırmasına karşın, Modelica dilinin, bir modelleme dili olarak kolaylık sağlayan ve yararlı bir araç olabileceği anlaşılmıştır.