Performing of Reptile Robot Prototype with Radio Frequency Remote Control for the Exploration After the Earthquake Ruins

Abstract

Time is very significant for living things that are left under the rubble after earthquakes. With this study, a prototype design has been made that will accelerate the debris search and rescue activities and inform the search teams about the debris in advance. This prototype design is inspired by reptiles and consists of parts comprising of five different modules.These modules are designed small in structure, allowing the robot to easily pass through narrow spaces. The prototype is remotely controlled by radio frequency. By using to the FPV camera in front of the first module, the view from a distance and the sensors in the tail are transmitted to the screens on the control of the gas, temperature, and humidity in the environment. It can move forward and backward thanks to the motors in the prototype modules. With the servo motors located between the modules, the robot can be moved to the right, left, up, and down, avoiding obstacles and climbing on them. The controls of the components used are provided by Arduino Nanos and codes created specifically for the robot. The production of the parts is made of PLA material using different designs by additive manufacturing. In addition to earthquake debris, it can be used in the preliminary exploration of areas that are risky to enter and may endanger human life, especially in military applications.

Keywords

• Reptilian robot
• Additive manufacturing
• Radio frequency
• Arduino

Deprem Enkazı Sonrasında Keşif için Radyo Frekansıyla Uzaktan Kontrollü Sürüngen Robot Prototipinin Gerçekleştirilmesi

Abstract

Depremler sonrası enkaz altında kalan canlılar için zaman çok önemlidir. Bu çalışma ile enkaz arama kurtarma faaliyetlerinin hızlandıracak, arama ekiplerini enkaz hakkında önceden bilgilendirebilecek bir prototip tasarımı yapılmıştır. Bu prototip tasarımında sürüngenlerden ilham alınmış ve beş farklı modül denilen kısımlardan oluşmaktadır. Bu modüller yapı olarak küçük tasarlanarak robotun dar alanlardan rahatlıkla geçmesi sağlamaktadır. Prototip radyo frekansıyla uzaktan kumanda edilmektedir. İlk modülün önünde bulunan FPV kamera sayesinde uzak mesafeden görüntü ve kuyruk içerisinde bulunan sensörler sayesinde ortamdaki gaz, sıcaklık ve nem bilgisi kumanda üzerinde bulunan ekranlara iletilmektedir. Prototip modüllerinin içerisinde bulunan motorlarla ileri ve geri hareket edebilmektedir. Modüller arasında bulunan servo motorlar ile robotun sağ, sol, yukarı ve aşağıya hareket ettirilerek engellerden kaçmakta, üzerlerine tırmanabilmektedir. Kullanılan komponentlerin kontrolleri Arduino Nano’lar ve robota özgü oluşturulan kodlar ile sağlanmaktadır. Parçaların üretimi eklemeli imalatla PLA malzemeden farklı tasarımlar kullanılarak imal edilmiştir. Ayrıca, deprem enkazının yanı sıra, özellikle askeri uygulamalarda girilmesi riskli ve insan hayatını tehlikeye atabilecek bölgelerin ön keşfinde kullanılabilir.

Keywords

• Sürüngen robot
• eklemeli imalat
• radyo frekansı
• arduino

References

1. [1] G. Gürgüze and İ. Türkoğlu, "Robot sistemlerinde kullanılan algoritmalar," Türk Doğa ve Fen Dergisi, vol. 8, no. 1, pp. 17-31, 2019.
2. [2] A. Çakır, L. Karaca and M. Özkul, "RF kontrollü araştırma ve inceleme robotu," Anka E-Dergi, vol. 2, no. 1, pp. 13-25, 2017.
3. [3] D. Rollinson, Y. Bilgen, B. Brown, F. Enner, S. Ford, C. Layton, ... & H. Choset, “Design and architecture of a series elastic snake robot,” International Conference on Intelligent Robots and Systems, Chicago, Illinois, USA, September, 2014, pp. 4630-4636.
4. [4] İ. Şahin and M. Yalvaç, "Myrobot: Kablosuz kontrol edilebılen mobil araştırma robotu," Education Sciences, vol. 7, no. 1, pp. 340-347, 2012, doi:10.12739/10.12739
5. [5] C. Wright, A. Buchan, B. Brown, J. Geist, M. Schwerin, D. Rollinson, ... & H. Choset, “Design and architecture of the unified modular snake robot,” International Conference on Robotics and Automation, St Paul, MN, ABD, May, 2012, pp. 4347 – 4354.
6. [6] A. Kılıçarslan, “Yılan tipi hareket mekanizması ve hareket kontrolü, ” M.Sc. Thesis, İstanbul Technical Univ., İstanbul, Türkiye, 2005.
7. [7] E. Kuzu, “Kablosuz kontrol edilebilen mobil keşif ve müdahale robotu,” M.Sc. Thesis, Afyon Kocatepe Univ., Afyon, Türkiye, 2016.
8. [8] H. K. Sürmen, "Eklemeli imalat (3b baskı): Teknolojiler ve uygulamalar," Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering, vol. 24, no. 2, pp. 373-392, 2019, doi:10.17482/uumfd.519147

9. [9] E. T. Efaz, M. M. Mowlee, J. A. F. R. I. N. A. Jabin, I. R. F. A. N. Khan, & M. R. Islam, “Modeling of a high-speed and cost-effective FPV quadcopter for surveillance,” ICCIT: 23rd International Conference on Computer & Information Technology, Dhaka, Bangladesh, December 2020, pp. 1-6.
10. [10] S.Aravinth Raj, and V. Venkatesh, “Implementation of wireless sensor network with low cost and low power using Arduino and nRF24L01,” International Journal of Pure and Applied Mathematics, 119(18), 2095-2103, 2018.
11. [11] “6 kanallı uzaktan kumanda nasıl yapılır. dıy rc,” rcpano.net, 04.09.2020. https://www.rcpano.net/2020/04/09/6-kanalli-uzaktan-kumanda-nasil-yapilir-diy-rc/. Erişim tarihi: 05.10.2021
12. [12] T. Soytepe, “Arduno ile nrf24l01 kullanarak kontrol kolu ile servo kontrolü,” donanimplus.com, 2018. https://donanimplus.com/Arduino-ile-nrf24l01-kullanarak-kontrol kolu-ile-servo-kontrolu/. Erişim tarihi: 05.10.2021
13. [13] Anonim, " Arduino Nano,"5, Feb. 31, 2018. [Online]. Available: https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction Accessed: Sept. 20, 2020].