Robotics-Related研究

多指爬管机器人

Multi-finger Pipe Climbing Robot资助:美国国家科学基金会研究基金
本科生:P. Howe, K. Mihaylov, J. Martin, P. Nguyen和H. Nguyen

该机器人能够爬上爬下直径从2英寸到6英寸的管道来执行检查任务。这种独特的设计使机器人能够克服管道上的障碍,如配件、法兰和连接处。它包含29个电机,36个齿轮,14个滚轮,4个微控制器,4个超声波传感器,2个触摸开关。所有的手指都是弯曲的形状(很难制造)。该项目荣获2010年ASME区域学生竞赛最佳技术含量奖和第一名。

滚管攀爬机器人

rolling pipe climbing robot资助:美国国家科学基金会研究基金
UG的学生: L. Go, K. Chang, C. David和J. P. Mina

该机器人系统可以对小型和垂直管道进行自动管道检测。到目前为止,还没有人成功制造出能够垂直爬上如此小的管道的机器人。该系统采用新颖的攀爬和旋转机构,使机器人不仅可以“抓取”管道,还可以攀爬管道并绕管道旋转。这样可以检查管道上的所有区域。该作品在2009年ASME区域学生海报大赛中获得第二名。

电力线攀爬机器人除冰

power line climbing robot ice remover

 

赞助商:Joby Energy (Santa Cruz, CA)研究生:J. K. Gibboney

为了发电,机载风力涡轮机必须通过一根长电缆连接到地面上。这条电缆很容易受到冬季云层中寒冷潮湿空气形成的冰的影响。这个移动机器人能够爬上生产线并清除冰。一个原型建立和测试,和控制方法进行了调查(由于保密原因,真实的图片没有显示在这里)。

外周插入中心导管插入系统

赞助:VasoNova, Inc, (Sunnyvale, CA) UG学生:J. Fung, N. Cuntapay, and D. Pham

Catherter Insertion system我们开发的装置可以通过摩擦和弹簧的力量将导管插入两个轮子之间。一个轮子由微型电动机驱动。电机编码器将旋转信息输出到ATmega微控制器,其中数据可以转换成线性距离,由LCD屏幕显示。经过多次测试,由于编码和功率处理的原因,系统的精度略有偏移,并识别出误差。

用于野火探测与追踪的航空机器人传感器网络

Aerial Robotic Sensor主办单位:美国机械工程师协会硅谷分会
UG学生:陈杰,杜罗,阮特,杨士生,马杰

这个飞行机器人被设计用来探测野火,并通过传感器(CO, CO2,温度和湿度)预测其进展。然后,这些机器人将与无线通信技术一起开发,建立一个移动传感器网络,为消防员提供保护。

用于主动视频会议、检查和社交的网真漫游车(TRAVIS)

telepresence roverUG学生:E. Stackpole, G. Barker, S. Hu

该项目开发了一种低成本、远程操作、独立的交互式远程呈现漫游车,可以在室内和室外漫游,通过互联网进行主动视频会议、检查和社交。漫游车由两个差动驱动轮驱动(由Arduino微控制器控制)。一个额外的脚轮可以防止漫游者摔倒。为了给用户提供逼真的、身临其境的“真人大小”视觉体验,该探测器被设计为160厘米高,具有模仿人的特征——头部、颈部和躯干安装在基座上。惠普高级自动对焦网络摄像头、利力浦特触摸屏LCD和Nano-ITX主板提供用户之间的面对面交流。基于Adobe Flash的界面允许用户在任何有浏览器和互联网连接的计算机上操作机器人。TRAVIS的总成本低于1000美元。该项目获得2009年ASME区域学生竞赛最佳技术含量奖。

机器人材料艺术训练师

Martial Arts Trainer研究生:Thang中方

这个项目的重点是创建一个9自由度的机器人教练,反击创造一个逼真的战斗模拟。Pro Fu的主要组成部分是两个可以执行组合攻击的手臂和一个可以向每个方向扭曲30°的躯干。气动气缸用于移动连杆,紧凑的设计需要将3自由度纳入肩部。该项目包括一个设计阶段,其中形成了骨架概念、圆柱体计算和分析。

用于机器人手术的工具夹手

Tool Gripper研究生: James Nguyen

本课题的重点是为医疗机器人设计一个抓手。夹持器采用气动方式驱动。力传感器安装在抓手上进行触觉感应。完成夹持器装配后,操作夹持器抓取手术工具,测量输出电压,得到力与电压的关系。

高速晶圆车

High Speed Wafer Carrier赞助单位:应用材料公司(Santa Clara, CA)
研究生:陈雷

该项目旨在开发一种300毫米的晶圆载体,可以在不牺牲当前晶圆放置精度和颗粒性能的情况下伴随机器人的高速度。本项目的额外要求是载体需要在稳态温度下维持至少3000C的时间至少10秒。该项目开始于多个概念,如深口袋、弹性体和机器人腕夹的晶圆载体,通过实验。其中一个概念在通过内部测试和现场认证后投入生产。

血细胞计数器Autosampler

Cytometer Autosampler赞助商:Stratedigm Inc. (San Jose, CA)
UG的学生:陈仁义、黄明强、叶洪

试管自动进样器是为Stratedigm的第一代流式细胞仪装载组件。本项目设计了一个系统,该系统可以存储至少160支试管,并保持8°C的测试样品温度。该系统还可以将试管从存储区传送到细胞仪输入针,混合测试样品,扫描试管条形码标签。

Synaptic自动触摸板测试仪的热室门设计

Thermal Chamber Door赞助商:Synaptics Inc. (Santa Clara, CA)
UG学生:J. Hayes和K. Leung

Synaptics开发了各种触控板。该项目是为Synaptics的新型触摸板测试仪设计和制造一个热室门,并使用电机和计算机程序控制触摸板加载器。该测试仪可以在不同的温度和湿度下在一个腔室中容纳三个样品。最终的舱门原型在极端条件下进行了测试,并达到了所有触摸板测试要求。

出版物

杜温西(2014),电阻、电容、电感和磁传感器技术,泰勒和弗朗西斯集团,ISBN-13: 978-1439812440;ISBN-10: 1439812446。

Du, Winncy和Yelich, Scott(2008),“震后管道泄漏检测技术”,第九部分,智能传感器和传感技术,Springer-Verlag, pp. 265-283。ISBN-13: 978 - 3540795896;ISBN-10: 3540795898。

杜温西和叶利奇,斯科特,(2012)第2章。基于电阻和电容的传感技术,现代传感器,传感器和传感器网络,国际频率传感器协会(IFSA)出版,ISBN-13: 978-8461596133;ISBN-10: 8461596137。

专利申请

共同发明人的两个独特的攀爬机器人设计的管道检查。这些机器人的设计是由美国国家科学基金会拨款开发的,专利申请必须通过大学基金会处理。其中一项设计于2009年6月提交给基金会,目前正在大学批准和准备美国专利申请过程中。第二项设计的描述正在最后确定,将提交给大学基金会进行专利申请审议。

精选期刊/同行评议会议论文

Du, Winncy, Jose, Winston,“生物电位传感器模块化信号调理电路的设计”,《传感器与传感器杂志》,第120卷,第9期,2010年9月,第1-11页。

尹永华,尹永华,金德辉,杜文杰,“基于Android操作系统的教育机器人的用户跟踪”,2012年IEEE第九届泛在机器人与环境智能国际会议,2012年11月26-29日,韩国大田,pp.132-135。

陈晓明,“基于快速精确凸、凹曲率的数字图像寻径算法”,《计算机工程学报》,2014年第7期。

杜,温西,阮,海;葱,凯文;Dutt, Amitesh,“用于机器人管道检测的GMR传感器阵列系统的设计”。2010 IEEE传感器会议论文集,11月1-4日,

Du, Winncy和Yelich, Scott,“基于电阻和电容的传感技术”,传感器与传感器杂志,第90卷,特刊,2008年4月,第100-116页。

杜温西,“通用零件给料机(UPF)的建模与控制”,机械工程学报,第18卷,第3期,2005,pp. 317-320。

杜文西,“机械工程的混合学习方法”,《工程技术教育》,2003年第1期,第69-72页。

Eric Stackpole;巴克,格雷戈里;和Du, Winncy,“用于主动视频会议,检查和社交(TRAVIS)的低成本,远程操作,交互式远程呈现漫游车”,提交给国际机器人与自动化会议(ICRA 2015),论文附件。

Du, Winncy, Kwok, Gary,“管道泄漏检测中三种传感器技术的实验比较”,2009年美国国家科学基金会工程研究与创新会议论文集,2009年6月22-25日,夏威夷,火奴鲁鲁,论文索引号0619157。

郭,Gary, Du, Winncy,“建筑物的公用管道及其震后损伤检测”,NEES第六届年会论文集,2008年6月18-20日,波特兰,俄勒冈,第1-6页。

Du, Winncy和Yelich, Scott,“电阻式传感器:原理、设计和应用”,第二届国际传感技术会议论文集,2007年11月26-28日,Palmerston North,新西兰,第326-331页。

Du, Winncy和Yelich, Scott,“电容式传感器:原理、设计和应用”,第二届国际传感技术会议论文集,2007年11月26-28日,Palmerston North,新西兰,第332-337页。

McMullin, K., Du, wincy, Le, T, Stojadinovic, B., and Rai, K.(2007)。漂移敏感非结构系统的实验测试-第一年。会议记录-第五届年会。NEES年会,雪鸟村,犹他州,6月18-21日。

Du, Winncy和Yelich, Scott,“生物机电:新兴技术,应用和挑战”,第三届自主机器人和代理国际会议论文集(ICARA), 2006年12月12-14日,Palmerston North,新西兰,pp. 129-134。

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Gonzales, M.和Du, Winncy,“将外部视觉系统集成到2D航天器反馈控制试验台”,IEEE/ASME先进智能机电一体化国际会议论文集,2005年7月24-28日,蒙特利,CA, pp. 213-218。

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Du, Winncy, Dickerson, Stephen L.,“一种新型振动给料机的建模与控制”,IEEE/ASME先进智能机电一体化国际会议论文集,1999年9月19-23日,亚特兰大,Georgia, pp. 496-501。

Du, Winncy和Dickerson, Stephen L.,“使用改进的PWM信号的1-D振动给料机控制”,第八届智能系统国际会议,1999年6月24-26日,丹佛,科罗拉多州,第82-87页。

Du, Winncy和Dickerson, Stephen L.,“使用机器视觉的被动元件检测”,《多芯片模块和高密度封装国际会议与展览论文集》,1998年4月15-17日,科罗拉多州丹佛,第74-79页。

Dickerson, Stephen L., Du, Winncy,和Volcy, Jerry,“电子装配过程监控和反馈的集成视觉单元”,电子封装传感器研讨会,ASME国际机械工程大会和博览会,1995年11月,旧金山,加利福尼亚州,第14卷,第73-78页。

影片及连结

1. 波士顿科学公司的自动导管装配

 

2. 杜博士的学生在上海大学将机器人技术提升到一个新的水平

3. 采用创新粘接方法收集卫星碎片