• 提供配置文件
  • URI机电一体化实验室由机械，工业和系统工程教授Musa Jouaneh协调。该实验室提供先进的设备和实验装置，以学习和享受机电一体化领域。现代社会依靠机电一体化系统提供现代便利。从智能电器到汽车安全功能，如安全气囊，防抱死刹车，机电一体化系统广泛应用于日常生活中。
产品组合

  • 研究项目

  • Jouaneh教授和他的学生参与了许多与机器人、自动化和精确运动控制相关的项目。下面是一些近期项目的描述。

      • 拆卸操作的自动化

      • 这个项目的目标是开发自动拆卸电子设备的智能工具和方法。作为第一步，我们开发了一个自动化系统的原型，用于从一系列电子设备上拆卸电池，这些电子设备的塑料、贴合盖包含AA或AAA电池，如遥控器和计算器。原型系统的开发包括一个拆卸工具的设计，它使用三个力感应电阻来提供力反馈信息。将拆卸模块安装在三轴平移运动机器人的工具头上，开发了Visual Basic应用程序，实现了该机器人与加利尔数字运动控制器的接口和控制。利用Kinect传感器和OpenCV库，在Visual c++中开发了基于模型的计算机视觉应用程序，以识别和定位放置在拆卸机器人上的电子设备。利用基于模型的计算机视觉应用程序收集的信息，机器人能够使用拆卸工具模块执行必要的拆卸操作，拆卸设备的贴合盖和电池。
          • 使用力感应电阻(fsr)来检测施加在刀尖上的力的拆卸工具的概念
          • 拆卸工具的图像
          • 机器人拆卸工具平台。Kinect传感器安装在机器人上方的框架上
          • 拆卸顺序
          • 电池拆卸顺序

        • 共享二维空间中多自主移动机器人的控制与协调

        • 这个项目的目标是开发一种方法，使两辆或更多的自动驾驶汽车可以同时工作，以完成给定的任务。在这种情况下，任务是在一个包括静止和移动障碍的未知动态工作区中安全有效地到达给定目标。动态目标的数量应等于系统中机器人的数量，每个机器人跟踪一个目标。为了完成任务，每个自主机器人必须能够进行地图构建、定位、路径规划和位置控制。地图的建立和定位是通过使用远程相机同时进行的。摄像机图像在中央PC机上进行分析，所有机器人都使用这些数据。定位也可以通过使用电机编码器读数来更新机器人在相机图像之间的位置。利用势场和模糊逻辑的混合路径规划方法来完成路径规划。每个机器人的位置控制是通过机器人速度和方向的PI反馈控制器实现的。
            • 实际系统中混合路径规划的两个机器人正面碰撞避免
            • 两个机器人的交叉路径避碰，真实vs模拟

          • 节能多移动机器人探索

          • 该项目的目标是开发一种方法，使多个机器人成功探索未知环境，并减少由于旅行造成的能量消耗。该方法基于一种算法方法，其特点是迭代成本计算和基于效用的决策。所开发的方法扩展了Burgard等人开发的算法(协调多机器人探索，IEEE机器人汇刊，Vol. 21, No. 3, 2005年6月)，考虑了到达探测点所需的能量。这些勘探点是与未感知区域相邻的边界目标。该算法确定哪个前沿目标和相关的能量成本能给机器人带来更大的效用，并规划一条通往目标的路径。一旦目标选定，算法会降低周围细胞的效用，以吸引其他机器人探索新的领域。利用Visual Basic Express开发的仿真软件对所开发算法的探测有效性和协同特性进行了测试。结果表明，改进算法既降低了探测时间，又降低了探测所需的能量。
              • (a)上图左下方所示的两个机器人所探索的探索环境。机器人感知距离为8个网格单位。
              • (b)复制Burgard方法探索路径
              • (c)修改后的算法探索路径
              • Burgard算法与改进算法探测行程时间和能量的比较

            • 移动机器人编队维护与控制

            • 本课题研究移动机器人编队维护与控制问题。他们的目标是开发一种方法，成功地让移动机器人在避开障碍物的同时，以特定的编队成功地导航到目标。该方法基于leader-follower编队技术，采用混合势场/模糊逻辑导航系统。开发的方法意味着是分散的;对跟随者的所有输入仅来自被动观察。车辆之间没有通信。在这个项目中，使用一个头顶摄像机和一个颜色识别算法来定位机器人，障碍物和目标位置。使用的两辆车都是iRobot create，都由使用蓝牙网络的中央PC控制。包括颜色识别在内的所有软件都是用Visual Basic编写的。
                • (A) ψLFD = 90°dLFD = 600 mm
                • (B) ψLFD = -90°dLFD = 600 mm
                • (C) ψLFD = 135°dLFD = 600 mm
                • (D) ψLFD = -135°dLFD = 600 mm

              • 两轴h框定位系统建模与控制

              • 本项目的重点是设计、建模和控制一个带驱动的xy定位装置构造为大写h的形状。该系统使用一个长同步带，它包裹着整个系统，包括电机滑轮，将电机轴的旋转运动转化为桥梁的直线x运动和小车相对于移动的桥梁的直线y运动。推导了系统运动的非线性8阶动力学模型。研究了几种控制策略，以提供快速、精确的舞台位置控制。
                  • H框俯视图
                  • H框前视图
                  • 一个开环反应
                  • H框架组件
                  • 8阶模型
                  • 双轴开环反应

                • 利用FIR滤波器改善振荡系统的响应

                • 本项目研究使用有限冲击响应(FIR)滤波器作为欠阻尼系统的输入整形器。输入整形器减小了欠阻尼动态系统的超调量和稳定时间。研究了三种特定的FIR滤波器。这些包括:车厢，三角形和半正弦曲线。将这三种滤波器响应与正常的阶跃响应以及带有低通滤波器作为预滤波器的阶跃响应进行比较。在Matlab/Simulink仿真软件包中模拟的二阶系统和压电驱动快速响应台上进行了比较。数据表明，FIR滤波器在仿真和实验中都能显著提高系统的响应。三角FIR滤波器在实际硬件实现中特别有效。
                    • 箱形，三角形和半正弦FIR滤波器
                    • 单位阶跃输入的三个15点FIR滤波器的卷积
                    • 模拟系统响应曲线，由于阶跃，低通滤波器和箱车FIR滤波器输入
                    • H帧三种FIR滤波器的开环实验响应
                    • 用于振荡系统的输入
                    • 实验系统:压电驱动弯曲台

                  • 其他项目/教育设置

                      • 步进电机驱动转台

                      • 纸分发器

                      • 步进驱动线性定位台

                      • 直流电机驱动直线执行器