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Campus News

December 13th, 2022

GC学生将工程理论付诸实践

无人机项目依赖于一个迭代的工程设计过程

Engineering

Photo by John Rudd

加勒特学院的学生Ryan Busch, left, 作为上周二的工程导论(ENR 100)课程项目的一部分,泰尔·梅德林(Tyre Medlin)将一架无人机(UAV)降落在一个安装在六足机器人上的着陆平台上.

工程是建立在识别问题和开发解决方案的基础上的. 加勒特学院的学生Ryan Busch和Tyre Medlin为他们的工程入门(ENR 100)课程开发了一个项目,将这一过程带入了生活.

Busch和Medlin的项目涉及通过工程设计过程周期来解决无人机电池寿命短的问题. 这对组合了三个子系统——一个六足机器人, 一个特别设计的着陆垫, 以及一种无人驾驶飞行器(UAV)来解决这个问题.

“我们决定多地形, 支持自动着陆的移动无人机着陆平台可以很好地实现我们的目标," said Busch.

在项目的过程中, 他们能够建造和测试原型, improve landing accuracy, 确定剩下的挑战. 两人建议对软件进行修改,以提高着陆精度并允许自动充电, 以及物理修改,使无线充电器的信号通过着陆垫.

“这个项目是多么雄心勃勃的一个例子, 勤奋的学生可以创造伟大的东西,助理教授保罗·瑞奇说, 谁教ENR 100课程, told a group of faculty, 参加上周二演讲的员工和管理人员.

学生们组装了这个六足机器人,并测试了三种尺寸的着陆垫和平台. 着陆垫和平台进行了改装,增加了一个无线充电器.

在测试中,Busch和Medlin确定,从一个很小的(7.5"-by-7.5英寸)的着陆垫到更大的着陆平台(高达15英寸× 15英寸),显著提高了着陆精度. 更大的平台将无人机自主着陆的几率从65%提高到至少90%.

“我们使用数据来重复这个过程," said Medlin, 随着向更大的着陆平台的移动,数据驱动的改进之一, iterative process.

通过评估第一个原型的成功和局限性,提出了改进建议. 一个重要的挑战是无法让无人机自动着陆和充电, 导致建议的软件修订和物理修改.

“平台上的无线充电接收器和无人机需要完全对齐," said Busch, 注意到没有成功地直接降落在着陆平台的中心.

演示包括两个无人机在行动中的视频,以及一个现场无人机演示,导致成功降落在无人机着陆器上的平台上.

“最好的学习环境鼓励学生把理论应用到实践中。. 加勒特学院教务处主任莱恩·哈罗德说. “Ryan和Tyre的无人机项目是工程设计过程实际应用的一个很好的例子."

注:Busch和Medlin指出,他们的项目得到了Daniel E. 奥弗特三世慈善信托基金. 他们还报道了一些“有趣的事实”,包括他们的无人机的最大飞行时间为13分钟,而六足机器人能够连续运行长达20分钟.

学生们感谢瑞秋教授, 加勒特工程与机器人学会(GEARS)创始人菲尔·马龙说, 和工程师拉尔夫·布希(瑞恩的父亲)分享他们的技术专长. 他们还感谢了同学Wood Clodfelter和Carder Stakem的帮助.

“团队合作创造了一些我们一开始无法想象的惊人的东西,”Busch说.

Medlin毕业于北加勒特高中,Busch是一名在家接受教育的学生,作为高中双重招生计划的一部分参加了GC.

Medlin认为他之前在加勒特县公立学校接受的工程教育为他准备了学院的ENR 100课程.

“没有经验,”梅德林说,“将工程理论付诸实践要困难得多."