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  • 日期︰2020-12-31

近日,“中鐵工業杯”第九屆全國大學生機械創新設計大賽決賽在西南交通大學舉行。蘭州理工大學4件作品進入決賽,其中《清掃樓梯機器人》作品參加了現場評審。經過兩天緊張激烈的角逐,4件作品均獲得全國二等獎。

 

比賽介紹

大賽由全國機械創新設計大賽組委會、教育部高等亚博APP機械基礎課程教學指導分委員會等主辦,西南交通大學承辦。該比賽以“實物參賽、機電結合、系統訓練、創新應用、科技創業”為突出特色,成為國內最具影響力、培養學生工程實踐能力和綜合素質效果顯著的大學生競賽項目之一。本屆大賽主題為“智慧家居、幸福家庭”,以助老機械和智慧家居機械的制作為命題,分為初賽和決賽兩個階段。初賽共有30省(自治區、直轄市)678所高校5090件作品參賽,決賽共評出一等獎作品143項,二等獎作品238項。

為了本次比賽,亚博APP師生積極準備,從19年4月國賽主題發布開始,歷經校賽預賽、決賽,省賽,國賽初賽和決賽多個環節的比拼,設計和制作水平不斷提升,展示了蘭理學子良好的創新能力與優秀的團隊協作精神和濃厚的課外科技活動氛圍。

越挫越勇︰直面困難

比賽由亚博APP王富強、宋鳴兩位老師帶隊,王富強、吳愛梅兩位老師作為小組指導為學生答疑解惑。參加現場評審的作品為“清掃樓梯機器人”,完成這個作品的隊伍由17級機電工程學院機械設計制造及其自動化專業雲春陽、豆王紅和韓子健同學組成。該團隊花費了將近兩年半的時間打磨才完成了這個作品。

從最初的構思到最終的實物模型,從校賽到省賽再到國賽的一路披荊斬棘,一次次失敗,又一次次反復修改,經歷了幾百個日日夜夜改進調試完善,這支隊伍最終站在了決賽的舞台上。隊長雲春陽說︰“印象最深刻的一件事就是,在國賽比賽前期,我們剛到成都發現機器人發生了故障動不了,但當我們冷靜下來後仔細查看線路圖去排查問題,最後發現機器人上的兩根線因為松動而掉落,導致機器人動不了,這讓我們明白了遇到問題一定要穩住心態排查問題。”從一開始在生活中獲得靈感,到完成作品不斷調試再到發現問題,再進行重新設計,並對第二代作品申請專利,直到第二代作品實現基本設想。整個團隊秉承著積極主動,樂觀向上的學習態度,解決了一個個困難並堅持完成了自己的產品設想。

實踐學習,令他們印象深刻的是輪組在平移和爬樓梯分離裝置,豆王紅解釋道︰“我們選擇了很多電磁離合器,但都不合適。在第一代產品中我們使用了小的離合器,但是因為嵌入口與輪組無法餃接的問題,我們又選擇使用3D打印機打印一個特殊形狀的嵌口,讓他們連接,但缺點是很容易打滑。最終在第二代產品中,換了大一點的電磁離合器,同時更換的還有更大功率的電機,最終實現了機器人的上樓。”在這次困難中,他們更加懂得了怎麼去更好的解決問題,並且拓展了知識面,為以後的研究打下基礎。

善于思考,在生活中激發創意

雲春陽談到︰“設計清掃樓梯機器人的初衷是解決樓梯的清潔問題,能夠減少大量的人力物力使用,而且能夠極大地提高清掃工作效率。”此機器人能夠一次清掃兩層台階,其主要的原理為上層台階采用可移動的毛刷滾筒將垃圾掃至下層,下層采用兩個圓盤刷,將垃圾聚集,然後從吸風口全部吸入垃圾儲存囊中。清掃機器人能夠通過物聯網、手機 app 進行智能化控制,是善于思考的同學們在人工智能領域的一次嘗試和創新。他們團隊不僅熱愛科創熱愛發明,更善于觀察生活中的細節,此次比賽創作源頭正是他們從生活中觀察中獲得的靈感。

團隊通過一期電視節目受到啟發︰華山景點台階多,垃圾清潔不方便,需要很多的人工勞動力。從景區樓梯的清掃需要耗費很大人力,他們聯想到了居民樓的樓梯,發現這一問題後,創新性地提出了掃樓梯機器人的想法。他們表示︰“當我們看到華山景點垃圾清潔的鏡頭時,想到那麼多台階清潔垃圾不方便清理,需要人力進行一個台階一個台階地去清掃,我們就想是否能夠用智能技術代替人力,于是便誕生了去研制一個機器人代替人力的想法。”

除了在學習中投入時間認真學習理論知識來充實自己外,他們將大部分精力投入到這個創作中。因為沒有科創經歷,在作品的制作過程中他們一次次受挫,又一次次的改進。在進入國賽後,他們所寫的《清掃樓梯機器人》說明書需要重新書寫,因為在大二期間接觸的專業課較少的原因,設計這件作品時機器人運動原理與方案設計並沒有仔細計算,在參加國賽期間,在說明書的修改中運用了機械專業設計方法,使得這件作品在眾多作品中脫穎而出。

其中的缺失和不足是在老師和同學共同努力和研究下一步步被改進的。韓子健說︰“為了將說明書完善得更好,我們需要到圖書館翻閱很多資料,所以對我們來說備賽期間熬夜到兩點也是常態。”雲春陽說︰“我們熱愛科創,敢于嘗試,有了自己的想法就大膽的去做,不會就去學,在實踐中學習也是很享受的一個過程,這次比賽自己也學到了很多以前不知道的東西。”

在挑戰中獲得進步

對于專業能力他們都很謙虛。雲春陽談到︰“參加完比賽以後,我們發現自己設計的方法還是存在漏洞,而且我們在比賽中也見識了很多亚博APP同學的創新設計,並且很多作品都是通過大量的建模及函數計算得出的設計數據。所以這是一次難得的開眼界和提升能力的機會。”

他們表示,這次的比賽過程更是他們學習的過程。韓子健說︰“在現場評審的幾天,我們發現了自己的很多不足,也與其他團隊進行了溝通交流,分享了彼此的經驗方法,我們學到了很多東西,而且拓寬了我們的視野。”面對未來,他們充滿信心,表示會進一步改進和完善自己的作品,在理論和實踐中不斷提升自己的能力,積累更多經驗。相信他們能夠不忘初心,勇敢向前,蘭理學子,加油!

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