□楚天都市报极目新闻记者 张渊 通讯员 赵颖 张璐
履带式多功能园林草坪铺设机器人、“爬墙虎”——负压式墙面喷漆兼清洁机器人、上天入地管道铺设机器人……11月9日,在武昌首义学院举行的2024年中国大学生机械工程创新创意大赛——第十三届机械产品数字化设计赛全国总决赛上,全国145支团队如此展示他们对“建设美好家园”主题的回答。
大学生成了
“家装达人”
为何大赛选择以“建设美好家园”为主题?主办方介绍,目前,在各类家园建设工程实践中,存在机械化、信息化、智能化程度低,以及工作效率低、污染大、质量不稳定等困境,极大地影响工程进度和质量,因此,此次大赛希望大学生们踊跃设计用于房屋装修、房屋装饰、园林绿化等智能建造相关领域的各种机械或机器人。
在发现问题、解决问题的过程中,大学生们成了“家装达人”。
华中科技大学学生汪蒙正介绍了他们团队的基于楼道场景的全自动铺地砖机器人,他说,现在铺地砖,人工劳动强度大,依赖工人经验,工作环境恶劣,部分机器铺砖体积庞大,不适用于楼梯狭小的空间,同时也没办法实现爬楼和多角度的铺设路线。他们于是设计了一款主要由爬楼前腿、后腿和基底组成,再配合脚杯脚轮和同步带,通过分级升降的方式实现爬楼功能的机器人,它的爬楼高度步距可以根据楼梯的高度自动调节,还能利用六自由度抓取机构的灵活性实现多角度铺设,使用吸盘式夹爪完成瓷砖铺贴工作,并配合传感器和摄像头进行精准稳定运动。
太原科技大学学生吕建宇和团队介绍了名为“水患拦截者”的室内防水喷涂机器人:“房屋漏水让人头疼,我们这个机器人能在保证喷涂质量的同时提高效率,同时避免了装修工人高空作业的危险。我们现在还在改进中,计划未来单独设计涂料存储空间,实现大范围作业。”
全国178所
高校参赛
作为教育部“白名单”赛事,今年,该大赛吸引了更多高校及参赛队参加。最终,145项作品从来自178所高校的1438项参赛作品中脱颖而出,参与总决赛角逐。
东道主武昌首义学院有6支参赛队晋级决赛。该校机电专业学生李响说:“为解决传统园林绿化建设过程中修剪质量参差不齐、危险性较高、人力消耗大等问题,我们设计了一款基于柔性机械臂的自适应灌木修剪机器人。它的柔性机械臂可以按用户需求进行形态定向化修剪,剪成圆的椭圆的等都可以。我们专门加设了空间调整机构,这样机器在修剪时能灵活应对高矮形状各异的灌木丛,实现高效修剪作业。”他说,在整个设计过程中,小组成员多次调研城市公园绿化灌木,多次测量灌木尺寸,并根据数据反复实验才确定出极限尺寸机械臂螺旋桨,精确计算出机械臂修剪的精准范围。
每支参赛队伍都经历了这样反复调整、不断进步的旅程,收获也是多方面的。吕建宇说:“评委老师尤其注重方案可行性,比如机器结构强度、刚度和重量能否满足现实需要。这提醒我们一定要关注和解决现实问题。”“备赛的日子,团队一起奋斗一起熬夜,克服了数不清的困难,这段经历使我们飞速成长。”李响说。
“往届比赛中,很多优秀作品受到社会各界的关注和支持,在现实生活中得以运用,这是激励我们不断创新的动力源泉。我认为,大学生进行原始创新能力的训练尤为重要,希望同学们借助比赛,在思想和能力上得到充分锻炼,将来以过硬的本领为国家建设发展作出更大贡献。”国家级教学名师、大赛组委会委员吴昌林教授说。
此次赛事由中国机械工程学会主办,华中科技大学和武昌首义学院共同承办。下届赛事将在南昌大学举行。