《科技创新与品牌》杂志社特别报道

无尽创意在大学

开幕式剪彩开幕式剪彩

评委点评参赛作品“蜘蛛匣”评委点评参赛作品“蜘蛛匣”


        10月19日,第三届全国大学生机械创新设计大赛总决赛在海军工程大学落下帷幕。经过初赛和决赛两个阶段的激烈角逐,从全国27个赛区2200项作品中选拔131项入围作品参加决赛,其中57件作品获得一等奖。同时,作为比赛奖励之一,来自上海交通大学和武汉理工大学的两名优秀学生将获得本次大赛赞助方泰科电子提供的海外实习机会。
        据悉,全国大学生机械创新设计大赛是教育部资助的全国大学生九大赛事之一,每两年举办一次,旨在引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神,鼓励学生踊跃参加课外科技活动。本次大赛围绕“绿色与环保”的主题,分为“环保机械、环卫机械、厨卫机械”三个类别,此外,鉴于德国慧鱼创意组合模型独特的创新教育理念几十年来在全国各高等院校广泛的应用基础,大赛组委会还特别创立了“慧鱼组”比赛。比赛现场,“海量大肚”生活垃圾循环处理机、每小时能种40棵树的全自动植树机、全自动电线除冰器等实物样机或实物模型在参展与演示,以他们各自的特色和创新点吸引着记者和参观者的眼球。大赛组委会秘书长、西安交大教授王晶说:“参加决赛的作品已达到了很高的水准,有些作品在设计中已经申请了专利,一部分作品达到了准产品的水平,代表了目前中国大学生机械创新能力的最高水平。”
        本次大赛既展示了大学生的创新思维和创新能力,也凸显了他们关爱生命、关爱环境、促进和谐的社会责任感。大赛评委会主任、中国科学院杨叔子院士评价说:“本届大赛表现出两大特点,更具有国际视野,更富有人文关怀。”

自适应舰船清洗器自适应舰船清洗器


        节能环保出“魔棒”——自适应舰船外壳清理器

        人身上脏了要泡到水里洗一洗,而战舰“洗澡”却必须出水进行。大量海洋生物附着在舰船表面,严重影响了舰艇的航速和战斗力,更腐蚀着我们“漂动的国土”。而舰船出水清理操作复杂,时间长达数周,还要花费几百万,效率十分低下,严重影响了战舰的战备工作。怎样实现海洋附生物的水下快速清理是世界海军的一块“心病”。
        海军工程大学展示的自适应舰船清洁装置就是针对这一问题设计的。设备的核心就是首创的“魔棒”—高弹软轴。它采用分层结构,同时保证了拉伸、弯曲和扭转三项指标,保证了装置的有效性。将整个装置安装在船坞入口处,两侧的电机带动弹性软轴转动,使安装在软轴上的尼龙毛刷高速旋转。当战舰经过本装置时,通过控制系统调整软轴的位置和形状,巧妙利用弹性软轴优越的拉伸、弯曲和扭转性能,自动适应船体形线的变化,完成对船体的自适应包裹与同步清洁,解决了舰船清洗必须出水的弊端。整个过程操作简单方便,工作安全可靠,使用经济高效,过程环保。这样,只要把战舰开进船坞,就可以实现对舰船外壳海洋附生物的一次性直接清洁操作,将工作时间从数周减少到数小时,极大地提高了战备能力,为战舰的远航提供有力的支持。
        参观完展品后,曾在海军一线部队工作过的学员深有感触地说:“希望你们的作品能早日投入使用,更好地保障我们的战舰。”

        关注焦点找创意——电线除冰器

        今年年初的南方雪灾让人们还记忆犹新,一场突如其来的自然灾害使得毫无防备的人们面对积雪与坚冰束手无策。学生们将创新目光投向这个难题,他们依据对2008年春季雪灾的各项电力损坏统计,以及电力设施的标准要求,设计出了电线除冰器。
        据介绍,传统的电线除冰方法主要是靠人工敲打冰体除掉冰层。这种方法需要消耗大量的人力资源,最严重的问题是除冰工人要承担巨大的生命危险进行作业。而另一种较为先进的“带负荷融化线路履冰技术”前期需要建设庞大而又昂贵的降压变压器。
        由北京印刷学院学生设计的电线除冰器从外部看结构非常简单,事实上内部结构紧凑精巧,从而使得体积较小;因为高空作业,还严格控制了机器的整体重量(约6千克)。它具有一定的运动及使用强度,碎冰过程中不影响机器的正常行走。在现场,我们看到了小小的除冰器在结冰的电线和不结冰的电线上正常行走,当除冰器从电缆的一端走到另一端时还能够自行倒退返回。这些只需要操作者在地面上的控制台独立控制,而不需要工作人员爬到高压电缆上作业。

楼梯清扫机器人楼梯清扫机器人

湖面清洁卫士湖面清洁卫士

全自动植树机全自动植树机


        变废为宝有新招——废旧电池处理机

        操作者按下单片机上的红色按钮,伴随着嗤嗤的排气声,电池开始被分解……这是华南农业大学的参赛选手演示的他们设计制作的废旧电池处理机。
        电池在方便人们生活的同时,却也在污染着环境。现有的废旧电池处理设备一般只对电池进行粗分解,单纯的把锌皮分离出来,剩余部分混合在一起,增加了对有用物质提取的难度。而废旧电池处理机可以实现对废旧电池的细分解。
        整个机构分为三个部分:电池收集切割机构、锌皮分离器和铜帽脱离机构。它的“大脑”是单片机。操作者把废旧电池放在机器中部的“嘴”里,里面的弹夹式电池收集器和自动退刀切割机构可把电池外皮切开。电池被“剖腹”后被推到分离器的管体内,锌皮又被管口的尖块剥离。此时,气缸开始推动两个带有弹簧机构的活动夹手运动。在气缸强有力的作用下,两只夹手分别夹住碳棒和铜帽。而位于通气管上的阀门在“大脑”控制下让两只夹手分离。分离后,夹手所在平台瞬间迅速冲击挡块,产生的冲击力使铜帽与碳棒脱离。逐步分离出的锌皮、铜帽、碳棒和“黑色混合物”分别进入各自“新家”,废旧电池从而实现了细分离。
        “速度太快了,几秒钟就把电池分离得这么彻底……”一位参观者发出赞叹。该机器分选出的锌皮、铜帽、碳棒和“黑色混合物”可被直接送至不同生产部门,对其合理回收。同时有针对性的分选可以简化废旧电池后续处理工序,降低回收成本。