為國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)解決關(guān)鍵元件的制造難題，運(yùn)用學(xué)科前沿技術(shù)設(shè)計(jì)可變形的救災(zāi)“利器”，打造遙控“攀爬高手”替代實(shí)際生產(chǎn)中的人工操作……這些運(yùn)用機(jī)械學(xué)科前沿理念，解決生產(chǎn)、生活中重大實(shí)際問(wèn)題的科研成果全都出自本科生之手。

昨天，由天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院主辦的以“科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，追求卓越”為主題的機(jī)械類(lèi)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)大賽決賽在天津大學(xué)舉行。來(lái)自天津、河北2省市6所高校的本科四年級(jí)學(xué)生帶著51份機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)作品同場(chǎng)競(jìng)技。

天津大學(xué)學(xué)生董成林、劉祺通過(guò)多坐標(biāo)混聯(lián)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出了一種具有3自由度轉(zhuǎn)頭的機(jī)器人，突破了我國(guó)在非球面光學(xué)元件加工方面的技術(shù)瓶頸。這款機(jī)器人不僅剛度高，精度好，而且工作空間極大，能夠?qū)χ睆竭_(dá)2平方公里的大口徑非球面光學(xué)元件進(jìn)行精確拋光，加工后的光學(xué)元件具有超高且精確的聚光聚能功用，可為核聚變反應(yīng)提供巨大能量。據(jù)設(shè)計(jì)學(xué)生透露，該設(shè)計(jì)已進(jìn)入實(shí)體零部件裝備、測(cè)試階段，有望在明年投產(chǎn)并直接運(yùn)用在我國(guó)相關(guān)核工程項(xiàng)目中。

多足變胞爬行機(jī)器人是天津大學(xué)學(xué)生甄偉鯤、呂梁、王浩威的參賽作品。他們模仿哺乳動(dòng)物通過(guò)腰腿配合實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)動(dòng)的原理，在機(jī)構(gòu)中加入由4節(jié)結(jié)構(gòu)組成的“腰”，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)配以腰、腿結(jié)構(gòu)的變形，實(shí)現(xiàn)靈活、穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)者之一甄偉鯤介紹說(shuō)，由于采用了變胞機(jī)構(gòu)，這款機(jī)器人能伸能縮還能變形，既能并和成線(xiàn)性，又能伸展成“張牙舞爪”的章魚(yú)形狀，而且還能通過(guò)手機(jī)的無(wú)線(xiàn)遙控，在各種不規(guī)則的狹小空間里自如運(yùn)動(dòng)。“這種機(jī)器人將在惡劣環(huán)境下的搶險(xiǎn)救災(zāi)中大顯身手。”

天津大學(xué)學(xué)生黃磊針對(duì)風(fēng)電塔筒檢測(cè)不便問(wèn)題設(shè)計(jì)的爬塔機(jī)器人也受到了評(píng)委的廣泛關(guān)注。據(jù)了解，風(fēng)電機(jī)塔高度一般在50米至100米之間，而且多為錐形，上細(xì)下粗。我國(guó)目前檢測(cè)塔筒頂端設(shè)備的普遍做法是，在塔筒頂端預(yù)先安置滑輪，人在地面上通過(guò)滑輪拉動(dòng)繩索，將檢測(cè)裝置吊至塔筒，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。他設(shè)計(jì)的這款機(jī)器人分為3節(jié)，前兩節(jié)負(fù)責(zé)攀爬，通過(guò)履帶的伸縮，可以自如地適應(yīng)攀爬過(guò)程中塔筒直徑的改變；最上方一節(jié)是具有120度水平旋轉(zhuǎn)功能的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。如果能用在實(shí)際生產(chǎn)中，將能解放人力，實(shí)現(xiàn)塔筒檢測(cè)的完全機(jī)械化、遠(yuǎn)程操作。