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黄叶纷飞的深秋,“中铁工业杯”第九届全国大学生机械创新设计大赛于近日圆满落下帷幕。
我校机电工程学院学生苏传鑫等人研发设计的“基于颜色识别模块的新型楼宇垃圾自动清理运输分拣一体机”在与来自全国120所高校的181件参赛作品的同台竞技角逐中,脱颖而出,喜获二等奖。“基于颜色识别模块的新型楼宇垃圾自动清理运输分拣一体机”如何助力解决垃圾难题?
又是如何诞生的?今天,让我们一起走近这支获奖队伍,回顾他们一路挑战自我、科研创新的不懈过程。完美收官载誉而归从2019到2020年,从校赛省赛再到国赛决赛,从想法到建模雏形再到实物模型,历经考验后,“基于颜色识别模块的新型楼宇垃圾自动清理运输分拣一体机”终于得以“面世”。在机电工程学院的实验室里,我们见到了这位载誉归来的“有功之臣”,尽管看上去有些其貌不扬,但是一旦运转起来,立刻让人眼前一亮。据苏传鑫团队介绍,“基于颜色识别模块的新型楼宇垃圾自动清理运输分拣一体机”由主体框架、垃圾暂存清理机构、中转运输机构、可回收垃圾分拣机构、不可回收垃圾收容机构、喷雾消毒系统、控制电路以及其他辅助部件组成。其中,垃圾暂存箱内可自动监测垃圾箱内垃圾存储量,达到一定量值时,中转运输机构与其进行对接,箱内清理机构进行工作,将垃圾置入中转箱,并运至底部,再由中转箱清理机构清理出箱,不可回收垃圾由不可回收垃圾收容装置进行封装处理,可回收垃圾由OPEN-MV机器视觉模块进行识别,配合电机带动曲柄推杆进行垃圾筛分,并由喷雾消毒系统定期对箱体消毒处理,真正做到了集垃圾自动分类、清理、运输、封装、分拣于一体。
比赛中,他们所在的组有7支队伍的作品都与“垃圾”有关,但是“基于颜色识别模块的新型楼宇垃圾自动清理运输分拣一体机”凭借“可自动对楼宇垃圾进行暂存清理、中转运输、封装、分类”“运用智能摄像头识别垃圾袋的颜色,进而实现垃圾分类”“拥有一整套的垃圾处理系统,减少人与垃圾的接触”等独特的创新点,得到了评委的另眼相待,得以载誉而归。
“基于颜色识别模块的新型楼宇垃圾自动清理运输分拣一体机”设计的初衷是解决高层建筑生活垃圾处理不方便、分类难等问题,而这一想法来源于苏传鑫的生活体验。他说:“现在人们习惯以车代步,很多小区的停车场都在地下,住在电梯房的居民出门时往往都要去地下车库开车,但是地下车库通常没有设置垃圾桶,扔垃圾需要到一楼的单元门外,扔完垃圾后再返回地下车库,这给生活带来了很大的不便。”于是,研发自动清理运输垃圾机器的想法就此萌生。他说:“在我看来,创新就是发现生活中的问题,然后想办法解决它。”淬炼成金方得始终科技创新从来都不会一帆风顺,而今年的疫情就更加剧了项目实施的困难程度。居家期间,地下室是他的实验室、操作间,地下室没有取暖工具,气温很低,长时间的钻研使得他往往浑身冰冷,但这并没有阻碍他探索的脚步,地下室手机信号不好,苏传鑫无法与组员进行交流,只能自己一个人坐“冷板凳”埋头苦干。家中没有实验所需的材料,他就利用身边的材料以及从网上购买的简单小零件,进行模型的初建。返校之后,他便立刻投入到实验室当中,对作品进行加紧制作。这期间,箱体暂存清理机构的设计遇到了技术难题,他便不断在solidworks中建立三维模型,进行运动模拟,对机构可行性进行分析,最后在钢丝瓶刷上找到了灵感。垃圾分拣的难点主要在于识别不同的垃圾特征并予以归类。于是,苏传鑫团队通过加设对垃圾袋的颜色识别,通过STM32单片机、OPENMV等电子元器件的控制,实现垃圾分类,而独特的自动封包设计也让异味得到了有效控制。
好的作品只是成功的第一步,赛场才是真正的考验。本次大赛需要将作品提前进行邮寄,到达现场之后再领取作品参加比赛。比赛共分为现场问辩和室内答辩两个环节。现场问辩时,评审专家会走到每个参赛展位前,对作品的“安装类型、工作原理”等提出细致而犀利的问题。进入国赛的团队都是来自全国高校层层选拔出来的精英,其中不乏国内知名的双一流院校,面对这样激烈的竞争,苏传鑫团队中的每个人都一直紧绷着神经,丝毫不敢懈怠。顺利完成了现场问辩后,原以为轻松的室内答辩却出现了突发状况。室内答辩是通过PPT对作品的设计理念、机械结构、工作流程、创新点及应用前景作出详细的介绍。没想到在答辩时突然出现了设备卡顿的情况,他们及时与评委们沟通,临时调换设备,最终完美地完成了答辩,获得了现场评委的一致好评。心怀梦想砥砺前行成功从来不是一蹴而就,每个荣誉的背后,都是无数个日夜的坚守。苏传鑫曾多次获得过国赛、省赛的种种荣誉,但这些并没有使他骄傲自满,而是成为他追求更高目标的鞭策。他能够在层层选拔中脱颖而出,离不开他专业知识的支撑、在实验室日以继夜的努力,以及老师和师哥师姐对他的无私帮助。对于比赛结果,他说:“从决定参赛之初,我便坚信自己一定能进入国赛。因为有师哥师姐做榜样,有自己之前的经历做支撑,有国赛丰厚的奖学金做激励,对于进入决赛,我胸有成竹。不过遗憾的是,我并没有在机械类顶级大赛中获得一等奖,它将会成为我日后不断努力的动力,激励我成为更好的自己。”
“对于任何一件产品的制作,创新并不是一瞬间的顿悟,而是不断的尝试与坚持。”他们的经历充分诠释着这句话的含义。关关难过关关过,面对挑战,苏传鑫等人从不退缩,勇于探索,积极实践。从校赛到省赛,再从省赛到国赛,一路克服了重重困难挑战,一次次失败,又一次次站起来,经历了几百个日日夜夜改进调试完善,终于取得了优秀的成绩。他们坚定理想信念,用自己的实际行动不断丰富着自己的大学生活,诠释了奋斗青春的内涵,给自己的年华添上浓墨重彩的一笔。
谈起比赛带来的收获,苏传鑫团队认为在时间紧任务重的情况下,个人的抗压能力和意志力得到了很大的提升。这样的全国性赛事让他们开拓了视野,切身感受到了“双一流”学校在机械创新上的科技水平,发现了自己与别人之间的差距,找到了自己下一步努力的目标。“贵州大学的一位教授对我们的项目进行了单独的指导,为我们提出了许多改进建议。他让我们明白了基础课程的重要性,更让我们坚定了未来考研的目标和致力于机械类产品制作的决心,以及创新思维的培养、竞赛经验的补充、彼此间的互相学习等,让我们在未来的科研中走的更远。”苏传鑫说,“科研从没有一蹴而就,许多前人都是不断精益求精,将作品改良,衍生出第二代、第三代更完美的作品。”目前,苏传鑫正着手设计一款垃圾处理服务系统,围绕项目形成一个人工生态系统。当前,我国现在正处在科技创新最好的时代,大学生更应该努力学习,不断吸取养分,积极参与学科竞赛,与更好的自己相遇。
这次比赛不是终点,而是苏传鑫团队未来学习和生活新的起点。谈及未来的打算,他们的眼中充满了希望。表示会继续对产品进行优化和创新,对产品进行更加细致地打磨,同时积极申请国家发明专利,力争将研发过程写成论文发表在机械类知名刊物上。“未来的路还有很长,如果可以,我希望能将这个项目真正落地,成为我创业的起点。”
“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。”任何一个美好的愿望,想要变成现实,都需要付出不懈的努力和奋斗。但是只要心怀梦想,又何惧远方?
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