為國家重大專項(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)械類本科畢業(yè)設(shè)計大賽決賽在天津大學(xué)舉行。來自天津、河北2省市6所高校的本科四年級學(xué)生帶著51份機(jī)械畢業(yè)設(shè)計作品同場競技。

天津大學(xué)學(xué)生董成林、劉祺通過多坐標(biāo)混聯(lián)，創(chuàng)新設(shè)計出了一種具有3自由度轉(zhuǎn)頭的機(jī)器人，突破了我國在非球面光學(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)計學(xué)生透露，該設(shè)計已進(jìn)入實(shí)體零部件裝備、測試階段，有望在明年投產(chǎn)并直接運(yùn)用在我國相關(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。他們模仿哺乳動物通過腰腿配合實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)動的原理，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)動時配以腰、腿結(jié)構(gòu)的變形，實(shí)現(xiàn)靈活、穩(wěn)定的運(yùn)動。設(shè)計者之一甄偉鯤介紹說，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，既能并和成線性，又能伸展成“張牙舞爪”的章魚形狀，而且還能通過手機(jī)的無線遙控，在各種不規(guī)則的狹小空間里自如運(yùn)動。“這種機(jī)器人將在惡劣環(huán)境下的搶險救災(zāi)中大顯身手。”

天津大學(xué)學(xué)生黃磊針對風(fēng)電塔筒檢測不便問題設(shè)計的爬塔機(jī)器人也受到了評委的廣泛關(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。我國目前檢測塔筒頂端設(shè)備的普遍做法是，在塔筒頂端預(yù)先安置滑輪，人在地面上通過滑輪拉動繩索，將檢測裝置吊至塔筒，費(fèi)時又費(fèi)力。他設(shè)計的這款機(jī)器人分為3節(jié)，前兩節(jié)負(fù)責(zé)攀爬，通過履帶的伸縮，可以自如地適應(yīng)攀爬過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)塔筒檢測的完全機(jī)械化、遠(yuǎn)程操作。