我实验室团队在全国第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛获得全国一等奖-智能制造装备与技术全国重点实验室

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我实验室团队在全国第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛获得全国一等奖

作者:刘晓顺 FOCUS参赛队员发布:22-04-06 14:41:38 点击量:

3月26日至28日，第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛主体赛终审决赛顺利举行并闭幕。本次大赛中，由陶波、张俐、龚泽宇三位老师指导，我实验室FOCUS团队刘晓顺、向阳、李千千、黄俊辉、丁文政、胡杰、路昊东、仰北川等同学的参赛作品“大型飞行器变曲率蒙皮吸附式移动加工机器人系统”以湖北省省赛特等奖的优秀成绩挺进全国决赛，最终获得主体赛道终审决赛全国一等奖。

该参赛作品以大型航空器蒙皮磨抛活化需求为牵引，开发了一款用于变曲率移动吸附的爬壁打磨机器人系统，团队发明了感控一体的主动顺应调整机构和双层柔性吸附腔，解决了负压式爬壁机器人在变曲率不平整表面的稳定吸附问题；提出多传感器融合定位技术，基于卡尔曼滤波算法融合多种传感器的定位数据，实现了大范围的厘米级定位；基于恒定压差的自适应力控原理，设计了具有气动活塞机构的恒力打磨头，打磨后的表面轮廓平均偏差的波动满足蒙皮磨抛质量一致性的需求。

由于疫情影响，终审决赛日期经历了3次推迟，是有史以来“战线”拉得最长的一届。本应于2021年9月在四川大学线下举行的现场展示和答辩推迟到2021年11月，随后推迟到2022年3月13日线上进行，又经过多方综合协调，再次推迟至3月26日到28日线上进行。这对参赛师生来说既是机会也是挑战，延期会有更长的准备时间，但是长期高强度的备赛状态也会消磨大家的意志力，但团队秉承STAR精神，凭借坚韧的意志熬过了漫长的备赛训练时期，最终斩获佳绩。

备赛过程中，学生们的创新想法需要指导老师的甄别和指导。负压式爬壁机器人在变曲率表面的吸附问题一直是阻碍其大规模应用的瓶颈，学生团队在一次机缘巧合下提出了使用调整机构来解决。指导老师陶波了解情况后非常重视，首先在技术方向上给予肯定，然后凭借丰富的经验指导学生确定了技术细节，之后联系当地加工厂加急生产机械加工件，尽一切努力加快样机的制作。经过多次技术迭代后，调整机构果然能有效解决问题，学生的创新想法在老师指导下成为实用的技术。

除了参赛项目本身的技术难题需要不断攻破，其申报材料和PPT同样至关重要。在决赛之前需要提交一个介绍项目内容和项目创新点的申报书，这关系到项目能不能入围决赛。在截至提交的前两周，正值2021年暑假，陶波、张俐、龚泽宇三位指导老师牺牲自己的休息时间指导队员们在紫菘大学生活动中心打磨申报书内容，队员们除了吃饭睡觉，其余时间都在修改申报书。最后功夫不负有心人，申报书在评审中拿到了高分。项目的汇报PPT也在两年多的赛程中，经过反复修改和提炼，迭代的版本不少于100次，队员们也在这个过程中极大地锻炼了文字总结和表达能力。

为了完善项目，团队的核心成员刘晓顺、向阳作为2021级研究生，在2021年9月到2022年3月期间不仅要负责项目推进而且要兼顾研一的课程，由于赛训和上课时间经常冲突，他们需要在课后自学没有听课的内容，但他们通过自己的努力都顺利通过了所有的课程考试。所有队员都为了参赛项目付出了许多，自愿放弃休息时间投入，加班加点地推进更是家常便饭。

此次获奖同样离不开校团委、机械学院领导及学工组的悉心帮助和后勤保障。从宣布进入终审到最终答辩结束，历时10个月，共举办了近百次模拟答辩，邀请了来自机械、电气、电信、材料、自动化等学院的评审专家指导点评。在团队沮丧时给予鼓励，骄傲时给予提示，每一步都让团队收获满满，信心倍增。团队在终审中完美的把控了答辩时间，顺利地回答了评审提问，取得了良好的效果。

此外，本次大赛首次增设了“黑科技”专项赛，已于2021年10月举行。由我实验室熊蔡华教授、梁杰俊一副研究员指导，研究生汪涛、孙晨露、王坤钰负责的“降低人体负重行走代谢消耗的穿戴式机器人”项目以湖北省省赛优秀成绩入围决赛，最终在“黑科技”专项赛赛道组获评全国“恒星”级作品；由我实验室黄永安教授指导，本科生李王浩森、孙佳豪、冯慧、夏管潇、马靖源、姚婉冰参加的“随机智变”的机器人电子皮肤项目获评“卫星”级作品。该专项赛围绕“卡脖子”问题，针对前沿领域，充分开发脑洞，研究探索更多的具有高精尖色彩、对现有科技成果具有一定颠覆性、超越性的实物或者技术，以及充满奇思妙想、脑洞大开的，能够巧妙地、创造性地解决“小”问题的，具有一定创意性、趣味性的实物或者技术。

“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛是由共青团中央、中国科协、教育部、全国学联和地方政府共同主办，国内著名大学、新闻媒体联合发起的一项具有导向性、示范性和群众性的全国竞赛活动。自1989年首届竞赛举办以来，“挑战杯”竞赛始终坚持“崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战”的宗旨，在促进青年创新人才成长、深化高校素质教育、推动经济社会发展等方面发挥了积极作用，被誉为当代大学生科技创新的“奥林匹克”盛会。今年终审决赛采用线上答辩评审的方式进行，全国共有1260支队伍入围终审决赛，评出特等奖作品50件、一等奖作品111件，其余为二等奖和三等奖。