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我院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参赛队员编辑:吴仰天发布:2022-04-02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,由我院陶波、张俐、龚泽宇三位老师指导,我院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,我院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,但我们秉承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届研究生,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、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。由我院熊蔡华教授、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;由我院黄永安教授指导,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。


相关链接:

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(图片/FOCUS团队、校团委)

----- 师生感言 -----

指导老师 陶   波:指导比赛占据了大量的业余休息时间,最后能得到一等奖固然开心,但更高兴的是看到同学们在长期高强度备赛过程中一点一滴看得见的稳步成长。祝贺参赛团队的各位同学,同时也非常感谢学校、学院各级领导老师以及社会各界点评专家对参赛作品的关怀指导和帮助。

指导老师 张   俐:历年来,每次指导学生团队参加各项科技创新竞赛已经成为了我在教学科研工作之外最宝贵工作经历,在过程中和同学们共同参与创新,认真备赛,相互鼓励,见证每一位同学的成长,就是我们做指导教师最开心的事情。再次祝贺所有获奖的团队和同学,衷心感谢社会各界评委专家的指导点评和学校学院各级领导关怀帮助。

指导老师 龚泽宇:很荣幸能够投身到挑战杯的指导工作中。和同学们并肩作战整整一年,这段经历弥足珍贵。见证我们的作品不断的打磨提升、同学们不断进步成长直至蜕变,这是作为指导教师最大的幸福。衷心感谢学院领导和老师对我们的关心和帮助!

FOCUS团队 刘晓顺:非常感谢我的指导老师,没有老师的辛勤指导,我们不可能取得这么好的成绩,其次非常感谢学校能给予我们团队这么大的支持,感谢校团委的带队老师、学院领导和学工组老师。作为团队负责人参加“挑战杯”比赛是我人生中非常重要的一次经历,它让我领略到了团队合作的快乐,锻炼了我各方面的能力,让我受益匪浅。

FOCUS团队 向   阳:很荣幸能够在本科的最后一年参加挑战杯这样的大型比赛,由于在此次比赛过程中主要负责本体结构的搭建,让我学习到了很多机械传动结构的设计原则和方法。能取得这样的结果很感谢老师们对我们作品的悉心指导、感谢团委老师们尽心尽力地保障我们答辩顺利,也是我们队员们团结协作的见证。

FOCUS团队 李千千:回顾挑战杯全程,从校赛到省赛再到国赛,过程中似乎很煎熬,可结束后恍然间又像做梦一样。我印象深刻的是指导老师给予的很大帮助,在国赛备赛时也从两位学长身上学到了很多,还有其他小伙伴们,都为这个“天花板”级别的赛事付出了很多,国家一等奖对我们来说确实是来之不易。但更多的是我们感恩能有这样一个机会参与其中,相信大家在过程中都会有所成长。最后感谢学校给予的平台和校团委的全力支持,作为华中大人我感觉非常幸运!

FOCUS团队 黄俊辉:这是一段快乐而又辛苦的经历。快乐是能够与一群志同道合的小伙伴一起努力,共同成长;辛苦是这个比赛需要大量的付出与投入,在这个过程中也多亏了几位指导老师和师兄师姐的帮助,让我们少走了很多弯路,提高了效率,而且学到了很多新的知识,积累了大量的实践经验,让我获益匪浅。感谢同组的小伙伴,感谢背后默默付出的各位老师,今天的成绩是我们共同努力的结果,每个人都功不可没。比赛虽已结束,但学习仍未停止,未来还需继续努力!

FOCUS团队 丁文政:很荣幸参与到这次比赛中来,在参加比赛的过程中我的专业技能得到了充分的锻炼,同时也学到了更多的知识。这次比赛能够取得好成绩,我要十分感谢我们的指导老师,他们在我们比赛的过程中给予了我们很大的支持与帮助,同时也十分感谢我的队友们,获奖离不开大家的默契配合与辛苦付出。

FOCUS团队 胡   杰:从院赛、校赛,到中南民族大学的省赛,到最终因疫情延期两次于四川大学的国赛,这一路可谓是道阻且长。机器人调试过程中遇到的种种困难,经历的各种波折,对旧方案的否定和新方案的提出与实现,我们整个团队都为此付出了巨大的精力。在我们坚持不懈的努力下,取得了今天的成绩。正如王安石所言,“世之奇伟、瑰怪,非常之观,常在于险远,而人之所罕至焉,故非有志者不能至也。”同时十分感谢指导老师和校团委,为我们付出了相当多的精力,给我们提出了很多切中要害的建议。没有他们的指导和帮助,我们团队很难走得这么远。

FOCUS团队 路昊东:这是对于我来说一次新奇而又收获颇丰的经历。首先十分感谢校团委的帮助,感谢机械学院陶老师、张老师和龚老师三位指导老师的指导以及学长的指导,以及热心认真的团队成员们!大一的我因缘巧合参加这次挑战杯比赛,一年半的历程让我成长了许多,收获了许多。我感谢这次曼妙的经历,也会在以后继续努力,从各方面提高自己!

FOCUS团队 仰北川:历时一年多的挑战杯比赛终于告一段落了,一路走来有辛苦也有喜悦,这所有的日日夜夜不仅见证着我们的努力,而且是最终是否有所斩获的凭证。作为一名队员,我觉得能够获奖是和高度负责的队长以及其他投入的大家分不开的。同时,最后能获得国家一等奖离不开指导老师和实验室的师兄师姐们的倾力指导与帮助,从不辞辛苦地上百次修改ppt、反复开会指导,到怎样用动画展示项目等等。从中我学习到了很多珍贵的知识,颇有茅塞顿开之感。其实,正如学校指导老师们所说,“挑战杯”的经历是很难得的,错过了就没有了,也许只有一次学校在背后全力支持你去干一件事,去和全国各地的优秀学生队伍较量。也正是挑战杯比赛的一句口号我自挑战杯来,这宝贵的经历成为了哺育我的宝贵养分。

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