【图片故事】一分一秒 一路奔跑——哈工大竞技机器人队剪影
哈工大报讯(兰锐 文/图)5月31日,在团中央主办的第十三届全国大学生机器人大赛中,我校竞技机器人队从29支参赛队中脱颖而出,夺得全国大学生机器人大赛亚军并获得一等奖。 这项比赛是国内相关技术领域规格最高的赛事。我校竞技机器人队已代表学校参与全部13届赛事。本届大赛主题为 “舐犊情深”,要求设计制作两台机器人——机器妈妈与机器儿童,“母子”俩在公园里坐跷跷板、荡秋千、踩梅花桩与攀爬楼梯。虽然我校参赛队在决赛中因失误遗憾告负,获得亚军、一等奖,但回首8个月里一分一秒、一路奔跑的创新历程,点点滴滴都值得深深铭记。期间的汗水与收获,已不仅仅是奖项所能替代——
走进学士楼三楼的大学生机械创新与创业实训中心,别样的氛围扑面而来。迎面高悬一块刻有“大学堂”字样的牌匾,高高的房屋举架下面设有比赛区、工具区、图书区和工作区,16名队员大部分都是机电学院大四本科生。从2013年10月组队到今年5月末参加国赛前的200余天里,每天24小时,他们的身影始终都穿梭在矽玛特立式铣床、轻型台式钻床、锯铝机、氩弧焊枪、笔记本电脑和模拟赛场当中。所有的这一切构成了哈工大竞技机器人创新的一个特别景观。
做机械创新和电控开发,对机电学院本科生而言如同一项全民运动。2013年10月,刚刚步入大四的耿德强通过纳新进入竞技机器人队。通过一个月的考核,他被分配到机械组下设的手动机器人(M车)小组,这也是他自2011年在金工实习课后再次进行实践锻炼。与先前不同,这次耗时更长、专业性更强,对团队协作能力的要求也更为苛刻,将会改变他在机械设计领域的创新思维,同时还将左右他的本科毕业论文开题等一系列与机械设计息息相关的问题。
5月中旬,一篇12000字的《ABUROBOCON2014自动机器人机械系统的研制》毕业论文已经顺利经过中期检查,10分满分,耿德强得了9分,字里行间的图文参数与论据佐证,清晰地再现了他就M车进行反复科技创新和改良的执着探索。在此过程中所付出的艰辛也只有他自己能说得清。小到对一根钢轴进行攻丝,大到就整车升级换代,在近8个月的时间里,M车前后经过5次改良,由于车体较重,光是拆扔掉的车架等金属耗材就有50多公斤。随着时间的延续,M车悄然有序地按照队员们赋予给它的合格“妈妈”的使命,一步一步、小心翼翼地“抱”起自己的孩子——自动机器人(A车),从起初的“前行”
“后退”“拐弯”到创新末期能够带着“孩子”在限定场地里飞跑、荡秋千、压跷跷板……风驰电掣的M车既有速度又能保持良好的稳定性,并可先后与“孩子”一起配合完成“压跷跷板”、“梅花桩”、“荡秋千”和“攀高台”4项运动,实现“健康宝宝”任务,最终以游戏形式完成比赛。成百上千枚冰冷的零部件经过近两个学期时间,在这群敢想、敢当和敢做的热血青年手中捂热,并通过一次又一次的雕琢与改良,被赋予如人般的生命、智慧甚至母爱……一张电路板的获取需要超常的辛苦和耐心的等待,这样的法则同样适用于团队中的电控小组。M车的技术要点是考验其定位精度,而机构的设计动作则是A车的攻关核心,虽然整个团队下设电控小组和机械小组,但是对电控元件可靠性的依赖却是大家共同关心的问题。2013年12月21日,来自深圳华强集团的10张PCB光板通过圆通快递送到了电控组队员张明手中,像这种只布有线路的光板,张明已在淘宝网上买过无数次。在购买之前,他首先要自行开发设计出电路图,然后逐个检查布线是否准确无误。在公司加工完电路板后,张明再通过放大镜和荧光灯近距离观看线路布局,再借助电烙铁和焊锡膏将微小的电阻、电容、二极管、三极管和稳压芯片等依次焊接在电路板上,最后再把自己开发出的一整套程序烧录其中。就这样一张张气动电路板、主控电路板和电源电路板应运而生,并被一一安放在A车和M车当中,使这些冰冷的机械零部件有了灵魂、有了动作,也有了相应的工作任务。
“面条煮好了,大家快来吃宵夜,耿德强、张明、蒋序帆,还有高阳师哥,快来啊!”熊怡的话不多,她正站在电磁炉旁等待夜班队员的饭碗,一勺牛肉酱做卤,一片火腿肉当菜,此时已过零点,标有倒计时19天的A4纸随手被撕掉。简单吃过夜宵,耿德强和白班队友张田飞搭伴走出学士楼,15个小时的超负荷工作预示着比赛已进入倒计时。此时校园漆黑而宁静,环望四周,唯有三楼的大学生机械创新与创业实训中心灯火通明,偶尔还能听到气泵工作的轰鸣声。
5月22日清晨,连续工作30天、每天“两班倒”连续调车24小时的队员蜷缩在睡袋里,一个挨着一个地做着“追车逐梦”。他们睡得很香,因为大家在前几个小时前看到了胜利的曙光,从最初用3分多钟完成4项任务,到之后的100秒、90秒、80秒,直至22日凌晨的最新记录54.5秒。“没有哪个比赛会像Robocon一样要求队员全力奋战8个月之久。这8个月是全天的8个月,需要队员放弃许多、坚持许久。只有经历了这个过程,才会体验到从无到有再到极致的自我挑战,在能力上人人最终都可以独当一面,合作意识、责任感和毅力也可大幅提升。”作为领队的研一学生王涛感慨道。在8个月时间里,他与其他5名研究生共同负责管理团队,从招新到规划比赛进度;从管理梯队(大二和大三队员),到通过项目进行培养;从筹集资金(包含与大疆创新科技公司合作,获取资助),到大海捞针式地寻找工程项目作为获取资金来源。王涛自认为所做的这一切都值得,因为本届队员总体水平都很好,在基础技能上表现突出,善于发现细微问题,喜欢尝试新事物,比如尝试运用了涵道风扇和新的铝管表面氧化处理技术,还有对数控铣的娴熟操作。
“惟稳!惟强!惟快!”是《哈工大机器人队颂》结尾的6个词,每个词后面都加注了感叹号。在5月22日晚上的全队工作会上王涛再次提及这番话,老队员根据多年的经验告诫队员“稳”在机器人竞技中的重要性。在此之前,学校团委和机电学院相关领导也特意来到创新现场,在临行前为队员鼓劲加油,希望我校参赛队能够在29个参赛队中脱颖而出,并以2009年荣获亚太大学生机器人大赛和CCTV全国大学生机器人电视大赛双料冠军为奋斗目标,传承好哈工大竞技机器人队13年来的求新、务实和拼搏精神。
5月23日,倒计时牌已翻至底页,一个大大的“终”字占据整张A4纸。中午时分,队员们将踏上开往山东邹城的火车。一周后,2014年亚太大学生机器人大赛国内选拔赛将在邹城体育馆拉开帷幕,“450大学堂”对于耿德强等15名队员来说,也算是走过一季。
哈工大竞技机器人队信奉“至臻•至美”,创新改变了他们的人生。
大学生的智慧是取之不尽用之不竭的。全队16名本科生队员,每个人手中都有各自的绝活。
在16名队员当中,有负责机械设计的,也有专注数控开发的,大家各负其责,相互配合。
对于做数控编程的队员来说,他们在收到加工厂发来的PCB光板后,要亲自动手将微小的电阻和电容等电子元件焊接在电路板上,这需要足够的耐心和时间。
硕大的机器人要么在赛场,要么就在队员们的怀抱中。大家对设计方案有过激烈的争执、有过艰难的苦思,但更多时候还是与快乐相伴。
熊怡是全队里唯一一名女生,可她干的活却一点也不少于男生。她经常对笔者说,其实大家都很照顾她,这让她感到很温暖。
为了节省加工开支,队员们自给自足,价格低廉的毛坯料在队员手中相继变成了成品零部件。
在漫长的创新征程中,机械组队员大多时间都在和金属毛坯料打交道,攻丝、钻孔、焊接好似“三餐”,线手套是他们的好伙伴。
“大学堂”里有大大小小上百种五金耗材,一颗螺丝看上去没什么显眼之处,但却是队员发挥聪明才智和设计机器人必不可少的重要零部件。
在放大镜片前观看电路板,很多时候会发现电控组组员张明的名字。调皮的他将自己的名字和队名打在了板子上,以此寄托对机器人队的留恋。
机器人每完成一次整套任务,都要回到张田飞(右二)这里。他通过一套自主开发的软件掌控机器人各项运行参数,操作手和现场记录员都要与他保持交流。
为了得到自己所需的“浮动支点”零件,国防生刘吉在铣床前已经整整待了5个小时。看着第19个零件就要新鲜“出炉”,他停止吃盒饭,生怕这台老铣床在最后关卡出问题。
午夜时分,夜班队员和即将下班的白班同学吃上了熊怡做的热汤面,简单的夜宵支撑大家快乐到天亮。
防护罩后面的同学叫蒋序帆。他平时话很少,人却很勤快,熟练操作氩弧焊的人在全队里只有两个,他是其中之一,包括赛场上所用的跷跷板和秋千等设备都出自他的双手。
得知师弟师妹们要去参加比赛,正在读研究生的师兄们忙里偷闲,来到学士楼现场,协助队员做临行前的准备。
5月22日晚,队员将体积最大的M车(手动机器人)打箱,准备运往山东,参加即将在邹城市举办的“2014年亚太大学生机器人大赛国内选拔赛”。
在中心一处墙角,右面的“终”字告诉大家8个月的艰辛努力即将告一段落。左侧红彤彤的“冠”字告诉人们哈工大竞技机器人队的永恒目标。