首页

【最美理工·力量】机械学院:科技慧农的“小抓手”

一颗颗放在传送带上的新鲜草莓,到了末端就乖乖地落入篮子中,神奇的是,草莓的茎梗被去除得干干净净……盛夏时节,在机械学院大学生创新训练中心,2015级学生陈琦兴致勃勃地向记者演示他们的作品——草莓采摘器。他们发明的草莓采摘器在第八届全国大学生机械创新设计大赛中荣获国家二等奖、湖南赛区一等奖。

团队项目负责人陈琦说:“小时候想当‘发明家’,今天我们做到了。”

创新来自生活:小仪器,大用途

草莓采摘器由采摘长杆、末端执行器、收集篮、电机盒、称重装置、手柄等组合而成,外表就像一把玩具猎枪。采摘长杆里装有传送带、同步轮以及刀片。传送带有两条,宽10毫米、厚1.5毫米,用它来传送草莓,提高了采摘效率;同步轮保证了传送带的顺畅运行;而刀片可以完美地去除草莓茎梗。

这些工具被透明的亚克力包裹着,亚克力是他们手工折弯的,通过一定的弧度更好地固定这些工具,从而保证采摘器的质量。采摘器的电量能维持二到三个小时,方便持续运作。采摘器没有像一般机器那么复杂与厚重,而是通过传送带与草莓的触碰将草莓传送到末端执行器去除草莓茎梗,从而装入草莓篮,直接进行包装称重。这样一台简单的水果采摘器解决了农民采摘草莓时频繁弯腰耗时又耗力的问题。

陈琦骄傲地说:“草莓的种植面积相对于其他水果而言最广,目前居世界第一位,采摘难度也最大。如果能将草莓采摘器成功研制出来,它将具有极大的实用性,为智慧农业提供帮助,也能产生可观的经济价值。”

艰辛孕育成功:不抛弃,不放弃

他们早在2017年暑假就开始着手准备制作草莓采摘器,其中四易其稿,不断修正方案、不断改进制作,最终完成了眼前这份作品。

陈琦向记者介绍他们团队的分工,来自机械学院四个不同专业的学生在团队中各尽其才,发挥了他们的特长和优势。“我作为队长主要负责方案的设计以及加工制作,还有对进度方面的整体把握。程明仁主要负责协助我进行作品的加工制作及软件程序的编写,比如亚克力的折弯是他手工制作的,精细度大致上跟用机器做出来的差不多。”曹哲做的工作主要是里面的硬件电路,因为外壳比较小,所以电路也非常小,需要做的人十分细心。夏诗雨是团队里唯一一个女生,比赛过程中所有文档都由她来撰写,产品的使用说明书和参赛解说需要的文档,都是她反复修改完成的。胡志建主要负责图纸的设计。”

在整个制作过程中,最耗时间的是传送带,光是传送带的选材和制作就用了一周的时间。“开始很担心传送带不够长,改后却变宽了。”陈琦说传送带每次修改都会出现问题,同步轮的曲面直径是一定的,如果传送带宽了,受制于它的硬度与厚度,会出现折不过来的现象。“我们买了很多种规格的传送带,长的、宽的、厚的、薄的都有。”经过一次又一次的试验,他们终于选择到一个长度宽度厚度都适合的传送带。他们说这种感觉就像爱因斯坦为发明电灯试灯丝,试了1600多种材料才知道钨丝最合适,不抛弃不放弃才能取得成功。

制作过程中,为了能随时检验作品的性能,他们就在实验室里种起了草莓。一开始他们从网上购买了草莓植株,但是不容易养活,就又到大棚里去移植了多株草莓植株。陈琦还打趣道:“制作采摘器是我们的主业,种草莓是我们的副业。”

随着作品越来越成熟,他们就实地到草莓大棚里去检验采摘器。酷暑的天气,大棚里温度高达四十多度,而他们在里面一呆就是一个上午,汗水顺着脸颊流下浸湿了衣服,但他们谁也没说要出去凉快一会儿,一心只想如何改进才能把采摘器运用到实际当中去。

作品的成功需要经历无数次的试验与打磨,这个过程需要极高的专注力,也要耐得住乏味枯燥,更要有面对一次次失败时不被击垮、迎难而上的勇气。这个过程中,他们收获了成长,使自己变得更加强大。

合作成就未来:人心齐,泰山移

团队成员来自15、16、17三个年级,他们因同在机械学院大学生创新训练中心而结识,又因在机械创新设计方面志同道合而相约组队参加比赛。

说起队长陈琦,大家有聊不完的话题。曹哲说:“队长很完美,最大的缺点就是没有缺点!”其他队员也大笑着表示认同。队长陈琦是团队里唯一的一位15级学生,是队员们心目中超级厉害的学长,甚至被队员们以“师父”相称。陈琦在大一时就积极地进入创新训练中心,在这次申请专利以前,他就已经拿到了一份实用新型专利书。陈琦在展示他已获得的专利书时,记者在他的文档中发现了另一份比较久远的专利书,“这份专利书是我父亲的,是他在电力设计方面获得的专利书。”陈琦有些害羞地介绍道,“我父亲从事电力方面的工作,从小我就耳濡目染,对电力这方面非常感兴趣,中学时期很喜欢物理,大学就毅然地选择了机械专业,在我喜欢的领域探索真知。”陈琦还“悄悄地”向记者介绍了自己努力申请专利的原因:“我父亲是在我高中时拿到专利书的,而我要努力在大学期间就能拿到专利书,证明我能比我父亲做得更好。”这个大男孩在自己的兴趣之路上一直保持着一颗赤子之心,披荆斩棘,一路向前。

诗雨,多么美丽的名字,本该有娴静的夏诗雨,却终日在实验室里与机械制造、电力控制相伴。和一群男孩子一起做比赛,夏诗雨从不抱怨项目的强度,她紧跟团队节奏,还用自己的细心、耐心弥补其他队员工作的不足,让整个团队运作得更加顺畅。有时她听到了一些嘲笑团队的言辞,她也不告诉团队的其他成员,怕影响他们的心情,一个人默默消化掉,继续给其他成员加油鼓劲。

团队里其他三个男生都各有特长,尤其擅长活跃气氛,用他们的幽默给大家带来欢乐,也正是因为这样这条科创之路才不那么枯燥。比赛结束了,他们也有了新的规划。曹哲自豪地告诉记者他们都准备考研,只有17级的小学弟胡志建依旧留在实验室,他还想参加一次比赛,继续实践锻炼,并且现在他已经开始带队做项目了。

机械学院创新团队心有创新、善于观察、勤于动手,用创新的热情、知识的储备、实践的动力,用青春的梦想、坚持不懈的韧劲,书写着当代大学生的绚丽青春。(学生记者/杨洁 余海丽 责编/王庆华)