在第十一屆湖南大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”大批參賽上,有一只隊(duì)伍的研究成果讓人格外關(guān)注,它力壓群雄奪得科技發(fā)明制作類(lèi)特等獎(jiǎng)的桂冠。這只隊(duì)伍來(lái)自湖南大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院,幾名年輕學(xué)生通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間地努力最終研發(fā)出了一款功能多樣的爬壁機(jī)器人。
隨著城市的發(fā)展,高樓大廈如同雨后春筍一般豎立起來(lái),外墻清洗行業(yè)也應(yīng)運(yùn)而生。由于外墻清洗行業(yè)準(zhǔn)入機(jī)制不完善,沒(méi)有切實(shí)的培訓(xùn)機(jī)制、安全保護(hù)措施,每年都有無(wú)數(shù)的“蜘蛛人”命殞高空。為了解決這一問(wèn)題,目前市場(chǎng)上已投放少量外墻清洗機(jī)器人,但是由于墻面材質(zhì)不同,機(jī)器人操縱復(fù)雜,因此應(yīng)用并不廣泛。湖南大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院的研發(fā)小組發(fā)明的多功能爬壁機(jī)器人解決了已有的困難,通過(guò)對(duì)移動(dòng)終端APP的控制,使機(jī)器人有效地在豎直墻壁(玻璃、瓷磚、粉刷墻面等)與天花板上靈活走動(dòng),避障越礙。除了清潔功能以外,機(jī)器人還附帶多功能工具箱,用戶可以根據(jù)自身需求進(jìn)行移動(dòng)投影、墻繪、全方位攝影等。

胡瑞、林延龍?jiān)谔魬?zhàn)杯現(xiàn)場(chǎng)展示機(jī)器人。
隊(duì)長(zhǎng)李雷:機(jī)器人就是我們的小孩
從構(gòu)想之初到模型初現(xiàn),這支隊(duì)伍經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的設(shè)計(jì)、計(jì)算、模擬圖示,這些年輕的學(xué)子付出了自己的努力。隊(duì)長(zhǎng)李雷負(fù)責(zé)機(jī)器人的控制系統(tǒng)調(diào)試,他常常對(duì)朋友們說(shuō):“機(jī)器人就是我們的小孩,有一點(diǎn)進(jìn)步我們這些做父親的都會(huì)很激動(dòng)。”
在調(diào)試機(jī)器人吸附能力的過(guò)程中,開(kāi)始機(jī)器人的吸盤(pán)吸附能力并不強(qiáng)。隊(duì)員經(jīng)??梢钥吹揭粋€(gè)畫(huà)面,每當(dāng)機(jī)器人從墻壁上摔下時(shí),隊(duì)長(zhǎng)都會(huì)蹲在地上抱著機(jī)器一言不語(yǔ),眼中含淚。兩次嚴(yán)重的摔裂,機(jī)器人的底盤(pán)只能勉強(qiáng)用膠水粘起。但是沒(méi)有人氣餒,李雷帶著隊(duì)員們不斷設(shè)計(jì)、否定、設(shè)計(jì)新想法,終于設(shè)計(jì)出一個(gè)三吸盤(pán)結(jié)構(gòu),解決了吸附能力,大大降低吸盤(pán)因泄露而失效的幾率。
然而,就在所有人激動(dòng)地看到機(jī)器人能夠完美的貼合在墻面上時(shí),機(jī)器人行走又遇到了瓶頸。連續(xù)三周,由于控制系統(tǒng)有缺陷,底盤(pán)材質(zhì)存在問(wèn)題,開(kāi)始機(jī)器人只能夠在墻壁上吸附,并不能行走,整個(gè)團(tuán)隊(duì)都陷入了沉思中。李雷的室友形容李雷:“那段時(shí)間,他就像著魔了一樣,吃飯?jiān)谙耄鍪略谙?,哪怕去小店買(mǎi)個(gè)東西都是到處摸一摸小商品的材質(zhì)。”
一天,李雷像往日一樣,隨意地去逛文具店,在拿起一個(gè)文件夾的時(shí)候,他試圖模擬機(jī)器人運(yùn)行,將文件夾的一面壓在墻上來(lái)回摩擦。摩擦?xí)r意外的順滑讓李雷想到文件夾材質(zhì)也許很符合機(jī)器人底盤(pán)材質(zhì)的要求,因此他急忙買(mǎi)下文件夾,顧不上等老板找錢(qián)就匆匆離開(kāi)?;氐剿奚岷?,李雷將文件夾裁剪成底盤(pán)的形狀,貼合在底盤(pán)上,急忙打開(kāi)開(kāi)關(guān),機(jī)器人竟然能夠行走了。隨后,李雷立刻在QQ群里通知了團(tuán)隊(duì)的成員和自己的女友。李雷的女友回憶那段經(jīng)歷笑著說(shuō):“他看到機(jī)器人能走時(shí)特別激動(dòng),就像父母看到自己的孩子第一次行走一樣。”
適用范圍廣應(yīng)用前景好
王琨淇隊(duì)員告訴中國(guó)青年網(wǎng)記者:“多功能爬壁機(jī)器人集機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制、終端操控為一體,是一臺(tái)機(jī)電一體化、自動(dòng)化、智能化的代表產(chǎn)物,可廣泛應(yīng)用到生活的各個(gè)方面。”
根據(jù)機(jī)器人的特點(diǎn),團(tuán)隊(duì)劃分了兩方面市場(chǎng)。一方面主要服務(wù)于高層建筑清潔,壁面檢修與墻繪。另一方面用于移動(dòng)投影,全方位攝影、多角度自拍。目前市場(chǎng)上的高層壁面作業(yè)的機(jī)器人類(lèi)型較少,并且功能單一,安全問(wèn)題也不能保證。多功能爬壁機(jī)器人可以很好地解決縫隙清潔問(wèn)題,給攝影設(shè)備帶來(lái)了自由移動(dòng)控制的方便性,解決了墻繪效率低的問(wèn)題,移動(dòng)投影還可以帶來(lái)便利性和娛樂(lè)性。
對(duì)于普通家庭,多功能爬壁機(jī)器人可以作為清潔利器、檢修墻面、可移動(dòng)電視、墻繪。對(duì)于電器愛(ài)好者,機(jī)器人可以作為二次開(kāi)發(fā)的模型,制作出更加便利的產(chǎn)品。對(duì)于學(xué)校和科普館,機(jī)器人可用于科普教育,開(kāi)啟學(xué)生想象力的大門(mén)。對(duì)于高層建筑維護(hù)人員,有了機(jī)器人可以提高作業(yè)效率,還保證了安全。
申請(qǐng)專(zhuān)利完善產(chǎn)品性能
團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)金秋談老師接受中國(guó)青年網(wǎng)記者采訪時(shí),重復(fù)說(shuō)了很多次:“這幫孩子真的很辛苦。”由于隊(duì)員們都是機(jī)械自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的,對(duì)控制系統(tǒng)并不是很熟悉,很多隊(duì)員都是在一邊查閱其他專(zhuān)業(yè)的書(shū)籍,一邊做實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)在隊(duì)長(zhǎng)李雷對(duì)控制系統(tǒng)的掌握程度已經(jīng)比控制系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生還要熟練,控制系統(tǒng)的老師還常常找到李雷探討相關(guān)知識(shí)。
“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽結(jié)束以后,金秋談老師開(kāi)始考慮捍衛(wèi)多功能爬壁機(jī)器人的獨(dú)創(chuàng)權(quán),保住團(tuán)隊(duì)的果實(shí)。申請(qǐng)專(zhuān)利是團(tuán)隊(duì)下一步要走的道路,至于是否會(huì)和其他公司合作,隊(duì)員們都表示,暫時(shí)還僅希望能把多功能爬壁機(jī)器人的細(xì)節(jié)功能完善些。
隊(duì)員們說(shuō):“這個(gè)多功能爬壁機(jī)器人是我們的第一代產(chǎn)品,以后我們會(huì)做得更好,將它發(fā)展成為一種高端運(yùn)載平臺(tái),實(shí)現(xiàn)更多功能完美應(yīng)用。”