无碳小车“成败”传


   
  在学校第二届大学生创新创业年会上,一个名曰“无碳小车”的“高个子”格外吸引眼球。它是机电2014.1班胡林翔、机电2014.2班郑子健、机设2014.5班陈迪迪和应化2014.1班张祎参加第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛的得意之作,也是一份饱含着汗水与泪水的作品。

  全国大学生工程训练综合能力竞赛是教育部高等教育司举办的全国性大学生科技创新实践竞赛活动,面向全国各类本科院校在校大学生,宗旨就是促进创新人才培养。“学校经常提供各种比赛信息,我怎么会是那种闲下来的人呢?当然是有活动就要参加了!多试试总没有坏处。”无碳小车设计者之一胡林翔说。他一得知比赛消息,就告知了几位小伙伴,大家跃跃欲试,在提交了报名表之后,便投入到有关比赛的准备中。他们首先找到了学校大学生工程训练中心李东华老师,请李老师做他们的指导教师。李老师欣然应允。

  他们此次参赛的是无驱动、纯机械的无碳小车,比赛要求是凭借一个重为1kg的砝码从高处落下的重力势能提供动力,通过细微调节杆的长度来适应随机的赛道长度,在八字赛道上绕圈多者获胜。

  如果想让小车尽量绕更多圈数,至关重要的两点就是解决小车的动能转化和路线标准问题。

  动能转化涉及到小车的方方面面,例如轴承的润滑、结构的设计、小车自重等。为了能让小车自身减重,并且更加结实牢固,他们选择亚克力板为主要材料。亚克力板与普通玻璃相比硬度大,质量好,价格便宜,真正物美价廉。除此之外,还要尽量降低小车损耗的动能,那就要最大程度地提高小车各结构间的紧密度,对各部分制作的精密度提出了更高要求。他们精益求精,最后所有自制工件的精密度都达到了以毫米为单位小数点后三位,其难度可以想象。可是为了小车能够取得更好的效果,一切都值得。“李东华老师帮助我们很多,全程都对我们进行指导。”

  动能转化问题解决了,下一个难题就是小车设计的路线标准。原因很简单,作为一个无反馈系统,小车路线的任何偏差都是致命的,会使之前的所有努力功亏一篑。所以在比赛前,需要无数次调试,以将路线的准确度做到最优。“这一步骤虽说只是一个调试的问题,却是最耗时也最费力的。影响小车轨迹的因素很多,也无规律可寻,有时稍微不留神,可能就会造成很大偏差,真的就是传说中的‘失之毫厘,谬以千里’。无数次的重复实验却没有什么效果,大家或多或少有些烦躁,多少次想要放弃,但是又相互安慰鼓劲,为了这个小车,我们拼了!”胡林翔眼神坚定地说。

  接下来就是实际操作阶段。4人首先进行solidworks设计,然后便是部件的加工制作与组装。小车前方有一个小轮,由曲柄摇杆连接,负责小车的转向问题;小车后部装有3根长为60厘米的铝合金杆,并系着一根细绳,负责牵拉从50厘米处下落的砝码,为小车提供动能。如何解决两个小轮的差速是他们面临的最大问题。在拐弯处,小车外轮为了走更多的路,势必速度要更大,他们决定使用单向轴承实现差速——单向轴承具有单向锁死作用,随着后轮不断转向,两个轮子交替成为主动轮。

  就这样,从设计到成品加工成型,再到无数次试验,经过一百多天的努力,他们的无碳小车可以在八字赛道上绕18圈左右。几个小伙伴儿得意又自豪地笑了。

  兴奋着,忐忑着,盼望着,第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛辽宁赛区终于开赛了!第一天,合理的设计使他们在零件拆装和加工制作演示环节如鱼得水。但当放入比赛提供的砝码时,意外发生了:由于热胀冷缩问题,由3D打印的工件比原定偏少1毫米,导致比赛专用砝码无法塞入。这一意外仿佛一盆凉水,瞬间浇灭了所有成员的希望。由于细小的偏差,第一轮成绩为零。第二天比赛时,为了能让砝码塞入工件中,他们忙中出错,破坏了小车的整体精准度,导致小车无法准确行驶,最终以三等奖遗憾收尾。

  “比赛颁奖那天,我失望透了,就自己一个人悻悻地躲在观众席角落,完全没有心思听台上的发言。那一天,我感觉整个人是空的。”胡林翔说,“但是他们却给了我继续做下去的勇气。”比赛结束后,团队几人没有互相抱怨,而是心照不宣地伸出手,握到一起,默默地为彼此加油打气。

  “兴奋、绝望,这段比赛历程也成了我们相互努力的历程。继续加油啊,奋斗啊,好!”胡林翔在QQ中写到。诚然,比赛发生意外让人心情跌落谷底,但也是人生路上一份不可多得的经验与财富,擦干眼泪,整装出发,相信他们的明天会更加美好!(
胡智博/文