机电学子在第十一届上海市大学生机械工程创新大赛再创佳绩

发布时间:2022-06-26 浏览次数:101

6月25日,第十一届上海市大学生机械工程创新大赛在云端开赛。本届大赛由上海市教委主办,上海建桥学院承办。来自上海交通大学等16所高校,165支参赛队伍、800余名师生齐聚云端,同台竞技。大赛共评选出一等奖作品33项,二等奖作品50项,最佳创意奖作品9项,最终推荐15项优秀作品代表上海市参加全国大学生机械创新设计大赛。

机电学院共有12个项目,近60人参加此次大赛,其中获得一等奖四项,二等奖四项,最佳创意奖两项,同时有两项被推荐代表上海市参加全国机械创新大赛。上海建桥学院还获得优秀组织奖。

01 生态分布式光伏巡检先锋——基于仿地飞行的分布式光伏热斑巡检无人机

参赛人员:王煜皓、孙赟琦、李阳、蔡轩龙、郭佳豪

指导教师:董嘉伟、潘铭杰

获得奖项:上海市一等奖

项目介绍:目前市场分布式光伏巡检常规方法仍为人工巡检,巡检效率低下。我们想设计一种针对于分布式光伏电站的无人机巡检体系,降低分布式光伏发电站存在的潜在风险,提高发电效率和企业收益。

02 “社区宠物排泄物清洁者”-仿生机械狗清理装置

参赛人员:周蕾、张培铭、刘禹良、褚逸宸

指导教师:李晶、张迪

获得奖项:上海市一等奖 最佳创意奖 入围国赛

项目介绍:宠物粪便中包含多种寄生虫,如果无法及时清理,会导致许多的寄生虫存活在粪便当中被粪便滋养长大,威胁到社区居民的身体健康。并且,宠物粪便未经过发酵杀菌处理,经过长时间的积累后存留大量宠物粪便的土地将无法再轻易的生长植物。 

本作品是仿生机械狗清理装置,针对当下社区中宠物粪便无法被及时清理,危害到社区环境甚至居民的身体健康问题,我们制作出了一个能自动寻找、及时清理宠物粪便的机械狗清理装置。

该装置充分利用了slam巡航系统图像识别、传输功能以及对机械臂的控制方式来对机械狗通过摄像头拍摄到的画面进行处理,通过检测物品类型及形状与数据库中的图片进行对比确定是否为宠物粪便,然后由树莓派计算出宠物粪便与机械狗的相对位置,最后控制机械臂清理宠物粪便,将粪便放入机械狗身上的回收桶内。通过以上方式我们能够及时处理宠物粪便,防止滋生寄生虫破坏社区环境以及居民健康。

03 “除膜防污,还一片净土”——残留地膜智能抽取装置

参赛人员:乔永超、蔡轩龙、胡桓滔、王柯、段晓楠

指导教师:潘铭杰、李孝琛

获得奖项:上海市一等奖 最佳创意奖 入围国赛

项目介绍:本作品是地膜智能抽取装置。针对我国由于地膜造成的白色污染严重、残膜回收成本高、残膜难以有效清除、小型种植土地无法使用大型机器的问题。本小组设计了由基于PIXUGV系统的自动导航装置、勾膜拾取一体化装置、智能收集装置、限深双螺旋翻土装置四部分于一体的残留地膜智能抽取装置。 

本装置充分的将翻土和残膜勾取进行了有效的结合:利用翻土结构将土地翻起的同时将地下的残膜翻到地面,再利用勾膜拾取一体化装置将残膜勾起,运用传送带将残膜回收到收集箱内,当收集箱达到相应重量,由小车运送到指定地点进行残膜卸载,残膜卸载完后,再回到离开点继续工作。本项目所设计的残留地膜智能抽取装置能够切实解决由于地膜造成的白色污染严重、残膜回收成本高、残膜难以有效清除的问题,同时填补了大型回收残膜机器无法在我国地形分布比较散,地形比较小的地方工作的空缺。最终提高了残膜回收率90%以上,经济效益提高300%。

04 基于YOLO算法的图像识别水上垃圾负压回收装置

参赛人员:洪润豪、张高翔、李阳、仇嘉麟、陈凯

指导教师:董嘉伟

获得奖项:上海市一等奖

项目介绍:本作品是水上垃圾回收装置。如今,海洋垃圾遍布海生物栖息领域,据悉,每年漂流、倾倒入海的塑料垃圾就达800万吨,而且90%未被回收。这些海洋垃圾诸如废旧渔网、绳索等已成为“暗杀武器”,每年致使超过10万头鲸、海豚和海豹死亡,治理水上垃圾已经刻不容缓!目前主要的水上垃圾处理手段主要分为人工清理和水上垃圾设备清理。其中人工清理的效率较慢,且有一定的安全隐患,而市面上目前的自动垃圾处理设备价格高昂、无法清理狭小地段垃圾、操控学习成本较高,存在一系列漏洞。针对以上痛点,本小组设计了基于YOLO算法的视觉识别系统、负压回收系统、自动巡航系统三部分于一体的智能水上垃圾回收装置。

05 插柳之翼--沙漠微创插柳机

参赛人员:刘卓、邓帅鑫、林汶欣、冯思杰、李宇青

指导教师:梁艳、李孝琛

获得奖项:上海市二等奖

项目介绍:本作品是针对于沙漠植树费时、费力、效率低等问题而研发的一种集自动驾驶装置、下压机构、传动机构、冲水机构四个部分于一体的沙漠植树插柳自动化机械装置。

本装置所制作的沙漠植树机采用沙漠微创植树法中的——水冲植树法。此方法可以减少种植过程中操作对土地的扰动,保证原有地块的湿度,不让水分散失的同时提高种树效率,还可以减少人工操作的不规范对苗木存活率带来的影响。通过水冲打孔、树苗插土、传送、自动化驱动功能于一体,使得打孔、灌水、种植,覆土等功能一次性完成,规范化的种植可改善沙漠生态环境,改善水土,有效减少沙漠的扩张。可以提高沙漠植树效率,减低成本,实现沙漠种植的无人化,规模化,全天候作业,解决了费时费力效率低的问题。

06 “借水绝沙”——光伏凝水治沙种植装置

参赛人员:张思林、邹迈,陈晨,卞新志,仇嘉麟

指导教师:许玉娥、李孝琛

获得奖项:上海市二等奖

项目介绍:本作品是光伏治沙智能种植装置,针对沙漠环境下光伏电站中太阳能板温度过高发电效率低、人工清洗光伏面板成本高、缺乏水资源及无法灵活调整受光角度的问题,设计了由空气捕水冷凝装置、滚刷喷淋清洗装置、自动云台追光装置、生态绿化降温装置这四部分组成四维一体化沙漠能源生态圈利用装置。

该装置充分利用了光伏发电、种植、凝水、冲洗的四者共生关系。为了使光伏板效率最大化,设计了光伏板追光云台,充分将太阳能转化为电能使用;同时太阳能光伏板很大程度上可以遮挡土地和防风,有利于太阳能光伏板下植被生长存活;光伏板下的植被生长的同时,能有效减少阳光反射率、降低光伏板温度,提高光伏板的工作效率;并充分利用沙漠昼夜温差大的环境特点,制作了空气冷凝器集水装置,将空气中的水冷凝储存到集水箱;当太阳能板表面沙尘达到一定量或表面温度过高时开启滚刷清洗装置,提高光伏板工作效率,清洗余水自然留下浇灌太阳能光伏板下的植被,以达到提高资源回收利用效果,资源利用最大化且节能环保、节能减排。

07 基于无人机定点巡航的图像识别水上垃圾回收装置

参赛人员:罗胜聪、吴俊杰、孔彪、文鼎灏、秦 浩

指导教师:董嘉伟、张迪

获得奖项:上海市二等奖

项目介绍:本作品是一套基于无人机定点巡航的图像识别水上垃圾回收装置。针对我国水域环境垃圾回收效率低、难度大、成本高的问题。我们设计了基于QGroundControl自动规划路线且能够抓拍识别垃圾的无人机、水上回收垃圾装置,同时搭建了数据分析系统及微信小程序,方便管理员启动装置与查看运作信息。

本装置将无人机抓拍功能和无人回收小船装置进行联动:无人机上的自研云台进行抓拍识别水上垃圾后,将垃圾识别信息与位置同时传给基站与无人回收小船,随后无人小船立即前往进行垃圾的回收清理工作,无人小船垃圾内胆容量达到上限时,系统能自动识别出并立即返航至基站自动更换内胆,过程中无需人力操作。无人机抓拍功能和无人回收小船装置的结合,不仅仅解决了水上垃圾回收清理困难的问题,提高水上垃圾回收效率90%以上,同时无人机在巡航时也能够通过红外相机实时检测出水质问题,为保护水域环境做出一份贡献。

08 “蔚蓝的天空,自由的翱翔”——基于双空间RSSR四杆机构鸟类仿生扑翼飞行器

参赛人员:余恩琦、吕健辉、张义、蒋哲宇、吴毓帆

指导教师:张迪、潘铭杰

获得奖项:上海市二等奖

项目介绍:仿生扑翼机是基于仿生学原理进行设计模仿鸟类的新概念飞行器。仿生扑翼机不但囊括了固定翼和旋翼飞行器的优点,而且还具有较好的隐蔽性和机动性。扑翼飞行器具有特殊的空气动力学特性,在低雷诺数下具有出色的飞行能力,具有广泛的应用前景。

该扑翼驱动机构不但实现了左右翼的完全对称扑动,而且在上、下扑动阶段实现了机翼的上下摆动运动。还实现了在飞行中的转向等功能,该扑翼驱动机构符合扑翼飞行要求,使扑翼飞行更加稳定、安全和高效。