第四届中国大学生起重机创意大赛同济大学起重机大赛校内选拔赛
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SPECLAL REPORTS专题报道第四届中国大学生起重机创意大赛同济大学起重机大赛校内选拔赛
7月19日下午，第四届中国大学生起重机创意大赛校内选拔赛在开物馆大厅正式开始。
本次大赛由机械与能源工程学院党委副书记周奇才教授总负责，出席本次选拔赛的评委老师有秦仙蓉教授、赵炯副教授及孙远韬副教授，另外学工办的王玉龙老师也出席了本次比赛。
本次大赛的比赛主题为“精准搬运起重机”，比赛内容为设计、制作一台起重机作品，在规定尺寸的场地内以遥控的方式将货物从一个区域搬运到另一个区域，并放在指定的A、B、C 三处。
在经过了4月份的方案答辩后，从20多支报名队伍中脱颖而出的7支队伍参与了本次选拔赛，为5个全国决赛名额进行最后的争夺。
选拔赛考核标准依据本次起重机大赛比赛规则，对参与作品进行了质量、时间及创新性三个维度的考核。
在对参赛的7支队伍的作品进行了称重之后，7支队伍的选手依次上前，对自己的作品进行了1分钟的作品汇报，然后按照规则进行了比赛。
另外，本次选拔赛出于考核的目的，给与了每支队伍两次比赛机会。
本次比赛7件作品有旋转式、龙门式、小车式等多种方案，呈现出风格各异、方案多样的特点。
其中作品“八戒”结构稳定、抓取快速；“Carry者”美观大方、轻便快捷，均迅速完成了三件货物的搬运，获得了评委老师的称赞及在场同学的阵阵掌声。
另外，“飞吧，弟弟”也凭借气动式的快速抓取方式获得了颇多关注。
热烈的比赛氛围吸引了开物馆内众多同学前来观战。
比赛结束后，3位评委老师针对各个队伍的作品机械及电控等方面进行了点评，并给出了许多富有价值的参考意见。
最后，3位老师根据各支队伍的表现定下了5支参加决赛的队伍，同时鼓励另外2支被淘汰的队伍不要气馁，继续努力。
本次比赛一方面是为了中国大学生起重机创意大赛进行练兵与选拔，另一方面则是为了提升学生的实践应用能力。
而从整体来看，本次比赛效果良好，前后共吸引了20多支队伍80多名学生的参与，不仅为提升我院学生综合设计能力、工程实践能力贡献了一份力量，也有利于我院营造浓厚的校园科技文化氛围，让学院着实
热闹了一番。
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SPECLAL REPORTS 专题报道
1、作品结构
作品主要分为四部分：底盘行走机构、同步带起升机构、舵机抓取机构及电控系统，机构简单，执行元件少，整机质量轻，操作简便。
底盘行走机构主要由四个麦轮及相应电机模块构成，运动灵活，行驶速度快，除前进后退的基本功能外，还能实现平面内的左右平移及旋转运动。
同步带起升机构主要由起升电机、同步带（轮）、光轴导轨、导轨滑块、悬臂安装板等组成，前端的悬臂及吊钩固定在安装板上，安装板依靠齿形压板与同步带绑定，并由两侧的光轴导轨引导做竖直运动；通过起升电机驱动同步带运动，从而实现货物的上下移动；起升电机具有自锁功能，无需外部的制动机构。
舵机抓取机构安装在悬臂端部，吊钩直接固定在舵机的法兰盘上，通过舵机可实现吊钩的旋转运动，在穿过不同障碍物时可以调整货物的姿态；电控系统安装在起重机底盘后方，
主要有锂电池组、Romomaster A
型开发板、C610无刷电机调速器、
L298N、FS-i6遥控器及接收机等
组成。
2、作品评价
（1）由于比赛场地小，搬
运货物数量少，但搬运精度要求
高，因此影响搬运效率的主要因
素是穿越障碍物过程的运动控
制，而不是单次搬运的货物数量。
所以本作品设计为单次搬运一个
重物，以简化结构，降低整机重量，同时执行元件少，操作简便。
（2）以铝型材做机架，底盘、起升机构和悬臂通过标准化的角码连接，便于模块化拆卸和安装，运输方便，现场搭建迅速。
（3）模块化的设计除了便于安装拆卸外，还增加了机构调整的灵活性。
整机呈Z形结构，货物悬挂在前端，车身承受一定的倾覆力矩。
由于质量参数估算不准确，设计的安装尺寸不一定能满足抗倾覆的要求，在偏差不大的情况下，通过调整起升机构在底盘的前后安装位置，或更换适当尺寸的悬臂就可以解决问题。
（4）整机的结构刚度基本可以满足搬运要求，充分利用了避障时的空间余量，操作手熟练后可以较轻松地避障；但由于起升电机没有调速功能，在较快的起升速度下，吊钩的高度位置控制可能会受不确定因素的影响，造成脱钩困难，影响搬运效率。
（5）造价约合4 000 RMB。
学生作品正、反面照
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SPECLAL REPORTS专题报道
由于基建需求、国家加强环境治理、设备更新需求增长、人工替代效应等多重因素推动，起重机的发展已经进入到一个新的阶段，轻量化、精准控制、路径优化等已经是起重机的发展趋势。
紧跟趋势，我们团队设计了此次参赛的“八戒”号遥控门式双小车夹取起重机。
1、作品简介
机身整体采用角铝件型材搭建成门式外架，在满足强度要求下实现了轻量化。
整车依靠电机驱动麦轮的大车行走机构进行移动，实现全方位转向；其通过两个并行的丝杠螺母机构加上电机形成双小车行走机构，并配备夹板挂钩作为执行机构来夹取货物；货物起升功能则由齿轮齿条机构完成，电机带动齿轮旋转，齿条沿导向做竖直运动。
机构运动平稳，精准控制，在多次运行中具有很强的稳定性，有效减少运行过程中的晃动，并且在多箱堆叠时也不会出现掉落情况。
2、校内选拔
在同济大学的校内选拔赛过程中，我们组的作品称重12.6kg，在2分40秒的时间下成功完成三箱精准运送到目的地，过程中未发生越界、碰倒障碍物等犯规行为，最终成绩名列校内选拔赛第二名。
3、作品特点
此次设计的“八
戒”号遥控门式双
小车夹取起重机装
配简单，尺寸定位
方便，不会发生配
合错误。
门式框架
简洁明了，连接方式方便安装螺栓螺母；丝杠、起升部件也都方便安装拆卸，不会产生干涉现象。
本组作品最大的特点就在于赛场发挥稳定性优异，能够零失误完成三箱运送到指定位置，这主要得益于我们的机构设计，丝杠螺母机构控制精度高，小车行走机构运行安全平稳。
采用齿轮齿条起升、夹板夹紧物体方式，区别于传统的绳索吊钩吊重方式，解决了吊重运行
时的晃动问题，有利于物体快速平稳上升与移动。
稳定
在三分钟内完赛，是因为采用夹紧式执行机构，可同时
抓取三个箱子，提高了起重机工作效率。
4、应用前景
本门式双小车夹取起重机可以运用于工厂物流分拣中，尤其适用于小型物流品现场的装卸、搬运及分类等。
若将其体型倍增，使用强度更高的材料，也可以适用于
车间设备转运、港口装卸等应用场景。
通过遥控可以实
现远程无线操控任意方向移动，实现了起重机械自动化，
减少人力，降低生产运营成本，提高工作效率。
其场地
利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强。
整机造
价适中，零部件采购难度较低，电控系统稳定，与机械
结构相得益彰，能够体现一定的核心竞争力。
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