“创新小白”和她的水下机器人电子工程学院学生赵梓嘉团队作品“乐鱼1号”获全国三等奖
在电子工程学院,有位性格开朗,热爱生活的女生。她说自己是“创新小白”,顾名思义,就是对创新及专业没有丰厚的基础和功底。但是在老师的带领下,她和她的小伙伴多次参加全国性比赛并获奖。她就是电子工程学院电气工程自动化131班的赵梓嘉。
“仿生连体鱼”全国获大奖黄色的身体,黑色的鱼头和鱼尾,两条一模一样的鱼在头部和身体前端之间的部分连在一起,宛如一个“连体鱼”,这个长相特别的机器人就是便携式双体仿生推进水下机器人———“乐鱼1号”。它由赵梓嘉和她的队友刘潘、董泽宇设计完成,在中国海洋学会和中国国际海洋技术与工程设备展览会联合发起的“智海2015OI中国水下机器人大赛”中荣获三等奖。
机器人可以胜任许多人类无法实现的工作,比如水下勘测、探索等,赵梓嘉团队在设计机器人时结合了鱼的身体结构特征,使它更加“如鱼得水”。
“乐鱼一号”采用充电电池供电,体积小便于携带和使用,“这种机器鱼体长43cm,横向宽度64.7cm,体重只有五斤。”赵梓嘉介绍说,通过WIFI,就可以对“乐鱼1号”的姿态进行轻松控制。实现上浮、下潜、侧倾和空间内转弯等功能。
“乐鱼1号”的身体由五部分组成。鱼头起方向导向作用。功能仓位于鱼头和鱼身之间,用于安装其他重物。鱼身是机器人的“心脏”。双身体可以增加机器人的承载能力,保证其在狭小空间和复杂环境中的作业能力;鱼尾是驱动系统,尾鳍连接板左右摆动,带动尾鳍摆动实现前进。两条鱼翼长度差不多是整个机器人长度的一半,像是飞机的机翼,“这样能保证对机器人姿势的有效控制”。
回忆“乐鱼1号”的制作过程,赵梓嘉坦言很痛苦。设计图稿、寻找最佳元器件,机器人材质最终选用耐热耐冲击的ABS工程塑料。在ABS工程塑料上打孔,之后才能用细铁丝将零部件焊接起来,这是最让赵梓嘉头疼的事情了。“前后废了好几块板材,可心疼了。”后来,赵梓嘉干脆停下来,专门用废了的版来苦练焊接技术,直到技术练得自认为“炉火纯青”的时候,才继续投入到实验中去。
赵梓嘉和她的队友希望通过加载不同的功能仓可以使“乐鱼1号”应用于各种不同行业和环境,如水文水质监测、水下考古、水坝监测、水下打捞和救援、海洋生物观测等等。
苦练基本功比赛试身手作为一名女生,赵梓嘉自知动手能力和对电子器件天生的敏感不如男生。为了弥补短板,她大二暑假曾报名参加了“瑞萨杯2015全国大学生电子设计竞赛”,正是那段“刻骨铭心”的训练经历,让赵梓嘉更清楚地认识到实践的重要性。
为了准备比赛,赵梓嘉从苦练焊接技术入手。“每焊一个点测一个点,就在心里抱怨一回。”即使内心吐槽无数遍,她最终还是坚持下来了。“以前学的都是理论知识,从来没有实际运用过,所以操作过程中还是有点困难的。”
焊接技术掌握后,赵梓嘉开始投入到绘制基础线路图的练习中去。复习了protel软件的运用,并对比protel,根据网上的视频学习了OrCAD等软件,学习Pcb板的绘制与制作。
赵梓嘉的家离学校不足两公里,所以她大学里没有住校。然而,赵梓嘉手机里保存着一张“特殊的宿舍”的照片,“床”是用八张椅子拼成的。去年暑假,为了准备比赛,她干脆住在了指导老师的办公室。三天四夜的比赛时间里,赵梓嘉和队友需要在电脑上完成抽题、答题、设计安装等一系列题目。“团队只有我一个女生,指导老师很体贴,所以有了这间单人的办公室宿舍。”
成长比成绩更重要,体验比名次更珍贵。“有些事情如果没有经历过,你永远不知道会给你的未来带来多大的影响。”那次比赛,赵梓嘉和她的队友没有赢得名次,但赵梓嘉坦言收获颇丰。“真正意识到实践的重要性,用参赛来锻炼动手能力,真是再合适不过了”。
如今,赵梓嘉成为第十届“中国青少年科技创新奖”的候选人,她和她的小伙伴正在忙于研发双体仿生水下机器人的控制系统,继续完善“乐鱼1号”。

