说起三维数字化，很多同学可能会觉得很陌生，但如果谈起身临其境的3D电影、虚拟现实的VR体验馆、增强现实的AR技术等，想必同学们就都知道了。没错，这些都是三维数字化的常见应用。在我们身边，就有同学运用三维数字化技术，设计出让人眼前一亮的作品。在刚刚结束的第十一届全国三维数字化创新设计大赛山东赛区复赛中，我校机电工程学院2016级机械设计制造及其自动化本科3班谭辉带领“星火燎原队”设计的“全自动路面修复机”、2015级车辆工程本科1班殷壮壮带领“锐取队”设计的“地震救灾——生命神探”，分别斩获数字工业设计方向特等奖，并获得了代表山东赛区参加全国总决赛的资格。

    妙思巧做有成果

    一到周末，平日里热闹的实训中心大楼便安静了许多，少有人走动，然而，三楼的机电产品创新实验室里却是一派热火朝天的忙碌景象，几名同学端坐在电脑前，灵活的手指在键盘上“起舞”。他们时而聚在一起讨论，时而独自操作，时而认真思考。这是“星火燎原队”和“锐取队”的团队成员正在为即将到来的全国总决赛做准备。电脑上正在播放着3D动画演示，一辆十个车轮、车尾带着奇怪设备的蓝色箱式卡车正在进行路面修复。在他们的操作下，只见卡车先是对损坏的路面进行切割处理，切割下来的混凝土很快被碎成粉末，接着填入沥青，最后对修补处进行击打压实，整个过程一气呵成。这个叫作“全自动路面修复机”的作品是“星火燎原队”呕心沥血数月的杰作。队长谭辉介绍说：“有了它，只需一个人操作，就可以高效完成路面修复工作。”队员王彪补充道：“它有效避免了传统机器修复时间长、占用空间大的缺点，还减少了对交通的影响。”
    在“锐取队”团队成员的电脑上，一辆酷似探月车的小车正穿行在废墟上，探测生命的迹象，它有一个神气的名字：“地震救灾——生命神探”。“地震是所有自然灾害中给人类社会造成损失最大的一种地质灾害，极易造成房屋倒塌、财产损失、人员伤亡，目前还无法准确地预知地震的发生并采取预防措施，大多是在震后实施救援，因此，地震救援实用技术在救援行动中显得尤为重要。”可以说，“地震救灾——生命神探”凝聚着“锐取队”团队成员深沉的社会使命感和责任感。“别看它其貌不扬，却藏着大大的能量。”队长殷壮壮解释说，“这款地震救灾车体积小，主要利用工程车辆搭载高清摄像头和高度精密的生命探测仪，能进入到人无法进入的狭小空间里，自动探测受伤人员、定位并及时报告情况，以便救灾人员更快更安全地救出被困人员，增加了救援效率。”
   “希望能用自己的专业知识为社会发展贡献一份力量，用知识装点自己的未来。”抱着这样朴素的想法，两支团队一路披荆斩棘，“杀”进了全国总决赛。

    迎难而上勇挑战
    对于三维数字化产品的制作，创新的艰难可想而知，它需要反复尝试与不断的坚持。有限元分析、电脑设计建模、模型制作实验，无一不烧脑。在研发最紧张的时刻，队员们成天泡在实验室里，累了，就在桌上趴着睡一会儿。“星火燎原队”花费了三个多月的时间才完成“全自动路面修复机”的制作，而作品的构思时间要远远大于制作的时长，相当不易。为确定主题，他们从平时关注的科技前沿类推送中寻找灵感，构思作品，从平时学习的专业课上，在图书馆和中国知网上寻找合适的机构配置，并且和指导教师反复讨论，仔细斟酌，最终才确定下来。在产品制作过程中，最让人头疼的就是动画的制作，尤其是在切割部分，模块转换结构、转动机构和吸取结构等精密设计必须确保精确度。每一次精确度出现误差，都要投入大量的时间和精力修改。他们各司其职，又相互协作，王彪运用Solidworks2016版软件辅助绘图和制作动画，安秀棋使用Adobe AfterEffectsCC 2018、Adobe Photoshop CC 2017和会声会影X9辅助后期视频，杜广铮辅助配色，李世巍辅助绘图和PPT制作，身为队长的谭辉担负着更多的责任，承担着主要的画图和视频工作，实现工作无缝隙过渡。在他们的共同努力下，集切、碎、收、安、压五种功能于一体的机器“全自动路面修复机”得以顺利完成。
    “地震救灾——生命神探”的设计同样经历了一波三折。“锐取队”的队员们是一支即将毕业的“特殊队伍”，因为共同的爱好组合到一起。为了给大学生活画上一个圆满的句号，他们没有轻易认输。王光和纪庆庆负责画图，高贺和孙江涛负责视频制作，殷壮壮和庞镇硕负责行走设计。作品要求一枚螺丝钉都要精确计算，长时间的画图更是考验着团队成员的细心和耐心。面对如何让摄像头安全避开障碍物这一大难题，他们曾把摄像头安放在工程车的前、后、左、右等位置，用SolidWorks一次次尝试可行性，结果发现无论如何都行不通。为了破解这一难题，他们查阅了大量资料，向老师请教。功夫不负有心人，队员们在搜集资料时发现了一种可以伸缩的摄像头，难题迎刃而解。作为整件作品一大亮点的轮胎设计，也费了不少周折。“刚开始我们想设计一种徘式的履带，或者是八爪式的，但实验证明它们都不能做到在废墟上如履平地，这时，探月车给了我们启发。”队员纪庆庆说，“6个车轮既能让车体很好地保持平稳，与其他行走方式相比，速度上也占有绝对优势。
    砥砺前行再出发

    “作品具有很强的实用性和可开发价值，其表现形式和效果得到了评委们的一致认可。”他们的指导教师李辉评价道。凝聚着老师和同学们心血和付出的两件特等奖作品，在我们这些“门外汉”眼中已经很完美了。然而，队员们并没有因此而止步不前，而是认真正视不足和软肋，充分发挥“工匠精神”，不断完善作品，让作品在“匠人”的锤炼中不断提升。殷壮壮说：“严格地说，‘地震救灾——生命神探’只是一个总体的框架，还有许多问题没有解决，如行走装置使用什么样的电动机，电动机放在什么位置，还有待进一步完善。还有诸如如何供电、防水、防翻车等，都是我们正在努力解决的问题。”“星火燎原队”也在全力以赴地将机构部件的零件进一步细化，并增添附加的功能部件及对作品进行整体美化。就这样，队员们把责任担在肩上，把坚韧融入实践，把汗水洒在实验室，在原有的基础上不断精益求精。
     一路走来，一路收获，从毫无头绪到对作品了如指掌，队员们也收获了能力和成长。“作品内容的设计和展现，除利用计算机3D技术外，还综合运用了机械设计、机械原理等专业知识，极大提高了他们的三维设计创新能力，受到企事业用人单位的一致好评，大大提升了他们的就业竞争力。”李辉如是说。队员们也高兴地说：“自己的知识不断得到练习、补充和扩展，个人的综合素质得到很大提升。”尽管收获了很多，但是，他们深知要想走得更远，做得更好，就必须继续在这条充满艰辛的路上坚定不移地走下去。为此，当大多数同学都在忙于准备大学英语四六级考试或考研时，他们依然默默坚持着，不断充实自己、创新钻研产品……预祝他们在即将到来的全国总决赛的赛场上，取得优异的成绩。