哈工程学子

研发的“种草”神器 一台能顶30人

获中国TRIZ杯大学生创新方法大赛唯一金奖

哈工程提供

生活报讯 （实习生王琪 记者吕晓艳） 铺草、插草、前进一气呵成，一辆方头方脑的草方格铺设机器人驶过，两排草随之“长”出来；一天可插稻草3000平方米，几乎是30个人的工作量……记者从哈尔滨工程大学获悉，前不久，第十一届中国TRIZ杯大学生创新方法大赛，哈工程机电学院“防风固沙小队”设计的草方格铺设机器人过关斩将，获得大赛唯一的金奖。

从下工夫调研需求到萌生创新想法，再到在指导教师的精心指导下，组队战胜科创之路上的“拦路虎”，并不断在产生的新问题中，实现创新迭代，从一支团队发展成为一个社团，一粒创意的种子在适合生长的土壤中生根、发芽、开花、结果……

机器人“跑起来”的关键：减重

两年前，热衷科创的门燕欢了解到，截至2021年，全国沙漠化土地面积为722.32万公顷，大多数地区铺设草方格防风固沙还主要依靠人力，国内鲜有机械化铺设固沙草方格的应用。于是，他把制作铺设固沙草方格机器人的选题，确定为征战2022全国大学生机械设计创新大赛的项目，这个想法获得了《科技创新训练》课程李铁磊老师的肯定和支持。

门燕欢、彭万浪、杨宏成、王茂波、李早5名本科生迅速组成“防风固沙”科创团队，4个多月先后制作了5个版本。当第一次按照想好的设计样本组装时，就遭到挫败。“嗡嗡嗡……”试验场地只有电机转动的空鸣声，全体队员盯着动不起来的机器人有些傻眼。李铁磊赶到现场分析失败原因，机器人设计得太沉了，需要“减肥”。

团队发现，除了各部分配件过沉，很多机械机构实际运行中都出现了转速不均、动力不足等各类问题。虽然后续改进、调试的过程一波三折，但三个月后，草方格机器人还是成功“瘦身”动起来了。

初战告捷。2022年6月，团队将草方格铺设机器人自主固沙的录制视频投寄提交到黑龙江省机械创新设计大赛的主办方。不久，就收到了获省二等奖的消息。

让评委大呼精彩的创新：太阳能续航

获奖固然让人高兴，但大家很快就对下一个创新目标一拍即合：瞄准机器人性能提升的创新方向。

初步具备插草功能的机器人现在还面临着电池续航时间短、插草效率低、行进速度慢、一次性带草少等诸多现实问题。这么多的问题首先要在哪个方向取得创新性突破？大家一时间不太清楚该怎么选择。

直到团队成员李早参加了航建学院陈岩老师讲授的《创新方法应用实战》课程，课程中的TRIZ创新方法理论让团队成员看到了方向。团队也因此吸纳了杨一点、张艺骞、张峻瑞三名熟悉TRIZ创新方法的动力学院新成员。

几个人甩开膀子干，每天调研查阅相关资料回到寝室已接近凌晨。一个月后，团队基于TRIZ理论的系统分析筛掉了20多个创新方向，确定了团队优先改进方向：太阳能电池续航。

沙地环境恶劣，普通电池普遍续航较短，最适宜的方法是使用太阳能电池蓄电，但又会受到风沙干扰。

“沙子落在太阳能板会干扰太阳能的吸光效率。”在TRIZ理论的指引下，团队调研列出了所有可能的除沙方案——设置喷气罐定时喷气除沙、利用惯性甩出飞沙、利用沙漠中的自然气流吹动太阳能板转动等。最终通过方案可行性评估，确定了利用惯性甩出飞沙原理。

如何利用惯性甩出飞沙？团队从直升机的螺旋桨上得到了灵感。“让太阳能板沿着中心轴旋转起来，并且让每块板也能沿着轴上下摆动，这样能同时甩掉并抖掉沙尘。”杨一点说。

当机器人在TRIZ杯大学生创新方法大赛赛场上现场展示可以180°自主旋转除沙并能自主选择最大效率吸收太阳能时，现场所有评委都被吸引住了。

“精彩！”大赛评委在点评环节给出了极高评价。

让创新经验延续下去：成立社团

“成立个社团吧，把我们的经验分享给更多人，特别是我们的学弟、学妹们。”门燕欢、彭万浪的提议得到了团队成员的支持。

他们把想法告诉了李铁磊老师，又与老师不谋而合。李铁磊甚至为社团起好了名字：工创科技社。

机电学院大力支持，并为社团开辟活动基地，由李铁磊提供指导和培训，还组织多位科创达人加入社团。截至目前，共有机电学院、智能学院、未来学院等多个学院的60名学生加入社团，形成了10余支特色团队。

社团在沙漠生态修复、水下监察、智能物流等创新方向上持续发力，目前，已累计申请了四项国创项目、一项省创项目。