說起三維數(shù)字化，很多同學可能會覺得很陌生，但如果談起身臨其境的3D電影、虛擬現(xiàn)實的VR體驗館、增強現(xiàn)實的AR技術等，想必同學們就都知道了。沒錯，這些都是三維數(shù)字化的常見應用。在我們身邊，就有同學運用三維數(shù)字化技術，設計出讓人眼前一亮的作品。在剛剛結束的第十一屆全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽山東賽區(qū)復賽中，我校機電工程學院2016級機械設計制造及其自動化本科3班譚輝帶領“星火燎原隊”設計的“全自動路面修復機”、2015級車輛工程本科1班殷壯壯帶領“銳取隊”設計的“地震救災——生命神探”，分別斬獲數(shù)字工業(yè)設計方向特等獎，并獲得了代表山東賽區(qū)參加全國總決賽的資格。

    妙思巧做有成果

    一到周末，平日里熱鬧的實訓中心大樓便安靜了許多，少有人走動，然而，三樓的機電產(chǎn)品創(chuàng)新實驗室里卻是一派熱火朝天的忙碌景象，幾名同學端坐在電腦前，靈活的手指在鍵盤上“起舞”。他們時而聚在一起討論，時而獨自操作，時而認真思考。這是“星火燎原隊”和“銳取隊”的團隊成員正在為即將到來的全國總決賽做準備。電腦上正在播放著3D動畫演示，一輛十個車輪、車尾帶著奇怪設備的藍色箱式卡車正在進行路面修復。在他們的操作下，只見卡車先是對損壞的路面進行切割處理，切割下來的混凝土很快被碎成粉末，接著填入瀝青，最后對修補處進行擊打壓實，整個過程一氣呵成。這個叫作“全自動路面修復機”的作品是“星火燎原隊”嘔心瀝血數(shù)月的杰作。隊長譚輝介紹說：“有了它，只需一個人操作，就可以高效完成路面修復工作。”隊員王彪補充道：“它有效避免了傳統(tǒng)機器修復時間長、占用空間大的缺點，還減少了對交通的影響?！?br />    在“銳取隊”團隊成員的電腦上，一輛酷似探月車的小車正穿行在廢墟上，探測生命的跡象，它有一個神氣的名字：“地震救災——生命神探”。“地震是所有自然災害中給人類社會造成損失最大的一種地質災害，極易造成房屋倒塌、財產(chǎn)損失、人員傷亡，目前還無法準確地預知地震的發(fā)生并采取預防措施，大多是在震后實施救援，因此，地震救援實用技術在救援行動中顯得尤為重要?！笨梢哉f，“地震救災——生命神探”凝聚著“銳取隊”團隊成員深沉的社會使命感和責任感。“別看它其貌不揚，卻藏著大大的能量。”隊長殷壯壯解釋說，“這款地震救災車體積小，主要利用工程車輛搭載高清攝像頭和高度精密的生命探測儀，能進入到人無法進入的狹小空間里，自動探測受傷人員、定位并及時報告情況，以便救災人員更快更安全地救出被困人員，增加了救援效率?！?br />   “希望能用自己的專業(yè)知識為社會發(fā)展貢獻一份力量，用知識裝點自己的未來。”抱著這樣樸素的想法，兩支團隊一路披荊斬棘，“殺”進了全國總決賽。

    迎難而上勇挑戰(zhàn)
    對于三維數(shù)字化產(chǎn)品的制作，創(chuàng)新的艱難可想而知，它需要反復嘗試與不斷的堅持。有限元分析、電腦設計建模、模型制作實驗，無一不燒腦。在研發(fā)最緊張的時刻，隊員們成天泡在實驗室里，累了，就在桌上趴著睡一會兒?！靶腔鹆窃牎被ㄙM了三個多月的時間才完成“全自動路面修復機”的制作，而作品的構思時間要遠遠大于制作的時長，相當不易。為確定主題，他們從平時關注的科技前沿類推送中尋找靈感，構思作品，從平時學習的專業(yè)課上，在圖書館和中國知網(wǎng)上尋找合適的機構配置，并且和指導教師反復討論，仔細斟酌，最終才確定下來。在產(chǎn)品制作過程中，最讓人頭疼的就是動畫的制作，尤其是在切割部分，模塊轉換結構、轉動機構和吸取結構等精密設計必須確保精確度。每一次精確度出現(xiàn)誤差，都要投入大量的時間和精力修改。他們各司其職，又相互協(xié)作，王彪運用Solidworks2016版軟件輔助繪圖和制作動畫，安秀棋使用Adobe AfterEffectsCC 2018、Adobe Photoshop CC 2017和會聲會影X9輔助后期視頻，杜廣錚輔助配色，李世巍輔助繪圖和PPT制作，身為隊長的譚輝擔負著更多的責任，承擔著主要的畫圖和視頻工作，實現(xiàn)工作無縫隙過渡。在他們的共同努力下，集切、碎、收、安、壓五種功能于一體的機器“全自動路面修復機”得以順利完成。
    “地震救災——生命神探”的設計同樣經(jīng)歷了一波三折?！颁J取隊”的隊員們是一支即將畢業(yè)的“特殊隊伍”，因為共同的愛好組合到一起。為了給大學生活畫上一個圓滿的句號，他們沒有輕易認輸。王光和紀慶慶負責畫圖，高賀和孫江濤負責視頻制作，殷壯壯和龐鎮(zhèn)碩負責行走設計。作品要求一枚螺絲釘都要精確計算，長時間的畫圖更是考驗著團隊成員的細心和耐心。面對如何讓攝像頭安全避開障礙物這一大難題，他們曾把攝像頭安放在工程車的前、后、左、右等位置，用SolidWorks一次次嘗試可行性，結果發(fā)現(xiàn)無論如何都行不通。為了破解這一難題，他們查閱了大量資料，向老師請教。功夫不負有心人，隊員們在搜集資料時發(fā)現(xiàn)了一種可以伸縮的攝像頭，難題迎刃而解。作為整件作品一大亮點的輪胎設計，也費了不少周折。“剛開始我們想設計一種徘式的履帶，或者是八爪式的，但實驗證明它們都不能做到在廢墟上如履平地，這時，探月車給了我們啟發(fā)。”隊員紀慶慶說，“6個車輪既能讓車體很好地保持平穩(wěn)，與其他行走方式相比，速度上也占有絕對優(yōu)勢。
    砥礪前行再出發(fā)

    “作品具有很強的實用性和可開發(fā)價值，其表現(xiàn)形式和效果得到了評委們的一致認可。”他們的指導教師李輝評價道。凝聚著老師和同學們心血和付出的兩件特等獎作品，在我們這些“門外漢”眼中已經(jīng)很完美了。然而，隊員們并沒有因此而止步不前，而是認真正視不足和軟肋，充分發(fā)揮“工匠精神”，不斷完善作品，讓作品在“匠人”的錘煉中不斷提升。殷壯壯說：“嚴格地說，‘地震救災——生命神探’只是一個總體的框架，還有許多問題沒有解決，如行走裝置使用什么樣的電動機，電動機放在什么位置，還有待進一步完善。還有諸如如何供電、防水、防翻車等，都是我們正在努力解決的問題?！薄靶腔鹆窃牎币苍谌σ愿暗貙C構部件的零件進一步細化，并增添附加的功能部件及對作品進行整體美化。就這樣，隊員們把責任擔在肩上，把堅韌融入實踐，把汗水灑在實驗室，在原有的基礎上不斷精益求精。
     一路走來，一路收獲，從毫無頭緒到對作品了如指掌，隊員們也收獲了能力和成長。“作品內(nèi)容的設計和展現(xiàn)，除利用計算機3D技術外，還綜合運用了機械設計、機械原理等專業(yè)知識，極大提高了他們的三維設計創(chuàng)新能力，受到企事業(yè)用人單位的一致好評，大大提升了他們的就業(yè)競爭力?！崩钶x如是說。隊員們也高興地說：“自己的知識不斷得到練習、補充和擴展，個人的綜合素質得到很大提升?！北M管收獲了很多，但是，他們深知要想走得更遠，做得更好，就必須繼續(xù)在這條充滿艱辛的路上堅定不移地走下去。為此，當大多數(shù)同學都在忙于準備大學英語四六級考試或考研時，他們依然默默堅持著，不斷充實自己、創(chuàng)新鉆研產(chǎn)品……預祝他們在即將到來的全國總決賽的賽場上，取得優(yōu)異的成績。