本次新生机械创意大赛中，“最佳设计奖”是由评审团从八强队伍中选出的。感谢获奖队伍提供的设计思路及感想，下面就来了解一下这两支队伍吧！

机械与动力工程学院

19号队伍

F1802008 队长:李佳澳

机械结构设计

在设计之初，曾自购石英砂做了相关试验，最终为了使机构能够适应不同深度的方块并保证抓取效率，选择了机械爪加耙的结构作为得分结构。机械爪主要用来抓取物块，放入储存框中，使用了大爪子，提高容错，降低操作难度。整个机械臂有5个自由度，可以在较大的范围内移动，通过优化程序使舵机联动来降低操作难度。耙作为辅助得分结构，负责将沙中方块翻出。

底盘为履带式结构，专门选取了较为低矮的履带底盘来获得更多的上层空间。又专门制作了一块2mm厚铝板放在铝板上，用来安放上层结构。

存储结构由亚克力板切割拼接而成，至少能储存15个方块，通过旋转框整体来倾倒木块。

拔旗结构是单独设计的一个小爪子，爪子部分单独设计并由3D打印而成，面上贴有海绵，提高摩擦力。可以在不干扰其他功能实现的同时一直抓住旗子，能够高效地插拔旗。

铝板下安装激光模块来辅助瞄准。

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控制系统设计

控制系统核心为Arduino主机，辅助控制中心为舵机控制板和电机驱动板。为了适应复杂地形带来的电机堵死的情况，电机驱动板未采用常见的L298N模块，而是采用了更大功率的模块。为提高系统稳定性，使用三块锂电池分别对三块板子供电。

除底盘外，全部转动关节均使用舵机。

控制逻辑如下：

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控制程序设计

程序逻辑如下：

以下对手调机械爪位模块和两个自动化模块做详细说明。

机械爪得分结构的缺点在于难以手动操作。如果手动操作每个舵机的角度，就无法直观控制爪头的位置，只能通过试-错过程对准爪头再抓取，效率可想而知。仿照D-H算法思想，我们对机械爪进行了数学建模，并给出了爪头对准某位置时各舵机的旋转角：

经过调试后的程序运行良好，误差可控。

另外，自动化步骤也是程序设计过程中的难点。我们使用了较为成熟的自动化结构：

（注：该逻辑需要在高速循环的主循环中才能发挥作用）

程序源码已在GitHub上发布：https://github.com/wyjzxc/The-11th-SJTU-Mechanical-Innovation-Competition-for-Freshmen-F1802008-arduino-program （可点击阅读原文）

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设计亮点

由于设计了不少一键式操作，操作难度大大降低。可以利用一键抓取的空档进行瞄准，大大提高了效率。

机械与动力工程学院

23号队伍

F1802014 队长：易俊杰

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设计简介

没错，我们就是创造了举着粘鼠板给其他小车们“拜年”这一名场面的23号队伍，虽然决赛的表现十分“快乐”，但我们的设计仍然包含着足够的匠心。

我们始终秉持着独立自主制作的信念，从底盘侧板的切割加工打孔，到铲斗的3D打印，到电控程序的编写······全部自主完成，没有一个部件是买现成的。

无法自制机械臂，我们就用各种方法一一克服。铲斗集物、转犁翻土、鼠板粘旗······一个个秀翻了的操作背后是组员们的精心设计。

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队员感想

获奖感言：

我们是来自F1802014的23队，很荣幸能够获得本届机械赛最佳设计奖。

在整个比赛过程中，最令我们引以为傲的就是小车的原创性。我们一直相信，自己独立制作的结构也许性能没有采购的那么强大，但却更有意义，独立设计制作的过程，也会比仅靠组装得来的名次带给我们更大的收获。于是，从底盘的切割加工，到侧板的打孔，从铲斗的建模到3D打印，从电路的连接到电控程序的编写······所有这些都是我们“一手包办”。可以说除了轮子、履带和Arduino板，我们没有一个部件是买了现成的。

选择全自主制作必然会遇到更多的困难，但组员们仍用自己的聪明才智一一克服。在收集装置方面，我们没有采用常见的铲子+机械臂+储物盒的组合，而是仅利用铲子进行工件的收集，并通过铲子的后倾完成倾倒工作。这使得我们的小车在只有一个自由度的情况下仍能圆满完成绝大多数任务，体现了设计的简约之美。在小车底盘的下部，我们使用了一个犁状结构，通过对沙地的不断翻动来发掘埋藏的工件，从而便于工件的收集，这是其他参赛作品所没有的。在驱动装置的设计上，我们采用了履带，并将主动轮安装于高处，有效避免了沙粒对电机的干扰，增强了小车的机动性。我们使用强力胶来粘持旗杆，一方面弥补了缺少机械臂带来的夹取旗杆的困难，另一方面这个充满创意的想法也出乎了观众的意料，提升了观赛时的趣味性与话题度。

还记得侧板全部推倒重来时的迷茫，还记得赛前一天小车失控的慌张，还记得比赛开始前部件脱落的绝望······依靠着所有成员的通力合作和永不言弃的精神，这些乌云才得以一一消散。不久以后，比赛的输赢成败都将逐渐淡去，而我们永远是一个团队，我们携手并肩战胜一切困难的时刻将永远珍藏于记忆中。感谢有你，我的伙伴们！

23队长易俊杰

附部分成员感言：

1.       感谢TV。——蒋双麟

2.       感谢人民感谢党。——蔡恬乐

3.       坚持自己所坚信的，敢想敢做，玩得开心即可。——朱星月

4.       玩的开心就够了。——刘逸航

作为机械赛的举办方，除了想要看到队伍之间超强的竞技实力，创新有趣的设计外，也欣慰于大家能在比赛中享受过程，开心比赛，赛出自我！再次恭喜以上两支队伍获得最佳设计奖！

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