1月19日，機械與動力工程學(xué)院舉辦2024年秋季學(xué)期《設(shè)計與制造Ⅱ》課程項目展，此次項目展是學(xué)院“設(shè)計與制造”系列課程改革實踐以來的第十屆課程項目展。13個教學(xué)班級75個項目小組的300余位學(xué)子共同參加了活動。項目展主要來源于自主命題、挑戰(zhàn)賽題和企業(yè)難題三個方向，設(shè)立綜合組、越障機器人挑戰(zhàn)組、彈跳機器人挑戰(zhàn)組和企業(yè)命題組四條賽道，全方位展示學(xué)子們的批判性思維能力，以及發(fā)現(xiàn)、分析和解決工程問題的綜合能力，體現(xiàn)創(chuàng)新精神和團隊精神。

參展項目簡介

輪式可連續(xù)跳躍機器人

項目旨在通過模仿動物的跳躍機制，設(shè)計出具有高效能量轉(zhuǎn)換和運動能力的機器人。團隊基于仿生學(xué)、人工智能、傳感器技術(shù)等理論基礎(chǔ)，采用人字齒齒輪齒條、輪式結(jié)構(gòu)和混碳打印材料，將舵機驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動壓縮彈簧實現(xiàn)蓄力，當(dāng)蓄力達到不完全齒輪缺口部分時彈簧釋放實現(xiàn)跳躍，以此實現(xiàn)跳躍、達到目標(biāo)高度、落地后能夠復(fù)位、實現(xiàn)連續(xù)跳躍等功能要求。

輕薄零件（A4紙）抓取機器人

同一批次的紙張在質(zhì)地、色彩等方面有較大差異，高效精確分揀出優(yōu)異紙張對于提高商品紙張質(zhì)量有重要意義。項目采用取紙末端滾輪兩自由度運動，以自適應(yīng)不同紙槽位置與待分揀紙張高度；采用三級齒輪分段加速，以提高傳動效率、控制精準(zhǔn)度和自適應(yīng)分揀過程中紙張高度變化，有效解決了大批量紙張中優(yōu)質(zhì)成品的高效、精確分揀。

Snail-基于蝸牛運動的仿生機器人

生活中的小型物件如何方便傳送運輸？項目設(shè)計并制造了一種基于蝸牛運動的仿生機器人原型機，利用二維定相位差凸輪組控制腹足提供動力，足部多維軸承多維約束以使其運動穩(wěn)定、低噪音和低摩擦，可在平地或斜坡上運動，同時將蝸牛殼巧妙設(shè)計為可變形儲物籃，能運輸小型物件。

變剛度仿人靈巧手

機器人可以彈鋼琴、旋瓶蓋、抓取物品……項目以人手為參考，設(shè)計一個模仿人手肌肉-骨骼分布規(guī)律的剛?cè)釞C構(gòu)，具有主動靈活性和被動柔順性。該靈巧手具有可變的力量與速度輸出以及高度交互能力，整手具有簡潔的機電結(jié)構(gòu)、控制架構(gòu)以及高集成度，能滿足抓握等日常生活與作業(yè)場景的需求。

頭部類人仿生機器人

項目旨在優(yōu)化機器人外觀和擬人行為設(shè)計，使其更加逼真地模仿人類行為。團隊選取仿生人眼為研究方向，通過機械結(jié)構(gòu)傳動實現(xiàn)各部位的獨立運動，模仿真人眼球動作，加入電控或者其他結(jié)構(gòu)設(shè)計進行多部位協(xié)同的自動控制，使模擬更真實。

全地形拾取機器人

地面散落的小物件如易拉罐、小紙盒，是否想有效拾取？項目設(shè)計并開發(fā)一款多地形拾取機器人，能夠?qū)崿F(xiàn)在多種復(fù)雜地形上的穩(wěn)定移動與物品拾取功能。項目通過底盤設(shè)計、機械臂系統(tǒng)和控制邏輯，使機器人能夠適應(yīng)多樣地形，完成任務(wù)。

詠春拳擊對練機器人

項目針對傳統(tǒng)詠春訓(xùn)練中的木人樁缺少與真人互動的弊端，設(shè)計了一款詠春對練機器人。采用半人半樁的形式，下盤穩(wěn)固，上半身進行攻防，可還原詠春經(jīng)典攻防動作。機器人身高可調(diào)，以適合不同身高的訓(xùn)練者。此外，超聲波傳感器分布在身體正面，可防守反擊，增加了訓(xùn)練的趣味性。

越障機器人

項目基于機器人能適應(yīng)爬坡、過門洞、跨越凹坑等不同的地形要求，改進機構(gòu)，實現(xiàn)越障功能。通過錐齒輪傳動設(shè)計和縱向電機放置，縮短空間安裝間距。通過齒形孔與凸臺齒輪設(shè)計，使電機傳動穩(wěn)定有力。

課程簡介

《設(shè)計與制造Ⅱ》新工科課程是學(xué)院機械類專業(yè)第一門系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)代機器建立正確認(rèn)知、科學(xué)分析和原創(chuàng)設(shè)計能力的專業(yè)核心基礎(chǔ)課，前身是機械原理、機械設(shè)計兩門上海市精品課程，2012年啟動兩課融合建設(shè)，逐步建立了產(chǎn)品研發(fā)牽引的課堂-課外“雙主線并行”項目式教學(xué)方法、知識點和能力點承載思政點的“三點合一”融入式課程思政育人方法，通過“三個搬進”（“把現(xiàn)代機器搬進課堂”“把產(chǎn)品開發(fā)搬進課程”“把科研訓(xùn)練搬進項目”）和“四個重塑”（內(nèi)容體系重塑、教學(xué)模式重塑、考核方式重塑、思政育人途徑重塑），引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)建構(gòu)起對現(xiàn)代機器的整體認(rèn)知及其方案原創(chuàng)設(shè)計的思維和基本能力，為制造強國建設(shè)培養(yǎng)后備生力軍。課程獲評教育部機械原理課程群虛擬教研室“名師示范課程”、國家級一流本科課程、教育部首批課程思政示范課程、上海市重點課程、上海市精品課程等，是學(xué)院“設(shè)計與制造”項目式教學(xué)系列課程的標(biāo)桿課程，被教指委領(lǐng)導(dǎo)譽為“國內(nèi)課程改革的旗幟”。課堂教學(xué)和課程項目展被教育部機械原理課程群虛擬教研室等3家虛擬教研室全網(wǎng)直播，觀摩高校達160所。多所高校借鑒了課程教改經(jīng)驗做法，近五年受邀作國際大會報告2次、國內(nèi)大會報告和教改培訓(xùn)等各類報告講座50余次，影響廣泛。

課程團隊承擔(dān)了教育部、國家教指委、上海市、學(xué)校等各級教改項目23項，發(fā)表教學(xué)學(xué)術(shù)論文10篇，出版教材教輔8本、科普書籍3本，研制出版我國第一部《機械類專業(yè)課程思政教學(xué)指南》，入選首批教育部課程思政教學(xué)名師和教學(xué)團隊、新華思政優(yōu)秀名師、上海市課程思政示范團隊和教學(xué)名師、上海市教學(xué)能手，榮獲上海市高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽一等獎、全國高校青年教師教學(xué)競賽一等獎、首屆“科德杯”中國機械行業(yè)產(chǎn)教融合教育教學(xué)創(chuàng)新大賽特等獎、上海市高校青年教師教學(xué)競賽特等獎等榮譽。

學(xué)院項目式教學(xué)簡介

為踐行上海交大“四位一體”人才培養(yǎng)理念，培養(yǎng)適合我國未來產(chǎn)業(yè)需求的創(chuàng)新型工科人才，機械與動力工程學(xué)院對接國際先進教學(xué)理念，開創(chuàng)學(xué)院項目式教學(xué)的先河。在設(shè)計與制造系列課程（《工程學(xué)導(dǎo)論》《設(shè)計與制造I》《設(shè)計與制造II》《設(shè)計與制造III（畢業(yè)設(shè)計》）教學(xué)實踐中，將工業(yè)企業(yè)以及人們現(xiàn)實生活中的工程問題引入課堂，項目式教學(xué)組織方式整體貫穿，強調(diào)產(chǎn)品設(shè)計與制造的系統(tǒng)規(guī)劃及全局優(yōu)化問題，循序漸進培養(yǎng)學(xué)生工程思維與綜合實踐能力。同時依托課程項目展將項目式課程教學(xué)、本科生畢業(yè)設(shè)計和國際聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的成果進行集中展示，致力提升學(xué)生解決實際工程問題、交流溝通、團隊合作、跨文化國際協(xié)作、跨學(xué)科知識整合及運用等方面的能力，形成了校企專家與學(xué)生之間相互學(xué)習(xí)、相互啟發(fā)的“多贏”局面。課程項目展是對學(xué)院“重實踐、求創(chuàng)新”育人理念的生動詮釋，更是學(xué)院卓越工程科學(xué)人才培養(yǎng)體系改革成果的集中展示，獲得了國內(nèi)外教育界同行及兄弟院校的好評以及合作企業(yè)的認(rèn)可。

2024年秋季學(xué)期《設(shè)計與制造Ⅱ》課程項目展獲獎名單

                                                                                                                                                                   轉(zhuǎn)自上海交通大學(xué)官網(wǎng)                              

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