第17届全国三维数字化创新设计大赛
“华中数控杯”工业协作机器人及
数字孪生技术创新应用专项赛全国总决赛
在北京航空航天大学落下帷幕
武大学子首次参赛
斩获两项国家级一等奖
团队指导老师李敏获优秀指导教师
和珞珞珈珈一起走近获奖队伍吧~
2024年全国三维数字化创新设计大赛（简称“全国 3D 大赛”）由国家制造业信息化培训中心、北京航空航天大学、全国3D技术推广服务与教育培训联盟、北京光华设计发展基金会、武汉华中数控股份有限公司联合举办。来自全国23个赛区，共145支优秀精英团队入围总决赛。同时，专项赛利用工业协作机器人及数字孪生技术创新应用平台，以真实的工业装备和应用环境作为赛场，考察大学生解决机器人领域复杂工程问题的综合能力。
▲武汉大学获奖团队国赛现场合照
▲武汉大学本科生院工创中心李敏老师获优秀指导老师（左七为李敏老师）
这是武大学子首次参加全国3D大赛，在本次大赛中，武大取得了丰硕成果：参赛团队斩获两项国家级一等奖，武汉大学大学生工程训练与创新实践中心（简称“工创中心”）李敏老师获评“优秀指导老师”。此次参赛团队的比赛任务是在两个小时之内通过机械臂将液体瓶罐从存放区运送到拍照区，进行液体瓶罐识别与角度判定，再通过机械臂运送到开罐区，打开液体瓶盖，并倒入150毫升的量杯中，最后再将液体瓶罐放置回回收区。与此同时，参赛团队需进行场外答辩，完成不同种类瓶盖开盖数量越多，加分越多。接下来，和珞珞珈珈一起直击比赛现场吧！
由来自动力与机械学院能源与动力工程专业的三名同学刘文锦、代紫馨、寿雨晴组成的空间小队在本次大赛中斩获国赛一等奖。几个月前，刘文锦在与李敏老师的一次交流后决定报名参加3D大赛，或是缘分使然，她和室友们交谈时偶然提到这件事情，代紫馨和寿雨晴立马表示她们也很感兴趣，于是三人一拍即合，立刻踏上了备战之旅。
如何用同一套抓夹实现不同类型瓶盖的开盖工作呢？这是空间小队在备赛时的困扰，面对困难勇于探索，她们提出了设想：“我们能不能在一套抓夹上设计不同的机构，让它们相互配合但是不会影响彼此工作呢？”带着这个设想，空间小队经过十几版的设计、再版与3D打印，终于，设想成为了现实，她们的开盖机构具有了完成至少四种不同类型瓶盖的开盖工作的能力，这也是她们最终取得优异成绩的关键。
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在备赛过程中，有这样一件事情给队长刘文锦留下了深刻印象：八月初，空间小队的拍照识别饮品瓶罐的系统突然出了问题，她们咨询了很多技术老师都没有得到解决方案，团队备赛进度整体被拖慢，队员们都处于焦虑的状态中。终于，在李敏老师帮助下，有一位技术老师回应了问题，并通过视频电话一步步指导空间小队发现错误并修复了视觉系统。
或许正是有了这次经历，当刘文锦在比赛过程中发现在备赛时一直采用的编程机械臂路径出现了问题，如果依然采用原路径会发生碰撞，这一次，她们第一时间冷静了下来，沉着应对。在已经花费了半个小时的情况下，依然果断找寻新的路径，终于探索出了一条完全不同的路径，并且依照新的路径，空间小队非常准确的完成了比赛要求的开盖分装等任务。经过三人的密切配合和团结协作，空间小队完成了矿泉水瓶盖、啤酒瓶盖、酸奶拉环式瓶盖三种不同类型瓶盖的液体开盖工作，完成数量遥遥领先，最终斩获国家级一等奖。
“这份荣誉不仅是属于我们队伍的，更是属于武汉大学的，我们非常自豪能在此次比赛中贡献自己的力量。”当比赛结果揭晓，三位同学热泪盈眶，紧紧拥抱住彼此，共同庆祝这个来之不易的奖项。“在等待过程中内心非常忐忑不安，”刘文锦坦言，“因为来自各个高校的参赛队伍实力都很强，尤其是一些之前就已经参加过并且取得优异成绩的高校，我们代表学校首次参赛，压力是非常大的。”念念不忘，必有回响，命运不会辜负全力以赴的人，最终，她们带着国赛一等奖的荣誉满载而归。
同样登上颁奖台的还有这支由来自不同学院队员组成的“夹爪.step”团队,队长陈映午来自遥感信息工程学院，队员张帆和贺铭萱来自动力与机械学院。在比赛命题发布之后，团队成员迅速开始了备赛。随着交流的深入，三人逐渐发现各自的优势和特长，进一步明确了各自的角色和任务，“我们每个人不仅能够完成自己的任务，还能兼顾其余角色和并完成相应任务，定期评估团队合作进度和成员的合作情况。”队长陈映午说道，正是高效的团队合作使得夹爪.step最终斩获国赛一等奖。
与空间小队不同的是，面对实现不同类型瓶盖的开盖任务，“夹爪.step”团队想要设计出多功能夹爪，在不更换夹爪主体情况下，根据不同情况更换不同结构模组。最终，团队设计出两套夹爪，在一号夹爪上以波浪型夹爪为主体、集成了可替换的开盖小夹爪、起子型零件等功能模块。在二号夹爪上，则设计剥开吸管塑料薄膜并且将吸管插入锡箔纸的结构，集成了开盖小夹爪模块用于拧开不同大小的瓶盖。使用时，通过辅助机构夹紧吸管，让剥吸管薄膜结构上下移动将其剥开，确保剥吸管的可靠性和简单易行性。
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有了多功能夹爪的可替换结构模组设计，团队成员在备赛过程中快速更换，以灵活应对赛场上各种突发情况。同时，为响应3D大赛经济环保的办赛理念，“夹爪.step”团队通过模块化设计，增加了夹爪主体的复用性以及各个功能模块的多用性以及可拓展性，大大减少材料的浪费，并且使用生物可降解的PLA材料作为主体材质，实现系统实用性与环保性的统一。
回望整个比赛过程，三位成员最难忘的是团队并肩作战，一起不眠不休攻克技术难关的时光。在设计好打开啤酒瓶的功能模块后，团队遇到了夹爪无法正常撬开较硬啤酒瓶盖的难题，调试了许久也没有解决。三人相互鼓励后，迅速开始分工合作。修改模型、加工零件、在机器人上反复调试......“虽然当时已经是深夜，但我们却丝毫不觉得疲倦，反而精神饱满，一步步地调整模型与试验。”最后，在听到啤酒瓶盖成功打开并发出“砰”地一声响时，团队成员们激动地站了起来，在后来的决赛赛场上他们也成功打开了啤酒瓶盖，助力团队斩获国赛一等奖。
全力以赴后是脚踏实地的底气。“当我们在赛场上打开最后一个瓶盖时，我们就知道这次一定能拿下一等奖”，陈映午向我们分享道，“在比赛结束哨响那一刻感觉之前的辛苦和努力都得到了回报。我们对此也深感荣幸，因为能站在这个舞台上，不仅是个人的努力，更是整个团队以及背后支持我们的老师和同学们的共同成果。”
通过这次比赛，团队成员们对学科竞赛和创新实践有了全新的认识。竞赛不仅仅是知识的比拼，更是对团队协作能力、创新思维以及临场应变能力的全面考验。在比赛过程中成员们学会了如何进行高效沟通，如何找到问题突破口，也懂得了持续思考、充分准备的重要性。
站到领奖台上，喜悦与感激之情萦绕在所有团队成员心中。他们代表学校首次参赛，一步步摸索终不负所托。“感谢工创中心的老师们的鼎力相助，感谢李敏老师在比赛前中后的全方位指导，感谢与我们一起为学校荣誉奋战的其他队伍同学，感谢每一次并肩前行的我们。“或许团队经历不同，或许来自学院不同，他们因工创中心结缘，拿到最高奖项后不约而同地向“同行人”投来了感激的目光。我们相信，未来他们会继续带着热爱，勇毅前行。
▲从左到右依次为：李敏、张帆、贺铭萱、陈映午、代紫馨、寿雨晴、刘文锦
优异成绩的背后离不开一个坚强的后盾。本次大赛中获评“优秀指导老师”的李敏老师指出大学生通过参与各类型创新实践项目，能够极大提升自身解决实际问题的能力。而学科竞赛作为最具代表性的创新实践项目，为大学生综合能力训练和自我风采展示提供了全国性甚至国际化竞技平台。工创中心是武汉大学工程教育公共平台、创新实践与创业孵化基地，为我校大学生参与创新实践项目提供一站式服务，在科创训练营中帮助珞珈学子从零基础快速进入项目角色，最终学有所得。
▲工创中心搭建多元教学实验平台
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▲工创中心打造创客工场
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▲工创中心打造工创工坊
武汉大学始终鼓励广大学子投身于创新创造的实践中，充分利用数智化实验实训平台提升创新创造能力。李敏老师代表工创中心向所有有志于投身学科竞赛和创新创造实践的珞珈学子发出邀请：“工创中心欢迎对创新创造实践感兴趣的同学常来工创看看，加入工创，融入工创！”
响应国家号召，培育实践精英
激发创新火花，弘扬工匠精神
未来 武大将继续打造创新实践平台
以创新为帆，以技术为桨
实现青年数字人才培养与
数字技术融合应用创新
为人才培养注入新动力
开启新篇章！
感谢武汉大学大学生工程训练与创新实践中心
封面图：舒佩
摄影：武汉大学大学生工程训练与创新实践中心
部分由受访团队提供
文案：张媛 部分由受访团队提供
编辑&责编：张媛
审核：张佳宁
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