1月19日，机械与动力工程学院举办2024年秋季学期《设计与制造Ⅱ》课程项目展，此次项目展是学院“设计与制造”系列课程改革实践以来的第十届课程项目展。13个教学班级75个项目小组的300余位学子共同参加了活动。项目展主要来源于自主命题、挑战赛题和企业难题三个方向，设立综合组、越障机器人挑战组、弹跳机器人挑战组和企业命题组四条赛道，全方位展示学子们的批判性思维能力，以及发现、分析和解决工程问题的综合能力，体现创新精神和团队精神。
参展项目简介
轮式可连续跳跃机器人
项目旨在通过模仿动物的跳跃机制，设计出具有高效能量转换和运动能力的机器人。团队基于仿生学、人工智能、传感器技术等理论基础，采用人字齿齿轮齿条、轮式结构和混碳打印材料，将舵机驱动齿轮转动压缩弹簧实现蓄力，当蓄力达到不完全齿轮缺口部分时弹簧释放实现跳跃，以此实现跳跃、达到目标高度、落地后能够复位、实现连续跳跃等功能要求。
轻薄零件（A4纸）抓取机器人
同一批次的纸张在质地、色彩等方面有较大差异，高效精确分拣出优异纸张对于提高商品纸张质量有重要意义。项目采用取纸末端滚轮两自由度运动，以自适应不同纸槽位置与待分拣纸张高度；采用三级齿轮分段加速，以提高传动效率、控制精准度和自适应分拣过程中纸张高度变化，有效解决了大批量纸张中优质成品的高效、精确分拣。
Snail-基于蜗牛运动的仿生机器人
生活中的小型物件如何方便传送运输？项目设计并制造了一种基于蜗牛运动的仿生机器人原型机，利用二维定相位差凸轮组控制腹足提供动力，足部多维轴承多维约束以使其运动稳定、低噪音和低摩擦，可在平地或斜坡上运动，同时将蜗牛壳巧妙设计为可变形储物篮，能运输小型物件。
变刚度仿人灵巧手
机器人可以弹钢琴、旋瓶盖、抓取物品……项目以人手为参考，设计一个模仿人手肌肉-骨骼分布规律的刚柔机构，具有主动灵活性和被动柔顺性。该灵巧手具有可变的力量与速度输出以及高度交互能力，整手具有简洁的机电结构、控制架构以及高集成度，能满足抓握等日常生活与作业场景的需求。
头部类人仿生机器人
项目旨在优化机器人外观和拟人行为设计，使其更加逼真地模仿人类行为。团队选取仿生人眼为研究方向，通过机械结构传动实现各部位的独立运动，模仿真人眼球动作，加入电控或者其他结构设计进行多部位协同的自动控制，使模拟更真实。
全地形拾取机器人
地面散落的小物件如易拉罐、小纸盒，是否想有效拾取？项目设计并开发一款多地形拾取机器人，能够实现在多种复杂地形上的稳定移动与物品拾取功能。项目通过底盘设计、机械臂系统和控制逻辑，使机器人能够适应多样地形，完成任务。
咏春拳击对练机器人
项目针对传统咏春训练中的木人桩缺少与真人互动的弊端，设计了一款咏春对练机器人。采用半人半桩的形式，下盘稳固，上半身进行攻防，可还原咏春经典攻防动作。机器人身高可调，以适合不同身高的训练者。此外，超声波传感器分布在身体正面，可防守反击，增加了训练的趣味性。
越障机器人
项目基于机器人能适应爬坡、过门洞、跨越凹坑等不同的地形要求，改进机构，实现越障功能。通过锥齿轮传动设计和纵向电机放置，缩短空间安装间距。通过齿形孔与凸台齿轮设计，使电机传动稳定有力。
课程简介
《设计与制造Ⅱ》新工科课程是学院机械类专业第一门系统培养学生对现代机器建立正确认知、科学分析和原创设计能力的专业核心基础课，前身是机械原理、机械设计两门上海市精品课程，2012年启动两课融合建设，逐步建立了产品研发牵引的课堂-课外“双主线并行”项目式教学方法、知识点和能力点承载思政点的“三点合一”融入式课程思政育人方法，通过“三个搬进”（“把现代机器搬进课堂”“把产品开发搬进课程”“把科研训练搬进项目”）和“四个重塑”（内容体系重塑、教学模式重塑、考核方式重塑、思政育人途径重塑），引导学生系统建构起对现代机器的整体认知及其方案原创设计的思维和基本能力，为制造强国建设培养后备生力军。课程获评教育部机械原理课程群虚拟教研室“名师示范课程”、国家级一流本科课程、教育部首批课程思政示范课程、上海市重点课程、上海市精品课程等，是学院“设计与制造”项目式教学系列课程的标杆课程，被教指委领导誉为“国内课程改革的旗帜”。课堂教学和课程项目展被教育部机械原理课程群虚拟教研室等3家虚拟教研室全网直播，观摩高校达160所。多所高校借鉴了课程教改经验做法，近五年受邀作国际大会报告2次、国内大会报告和教改培训等各类报告讲座50余次，影响广泛。
课程团队承担了教育部、国家教指委、上海市、学校等各级教改项目23项，发表教学学术论文10篇，出版教材教辅8本、科普书籍3本，研制出版我国第一部《机械类专业课程思政教学指南》，入选首批教育部课程思政教学名师和教学团队、新华思政优秀名师、上海市课程思政示范团队和教学名师、上海市教学能手，荣获上海市高校教师教学创新大赛一等奖、全国高校青年教师教学竞赛一等奖、首届“科德杯”中国机械行业产教融合教育教学创新大赛特等奖、上海市高校青年教师教学竞赛特等奖等荣誉。
学院项目式教学简介
为践行上海交大“四位一体”人才培养理念，培养适合我国未来产业需求的创新型工科人才，机械与动力工程学院对接国际先进教学理念，开创学院项目式教学的先河。在设计与制造系列课程（《工程学导论》《设计与制造I》《设计与制造II》《设计与制造III（毕业设计》）教学实践中，将工业企业以及人们现实生活中的工程问题引入课堂，项目式教学组织方式整体贯穿，强调产品设计与制造的系统规划及全局优化问题，循序渐进培养学生工程思维与综合实践能力。同时依托课程项目展将项目式课程教学、本科生毕业设计和国际联合毕业设计的成果进行集中展示，致力提升学生解决实际工程问题、交流沟通、团队合作、跨文化国际协作、跨学科知识整合及运用等方面的能力，形成了校企专家与学生之间相互学习、相互启发的“多赢”局面。课程项目展是对学院“重实践、求创新”育人理念的生动诠释，更是学院卓越工程科学人才培养体系改革成果的集中展示，获得了国内外教育界同行及兄弟院校的好评以及合作企业的认可。
2024年秋季学期《设计与制造Ⅱ》课程项目展获奖名单
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