大学生课外科技学术作品竞赛优秀奖材料.docx

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大学生课外科技学术作品竞赛优秀奖材料

1、高性能垂直轴风力发电机组控制模型

此作品以垂直轴液压型风力发电机组为研究对象，主要针对机组的垂直轴风力机特性和高精度并网转速控制展开研究。

提出了基于风速预测的变量马达摆角和比例节流阀协调控制的高精度并网控制策略，针对实际工程应用中存在的低风速启动问题，提出了采用补油泵辅助启动的控制方法，实现了机组的快速平稳启动。

针对机组的并网转速控制，根据垂直轴风力机输入转速特点，提出基于风速预测的转速控制策略，最终使变量马达转速稳定在额定值，满足并网需求。

图1-1实验平台实物图

2、一种新型能量再生汽车减震器

随着社会发展，能源短缺受到了各个国家的重视，能源再利用成为了热门研究方向。

本品为新型能量再生汽车减震器，既具备传统减震器的效果，又可实现能量的回收利用，并具有与以往馈能减振器不同的运动转换装置。

该馈能减振器采用具有单螺旋自由度的并联机构作为运动转换装置，将减震器的线性运动转变成旋转运动带动发电机发电，使能量转换效率更高。

本发明结构简单、能量回收效率高、原理清晰，有很强的实用价值和良好的发展前景。

图2-1馈能减震器实物

3、鲤鱼机器人控脑技术的基础研究

基于刺激鲤鱼机器人脑运动功能区从而控制鲤鱼机器人运动行为的学术思想，本作品通过脑立体定位、颅腔封闭技术、脑标本前固定法、组织切片等多种技术手段，再结合MRI影像技术，发现脑运动神经核团；借助计算机X线断层扫描（computedtomography，CT）和磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）大型医学影像设备掌握鲤鱼颅脑结构并发现脑运动区以及立体位置，并协助判断刺激电极在脑组织中的植入位置，为向脑运动区植入电极导航；研制鲤鱼机器人矩阵式电极和搭载装置；借助脑立体定位仪将矩阵式电极植入到支配不同形式运动的脑运动神经核团；筛选适宜的材料与方法封闭颅腔并固定电极，且保障鲤鱼机器人能够长时间生存；脑损毁引起鲤鱼水下运动丧失、离水浅麻醉状态电刺激脑调控动作、水下自由状态电刺激脑诱导运动的三种方法，相互印证，确定刺激电极植入的脑运动区；将PXI模块化仪器箱、计算机、电极控制箱构成控制系统；应用以上技术，实现对鲤鱼机器人运动的控制，并展开对鲤鱼机器人控脑技术的基础研究。

对鲤鱼机器人运动控制的水下实验进行了拍摄，观察到鲤鱼机器人在本装置内的前进和转向等运动，本作品以直线前进、左转90°和右转90°运动为例展示视频截图（图3-1）。

图3-1水迷宫内鲤鱼机器人无线遥控实验

a.鲤鱼机器人前进运动；b.鲤鱼机器人左转向运动；c.鲤鱼机器人右转向运动

图3-2

团队合影照片

4、INGuide—基于摄像头阵列的四旋翼飞行器导航系统

基于摄像头阵列的四旋翼飞行器导航系统，是由摄像头搭建起来的，对摄像头采集到的图像进行分析、处理，能自动识别四旋翼飞行器的位置，辅助调节四旋翼的PID，使其绕不同轨迹飞行。

根据调查显示，绝大多数人都遇到过在建筑物（商场，写字楼，医院…）内找不着路的情况。

现如今在室外应用很广泛的GPS导航系统存在室内信号差、精度低等问题。

而该系统能巧妙的运用现代化建筑中现有的摄像头，反馈出多元化的路线，指引用户到达目的地，提高效率。

图4-1四旋翼

5、过冷奥氏体变形对纳米贝氏体组织及力学性能的影响

钢铁材料有向超高强度发展的趋势，但是，在获得超高强度的同时保持良好的塑性与韧性是研发工作面临的一大难题。

该项目利用过冷奥氏体变形降低钢的Ms点，在中碳高硅钢中实现了低温等温转变，并成功制备出板条厚度较细，综合力学性能及焊接性能良好的纳米结构贝氏体，对促进我国经济技术的发展具有重要意义。

图5-1试验钢等温转变工艺及试样的TEM组织：

（a）330℃;（b）360℃;

6、空间六自由度外骨骼负重助力装置

此方案设计了一种多领域结合的辅助外骨骼搬运装置，是一种可穿戴设备，融入了先进的控制、信息和通信技术的人机电系统，为穿戴者提供防护、支撑作用，大大增强人体自身能力。

产品主要通过对人体行走动作的采集和传感器对人体运动信号信息的收集，控制系统做出相应的反应，调整产品，帮助人体减轻负重。

灵活的结构使其具有适应复杂地形的能力，可以将多种模式应用于多种地形，可用于军用、民用、医用等领域的物料搬运。

图6-1第二脊柱构想模型

图6-2第二脊柱拆分模型

7、可降解的多循环环保型快递包装及其循环体系

该小组同学从自己的专业出发，结合当今时代大环境和国家政策法规等，创建性的提出了这样一个创业计划，他们试图利用现今国家支持环保产业的从当今最热门的快递行业分一杯羹。

此外，当今许多大的快递公司如京东顺丰等都开始注意到环保快递包装这一个新的发展点，也正因如此，他们才想到了利用自己所学知识参与到大型公司的快递换代行动中来，创建一个依附于快递行业的快递包装生产和服务的企业。

首先是利用石头纸这一新型材料来制造无污染可降解的快递包装，以达到环保的目的。

石头纸技术在国内并不是特别为人所知，但是它能给我们带来的好处真的有很多，它的应用领域也不仅仅只局限于快递包装行业，在购物所用的购物袋、家居装修的墙纸、、书写绘画所用的书写纸方面它都可以进行改进。

他们对它的工艺流程进行了探索，并采取可行的方案进行生产。

另外，他们也从共享经济中得到了启发，提出了快递包装回收利用这样一个概念，运用当今社会上人们几乎每天都会看见的二维码，计划研发一款手机微信小程序软件，让用户能用手机就可以实现新型快递袋的循环，网络上的循环体系的运转就可以轻松构建。

此外客户收到快递之后再次从客户手中回收快递包装，可以到达环保利用和降低成本的目的。

8、新时代高校大学生犯罪问题研究

随着新时代全面依法治国、建设社会主义法治国家的脚步不断加快，大学生犯罪问题频发引起社会各界关注，也受到了大学生群体自身的极大关注。

燕山大学文法学院的六名同学在罗杰老师带领下，对新时代高校大学生犯罪问题展开调研，形成了具有实际应用价值和现实借鉴意义的调研作品，荣获第二十三届“世纪杯”特等奖，这支团队也是入围特等奖的唯一一支人文社科类团队。

在依法治国的大背景下，了解社会对大学生犯罪的态度以及大学生犯罪的成因，影响因素以及应该如何预防等，可以对研究和预防大学生犯罪提供帮助，也有利于推进我国的法制化进程。

本次调研视角也颇为新颖，不仅可以分析当代大学生的犯罪心理，还可以更详尽的了解社会大众心理。

对于法学和政治学的学生而言，大学生犯罪问题虽与自身专业密切相关，但是落实到查阅大量中外专业文献、搜集大量相关数据、进行具体调研安排的细化部分，却对整个团队带来了不少挑战。

面对这些挑战，大家都没有懈怠、没有气馁，遇到问题就一起开会研究，遇到困难就一起思考对策。

思维的碰撞使项目的发展更加精美完善。

在整个调研过程中，指导教师罗杰也以其深厚的专业素养和丰富的调研经验耐心答疑、指点迷津。

在整个团队形成合力、追求完美的努力下，形成一份沉甸甸的项目计划和调研成果。

正是这种团结合作、不断精进、力求完美的的精神注定了这只调研团队杀出重围，成为特等奖中唯一一支人文社科类团队。

面对未来，团队成员信心十足，力求在此项目的基础上不断深化，争取更大的成果和进步。

9、侧纵倾解耦式避震器结构设计

该项目是一种赛车悬架布置的新形势，其适用于各级别方程式赛车以及高级跑车上，目前我们将此项目使用于中国大学生方程式汽车大赛。

并且完美经过了2018年在湖北襄阳赛场的考验。

中国大学生方程式汽车大赛对于赛车的极限性能提出了很大的要求。

而悬架将轮胎收到地面的力传递给车架，对于车身的姿态、车辆的极限影响很大。

本项目引入一种由两个弹簧、避震器组成，将侧纵倾解耦的悬架形式，增大侧倾刚度的调节范围。

更好的提升转向性能，提高赛车极限。

同时我们采用横置式避震，侧纵倾完全解耦式结构设计将赛车的侧倾角刚度完全分离出来，极大地提高了赛车悬架的可调节性。

并且相较于赛事主流的“第三弹簧”式悬架的赛车悬架结构极大地节省了空间，为赛车的空气动力学套件让出了极大地优化空间，同时我们相比“第三弹簧”式悬架少用了一条避震器，极大地节约了成本。

在去年中国大学生汽车方程式大赛中，我们是国内首次应用侧纵倾解耦式避震器结构。

让众多裁判专家眼前一亮并给予了高度的评价，在比赛中的表现也让我们坚信它能够提高赛车侧倾极限，从而与主流造价昂贵的“第三弹簧”式悬架抗衡。

从而提高我们赛车的竞争力，可以说我们的设计成就显著！

图9-1侧纵倾解耦式避震器实物

图9-2团队合影

10、基于云数据智能植保无人机

《基于云数据智能植保无人机》由我校里仁学院学生孙伟波、罗文波、樊钊等人于2018年6月立项，致力于解决植保无人机操作难度高、效率低，且难以普及的问题。

该项目自成立以来，得到了燕山大学电气工程学院郝晓辰教授的技术指导和里仁学院创新创业指导中心大力支持，先后获得了获得“互联网+”、“深创杯”等多项国家级、省级奖项。

该项目根据传统人工操作无人机作业过程中遇到的问题，提出了一种基于GPS和GPRS的混合农业植保无人机高精度定位系统的设计，设计了无需手动操控的无人机飞行管控系统和无人机遥感数据处理软件系统，来解决无人机飞行控制和数据处理过程中的问题。

该设计降低了使用者的操作难度，大大提高了农业植保作业工作效率。

六旋翼农业植保无人机主要由无人机机体及机载农药喷洒系统组成。

其中，六旋翼无人机主要由动力系统（包括:

电池、电机、电调、桨）;飞行器主体（包含:

机架，起落架）和控制系统（包括:

遥控器、接收器、飞行控制器）组成。

图10-1机架

图10-2喷洒装置

本产品采取了一种基于GPS和GPRS的混合农业植保无人机高精度定位系统的设计，通过该系统可以有效地弥补GPS在复杂环境的定位不足，提高农业植保无人机的定位精度。

图10-3在校内进行的飞行路线预设并成功试飞

图10-4第一代实物图片

团队先后参加“美丽河北·青春梦”河北省大学生创新创业大赛、2016年“创青春”河北省大学生创业大赛、河北省第四届创新创业大赛、第二届中国“互联网+”大学生创新创业大赛、2016年全国大学生微创业行动均取得优异成绩。

11、基于无人驾驶技术的运输智能车

电子商务以及物流运输的迅猛发展，企业对于运营成本与效率的追求逐渐白热化，在此背景下自动化仓储物流构建非常重要。

基于此，由我校理学院杜会静老师带领的由理学院、电气学院、里仁学院、经管学院的学生组团队设计了一款基于无人驾驶技术的智能运输车，并获得了燕山大学第23届“世纪杯”科技作品竞赛特等奖。

该智能车集中运用了现代传感、无线通讯、人工智能及自动控制等技术，集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体。

系统采用32位MK60DN12VLQ10微控制器作为核心控制单元，通过CMOS摄像头采集物流通道相关数据，集成图像处理算法、电感采值寻迹算法，通过自动寻迹实现无人驾驶；该系统还可采集如温度、压强、海拔高度、气压、速度、加速度、GPS等数据，并实时上传至主控制端，方便后续功能的进一步扩展。

项目负责人为理学院16级电子信息科学与技术的陈正才同学，该同学创新能力突出，其主持的国家级大学生创新训练计划一项也被评为优秀结题项目。

随着智能制造的发展，智能物流的作用进一步凸显，智能制造必须有智能物流作为保证和支撑，物流仓储智能化已是必然趋势，前景广阔。

该智能车的推广及应用，在降低人力成本、降低差错率的同时，能够明显地提高物流运营效率。

12、一种自驱动机械通风型太阳能空气集热器

本发明创新另辟蹊径地提出一种自驱动机械通风型太阳能空气集热器，即以折流板型太阳能空气集热器为原型，将首腔集热板替换为太阳能电池板，利用太阳能电池板的发电驱动集热器出口处风扇