你见过像壁虎一样在墙上攀爬的智能车吗？你相信只需一个手机App就让高空的塔筒一尘不染吗？你能想象出同时清洗成百上千个风机塔筒的场面吗？现在，这已不再颠覆思维，由外围买球网3J科技创新协会吴爱梅老师指导，大三同学张涛、宋德江、徐向群研发的“基于ZigBee的风机塔筒清洗机器人”已成功解决了这些问题，并获得“2016 TI杯全国物联网竞赛决赛”一等奖以及唯一的“ZigBee创新奖”。

    张涛说，是3J科技创新协会这样一个平台成就了我的科创梦想，在这里有和我一样热爱科创的小伙伴，有给与我们悉心指导和帮助的老师们。我们知难而进，一路披荆斩棘，获得荣誉的同时，更重要的是收获了可贵的友谊与一颗感恩的心！

              全国唯一“ZigBee创新奖”

    2016年8月25日，由教育部高校计算机类专业教学指导委员会主办，全国物联网领域唯一的学科竞赛“2016 TI杯全国物联网竞赛决赛”在西安交通大学火热开赛。6个月的时间里，来自全国300所高校的1500支队伍经过激烈角逐，有66支队伍进入决赛，张涛团队的“基于ZigBee的风机塔筒清洗机器人”项目也在其中。

    张涛介绍，风力发电机在工作时齿轮组会出现漏油现象，油品附着在机筒表面，会吸附空气中的颗粒物破坏机筒表面的油漆腐蚀机身，并对环境造成污染，因此，风力发电机需要定期维护和清洗。他们研发的风机塔筒机器人正是为此而生。机器人在通电后，通过手机或其它网络设备开启wifi模块建立网络联系，然后爬到塔筒上面通过尼龙滚刷对机筒表面进行清洗，便捷环保。

    比赛当天，张涛和他的队友们不到七点就已起床，他们匆匆洗了一把脸，连早餐都没顾得上吃，就开始对仪器进行赛前的最后调试。这是三人第一次参加国家级比赛。队友徐向群说：“比赛的前夜，我们在睡前还一直在讨论，分析比赛的形势，如何应对突发状况等。一整夜我们都感到激动和兴奋，怎么都睡不着。”

    比赛前半段答辩时，风机塔筒清洗机器人凭借“独创的点面吸附法”、“ZigBee智能新模式”、“清洁环保的新能源理念”等诸多亮点让在场评委耳目一新，可是张涛没想到在给专家演示时会出现状况。因为风机塔筒清洗机器人主要爬到风力发电机塔筒进行清洗，可是比赛现场怎么可能提供风力发电机呢？没有风力发电机，他们的机器人就像鸟儿断了翅膀，和地上跑的智能车有什么区别呢？所以当时专家对机器人到底能不能爬壁很怀疑。

    张涛说：“那一刻我的心真是提到嗓子眼上了！”手忙脚乱中他突然看到了角落的一个铁箱子：机器人主要是针对垂直物体进行作业，箱子上也是垂直壁面啊！果然张涛操作机器人轻松爬上铁箱子后，专家评委对机器人的功能给予了极大的肯定。

    一路过关斩将，张涛和他的团队先后获得外围买球网物联网设计大赛一等奖、大学生物联网竞赛西北赛区特等奖，并最终在全国总决赛中，斩获全国一等奖及组委会颁发的唯一的“ZigBee创新奖”。

一截塔筒引发的创意

   “天下难事必做于易，天下大事必做于细”。张涛说，早在大一的时候，他就加入了学校的3J科创协会。偶然一次，他发现学校6号楼旁边那条马路挨着的空地里有一截一截的塔筒，看起来像火箭头，每次路过的时候他都会特别留意。后来，他知道这些塔筒是风力发电机的机身，他发现在机筒部位有齿轮组，齿轮组部位经常会发生漏油状况，即使好一点的风力发电机用上两三年后齿轮组的地方就开始漏油，油品附着在机筒表面对环境及风力发电机本身危害性很大。而传统的清洗方式是高空作业，人工清洗，危险系数很大，对作业人员素质要求很高。此时一个奇妙的想法就在张涛脑海里闪过：能不能用机器人代替人工进行高空作业？

    万事开头难。张涛在开始行动的时候就遇到了困难：风机塔筒机器人在高空垂直作业时，为保证和壁面之间稳定接触，要采用吸附方式运动。一般吸附方式有真空吸附和磁吸附两种，真空吸附由于稳定系差，被很多大型企业排除；磁吸附主要有电磁吸附和泳磁吸附两种，电磁吸附就是通过通电的方式产生磁性，电磁体吸附由于稳定系差，功耗大，而且不好控制，断电就会突然掉下来，在实际操作中比较危险；泳磁体吸附方式最常用的是轮船，轮船构造是由很多条形磁体通过面面接触把钢铁表面吸附在一起，通过自身动力克服阻力进行前进，伴随着阻力和功耗增大，在高空作业中显然是不合适的。

   找不到合适的吸附方式就意味着设计方案缺乏可行性，风机塔筒清洗机器人的的设计陷入了死胡同。张涛不甘心就这样放弃，一有时间就跑到工程训练中心设计方案，反复测试，排除，再测试，为了节省时间他甚至将铺盖卷带到了工程训练中心，天知道他在里面做了多少个通宵，他记不清有多少次揉着惺忪的睡眼去签到。

    功夫不负有心人。一次，张涛看到了协会的会长带回来一盒铆钉，他立刻就有了想法：铆钉弧形的部分不就正好满足了吸附效果？使磁体离壁面非常近却又挨不到一起。这就是后来成为国内首创、申请了专利的点面吸附法。它用铆钉将泳磁磁体固定在履带表面，使泳磁体会和壁面之间形成一个弧面，减小了泳磁体和壁面距离，降低了机器人运动过程的阻力和功耗。

    接下来的整个暑假，张涛都呆在工程训练中心做风机塔筒清洗机器人的骨架，对材料进行加工，使用碳纤维管减轻重量，终于设计出风机塔筒清洗机器人的雏形。

志同道合的科创达人

    从一开始的单打独斗，到现在认识志同道合的科创人，张涛的心里满满都是幸福感。大二时他认识了“电控专家”付开磊，两人大有相见恨晚的感觉，后来又认识了宋德江，在他们的共同努力下实现了“基于ZigBee技术”的风机塔筒清洗机器人的智能化：应用ZigBee技术，实现对机器人大面积操作，同时可以以图片、视频的形式将塔筒表面数据信息实时反映到手机APP或其它网络设备上进行集中处理；来自材料学院的徐向群，和张涛一起对机身骨架进行了完善，并融入了清洁环保的新能源理念：机器人清洗过程是在封闭装置中进行的，可以对污水集中回收利用，处理，此外仪器还配有太阳能辅助发电装置，使用过程中可以利用太阳能发电，降低了能耗。

     现在，已经有很多企业老板向张涛抛出了橄榄枝，但都被他婉拒了。张涛希望能利用好在学校的宝贵时间，不断给自己充电，对机器人再做完善，如将原来的滚刷清洗改进成圆筒式刷子，亦或在性能方面更加多样化。

     对外围买球网3J科技创新协会来说，风机塔筒清洗机器人的产生不是一个特例。从2006年成立至今，这个协会就产生出“高楼玻璃幕墙清洗机器人”、“大蒜自动播种机”和“城市道路护栏清洗机器人”等优秀科创作品200余件，申请专利作品50余件，团队成员曾先后获得各类国际、国家、省级奖项400余人次，在2015年，3J科创协会被评为全国大学生“小平科技创新团队”。