第一章

2011年北京工业大学科技节科技成果北京工业大学科技节以“展科技创新之光，助青春梦想起航”为主题，旨在“展示风采，启迪智慧，激发创新，放飞梦想”。科技成果展以“蓝之绽放”为主题，科技之蓝、文化之蓝、创意之蓝、同砚之蓝四个展区共同绽放。科技之蓝，代表了工大师生探究自然界奥秘的发现；文化之蓝，展现了我校师生探究人文社会科学规律的发展；创意之蓝，汇集了师生富于创意和艺术效果的作品；同砚之蓝，展示了校外产学研基地学生自主研发作品，一起分享创新的乐趣、激发创新的灵感。科技成果展是我校学生近年来最新、最高科技创新成果的展示，也是各学院、各学科人才培养水平的一次大检阅。展览汇集了19个院所的百余件科研成果和80余件实物作品，这些研究成果是北工大学子们活跃的创新精神和科研能力的体现。

11能驱散烟雾的吊兰

所在学院：材料科学与工程学院

作品名称：能驱散烟雾的吊兰

指导教师：林健、吴中伟

展品编号：2011-ECAST-001

作品摘要：

将吊兰悬挂某高处，插上电源即可，此时花盆边上会有绿色指示灯，说明室内烟雾浓度不高，当有烟雾时指示灯变红，吊兰内部便自动工作，吹散烟雾并释放香味。作品背后的故事：

现如今，大部分的人们已经意识到了香烟对人类的危害，但由于香烟引起的人口死亡数目仍是逐年上升，我们无法否认它存在的必要性，但至少，我们要杜绝它对人类的危害，尤其是那些由于吸入二手烟的无辜者们，所以我们更要想方法来减少二手烟，于是，这给了正在上《香味可控金属花卉制作》的我们一些灵感。为了便于日常的研讨与制作，在团队组建方面上，我们选择了班内的几个同学来合作。而在整个制作过程中，我们有喜有悲。因为是第一次体验一个从无到有的制作过程，我们需要很多材料、知识与经验，老师、图书馆成了我们最好的帮手，从他们那里得到的提示指引着我们自己探索发现，最终研究出成果。在制作过程中，我们为了买材料，在偌大北京城东奔西走，虽然很累，但是在追寻的过程中，我们从电工师傅们那里学到了一些有关电路的知识，在后期的电工课程中，让我们感觉轻松了许多；作品的制作是一个漫长的过程，焊接电路板对于我们来说是个陌生的工艺，因为是个细心活，在我们看完教学录像后，多次练习使我们熟能生巧成功地焊出了作品的核心部分，外观部分我们需要反复的喷漆、晾干，长久的工作已成为我们的日常习惯。整个制作过程，我们挥洒了汗水，付出了精力，虽然过程是曲折的，但我们收获了知识、经验、团队中的信任，当看到自己的成果时，我们是骄傲的，我们是喜悦的。

设计人：季维骁、程彬、周少俊、郭泽策

作品图片：

12具有人体感应、光敏夜灯功能的香味可控金属花卉

所在学院：材料科学与工程学院

作品名称：具有人体感应、光敏夜灯功能的香味可控金属花卉

指导教师：林健、吴中伟

展品编号：2011-ECAST-002

作品摘要：

具有人体感应、负离子空气净化、光敏夜灯功能的香味可控金属花卉。人体感应开关：热释电红外线传感器检测到人身体发出的热量后产生微弱电流，放大这个电流以开启或者关闭相应的电子或机械开关，以控制电路的接通或断开。因此，当有人进入距作品10m的区域时，整个电路开始工作。功能包括：负离子空气净化器开始工作，达到清新空气的功能；香料加热器开始工作，花卉散发香味；夜灯功能：当黑暗降临时，夜灯功能开始触发，作品发出灯光，给黑暗的空间提供照明。

作品背后的故事：

在上学期的一门创新课中，我们一组四个人共同完成了金属花卉的制作。这个花卉名副其实，就是要用金属来制作出美观实用的花卉，并在制作的过程中学会金属材料的连接方法、电路的实际连接方式，和培养创新意识。在制作的过程中我们也遇到了许多困难，比如在线路连接方面，我们走了不少弯路。由于平时没接触过真实线路连接在220V电中，所以一开始对这方面有些畏惧。但是在走了些弯路后，对电路有了实际的了解，知道了如何焊接电路；明白了零线、火线不能连在一起，否则会造成短路，严重的会烧毁电路；懂得了电阻元件不能随便接在220V的电路中，要不然可能会把电阻烧坏……我们曾经换了许多的外壳来进行电路的组装，我们曾经几次跑去中关村购买零部件，我们曾经制作到宿舍熄灯，但在这些失败中我们依然一步一步地完成它。这次的创新制作，让我们大家都学到了不少东西。

设计人：赵雪薇、厐彬、范昕玮、乔巧作品图片：

13真空及艺术图案镀膜

所在学院：材料科学与工程学院

作品名称：真空及艺术图案镀膜

指导教师：王波

展品编号：2011-ECAST-006

作品摘要：

利用磁控溅射的原理，分别选用不同的金属Cu和Zn作为溅射的靶材，采用透明玻璃板作为溅射的基片，设计制作了三种不同图案的掩模板，通过调整溅射室内气压值、溅射电流、溅射时间以及基板与靶材之间的距离，控制溅射室内的真空度和清洁度，完成了艺术图案的镀膜过程，得到了成膜效果较好的三幅艺术图案，分别是“捉迷藏的猫”“秋天的三叶草”和“熊猫”。

作品背后的故事：

作品制作的初衷要从科技知识的拓展课堂说起，在真空镀膜技术及艺术图案镀膜这门课上，我们先后学习了一系列关于镀膜技术的理论知识，对于艺术图案镀膜我们都非常感兴趣，于是在王波教授的鼓励与支持下我们组建了团队并开始了图案掩模板的设计和制作。由于真空溅射镀膜中会有许多因素影响镀膜的质量，为了达到理想的镀膜效果，我们三人分别设计工艺参数进行探究性试验，并互相交流、探讨试验技巧和经验。在王波教授的指导下，我们经过反复的实验和总结得出了一系列优化的工艺参数，最终完成了成膜效果较好的艺术图案镀膜作品。

设计人：孔晓芳、林凯莉、霍锴

作品图片：

14独轮自平衡机器人系统

所在学院：电子信息与控制工程学院

作品名称：独轮自平衡机器人系统

指导教师：阮晓钢、龚道雄

展品编号：2011-ECAST-009

作品摘要：

由北京工业大学智能机器人研究所研制独轮自平衡机器人系统取得的科研成果，对于优化独轮自平衡机器人的系统结构，分析其运动规律和内在特性，研究其运动平衡控制问题具有积极意义和一定的参考价值。课题研制的样机已获得多项国家专利，在机器人技术和控制科学的研究、教学领域，以及服务机器人、娱乐机器人领域有一定的应用价值。独轮自平衡机器人系统其最重要的结构特征是竖直惯性飞轮和下行走轮相互配合：竖直惯性飞轮调节横滚自由度平衡，行走轮调节俯仰自由度平衡。此结构模拟了人类骑行独轮车的特征，其建模与控制问题具有一定难度,致使该组同学多次同指导教师一起在实验室反复模拟实验，利用虚拟平台建立模型，研究其动力学特性。所设计独轮自平衡机器人的电气系统采用分层递阶结构。整个控制结构构成一种仿生的姿态感觉运动系统。