通讯员唐思彤
养宠物的你，是否有这样的烦恼：家中给宠物洗澡不方便，宠物店服务价格昂贵，宠物身上污垢不易洗净，或是出门在外无法为宠物洗澡……别担心，我校机械学院张美恩团队研发《洁宠精灵——智能宠物洗澡机》项目，成功为这些难题找到了破解之道。当主人通过小程序远程操控启动洗澡机后，它便能自主运行，相较于传统宠物洗澡机，其智能化程度与清洁效果都更胜一筹。
双线调查深入行业痛点
《2023-2024中国宠物行业白皮书（消费报告）》表明，我国宠物消费市场规模呈现出快速增长的态势，2023 年市场规模已达约 3117 亿元，2019 年至 2023 年的复合增长率更是高达 33%。“在开展线上调研时，我们留意到国家已颁布相关政策助力宠物行业发展，可见宠物消费市场蕴含着巨大潜力。” 队长张美恩介绍道。
在指导老师孙伟的引领下，团队深入宠物店展开实地考察。他们发现，传统在家给宠物洗澡存在诸多不便，宠物店收费不菲，且国内市场现有的宠物洗澡机普遍功能单一、不够完善，既无法彻底清除宠物身上的污垢，也难以满足用户的个性化需求。由此可见，社会迫切需要一款具备多功能且更加智能的宠物自动洗澡设备。
智能化、个性化、高清洁度、多创新点，是作品的“发光”之处。他们创新设计了吸尘器式清洗器、悬浮喷淋臂、四自由度机械臂等机械结构，极大地提升了洗澡机的清洁性能。那么，如何让洗澡机更具智能化呢？团队采用了类似小米音箱的 “人机交互” 技术，使洗澡机能够连接家庭网络或工作区网络，主人可在小程序上启动洗澡机，并对各项功能进行调节，让其依照设定功能自主运行。
多点联想创新破难题
基于对行业痛点的深入洞察，团队开启了创新探索之旅。他们实地走访多家宠物店、宠物医院和流浪宠物收留所，共调查了246只狗，196只猫，皆涵盖了10个品种，以此了解不同宠物不同种类的体型、习性、毛发，喜好等。
这款洗澡机以深受大多数宠物喜爱的紫色为主色调，集恒温清洗、浴液清洗、护毛、吹干、消毒等多种功能于一体。“与传统的智能洗澡机器人相比，我们设计了一个多功能控制面板，能够满足宠物主人的一些个性化需求。” 队长张美恩介绍说。该面板类似洗衣机的控制面板，宠物主人可通过面板上的按钮选择、调节各项功能，比如添加宠物偏好的香氛，选择淋浴模式、调节水温或者舱内光线等。
在保持洗澡舱内高清洁度以及更有效地洗净宠物身上污垢方面，团队在初步构建模型后，在设计洗澡机的清洗器和喷淋臂过程中遇到了难题，为此他们查阅了大量文献。“每一次的创新，或许源于突如其来的灵感，也可能是多次查阅文献得出的最优方案。” 张美恩笑着说道。
有一次在休息时，张美恩偶然在手机上看到有关吸尘器的视频，脑海中瞬间闪过一个念头：若是采用 “吸尘器式” 的清洗器，除垢能力会不会更强呢？他当即返回实验室，拿着电脑搜索资料，深入研究吸尘器的设计原理和机械结构。经过后期的建模设计、仿真实验，“吸尘器式” 清洗器成功问世。其运作时，先是从喷水嘴处高速喷出水柱将污垢冲洗出来，随后借助喷水嘴前方产生的压差将污水吸入。
在翻阅众多国内外文献后，团队还找到了堪称 “最优解” 的喷淋臂 —— 以液力悬浮技术为基础的悬浮式喷淋臂。此前，液力悬浮技术主要应用于人工心脏领域，是利用纯水等生物相容的液体将叶轮托起悬浮。同样，悬浮式喷淋臂以水为轴，使得旋转式喷淋臂能够保持悬浮状态。据了解，国内目前几乎没有类似的喷淋臂设计。
齐心努力摘得金奖
团队仅有三名成员，皆来自机械工程学院。其中，作为队长的张美恩负责整体机器模型建造和动画制作，赵金宝负责模型仿真，姜雯主要负责项目海报、PPT与说明书制作。
不同于外向的张美恩和姜雯，赵金宝更加腼腆。刚加入团队时，他尚未接触过仿真方面的知识，张美恩便耐心地教他，与他一同探讨机械设计、仿真方面的问题。此后，赵金宝通过自主查找各类资料、逐步摸索，逐渐展现出强劲的实力。在设计悬浮式喷淋臂和各类机械臂时，正是凭借他提供的可支撑液力悬浮和各机械臂的钢结构数据，使得作品设计具备了可行性。
如何表达更准确？如何规范书写项目说明书？如何制作海报？姜雯之前从未尝试过这些工作，但她通过上网查找资料，承担了大部分宣传、撰写方面的工作。“其实在设计过程中，我参与项目核心部分的工作相对较少。” 姜雯表示，不过在与团队沟通交流、不断完善作品的过程中，她感觉自己在一些薄弱环节上得到了提升。
决赛前一天，项目展板未能在预定时间送达，张美恩心急如焚，在当地一家一家询问商家，催促其尽快制作展板。直至比赛当天上午，他才终于取到展板。回想起这段赛前 “插曲”，张美恩不禁捂着心口，笑着摇头感叹：“距离比赛已不足 24 小时，当时真的特别着急，因为哪怕一点点意外都可能让我们此前的努力付诸东流。幸好最终还是提前拿到了展板。
在现场 “家用机器人” 赛道中，各式各样的机器人占据了大半场地，它们自动运行，向评委展示着自身功能。而该团队由于没有实物，便将展示机器人整体功能的希望寄托在了时长约 3 分钟的动画上。这部动画由张美恩利用 “keyshot” 软件独自创作完成，涵盖了操作者操纵面板、洗澡机自动洗护等一系列流程，同时还细致展示了半控制宠物腹部、机械臂运作、污垢清除等重要环节。
值得一提的是，这项动画制作技能是张美恩专门为此次比赛而学习的，耗时近一个月。由于线上教程不够完整，仅有较为基础的动画制作内容，他四处寻找相关交流群，进一步学习动画分组、渲染等方面的知识。“中间当然也有碰壁的时候，在渲染方面我几乎是用贴图这种最笨的方法才完成的。”
自今年 2、3 月启动项目设计以来，在半年多的时间里，作品模型先后经历了两次修改。尽管期间面临考试等诸多情况，三人依然坚守各自的岗位，努力将工作做到最好。据悉，该团队目前已拥有一项实用新型专利。接下来，张美恩计划带领团队将产品实物化，把设计变为现实。他表示：“在这个过程中，我们可能会遇到更大的困难，但我们会全力以赴去完成，让这个产品真正落地，为人们的生活带来便利。”
