4月9日,世博會上海館的外墻腳手架被拆除,一面名為“上??床煌辍钡?strong>數控機電像素墻揭開了神秘的面紗。隨著最后一層腳手架的拆除,浙江工業大學機械學院王忠飛老師淚水奪眶而出,四個月間的一幕幕場景涌上心頭,“這是我第一次看到它的全貌,那種激動與震撼只有親身參與的人才能體會?!?nbsp;
像素墻“炫”過多米諾骨牌
由王忠飛團隊設計并實施的數控機電像素墻是上海館的外墻,被稱為“上??床煌辍?,因為它將成為面積僅為600平方米上海館“上海看不完”創意的集中體現。
像素墻長30米,高7米,共由5004個三棱柱構成,每個三棱柱內含有一個微型電機及其控制系統,可以不斷翻轉三棱柱上的畫面,展現出完全不一樣的視覺效果,類似多米諾骨牌推倒時的場景,但這一創意的呈現絕對會比多米諾骨牌的效果更炫。
據了解,三棱柱的每個面上都有一張反映上海風貌的照片,這些照片全部從上海市民中征集,1萬5千余張照片就安裝在這5004個三棱柱上,翻轉時伴有背景光影變幻,綜合現代數字控制技術、工業網絡技術以及創新的機構而成的運動畫面在燈光下顯得更加璀璨奪目。
像素墻將分別以“永遠的新天地”、“上海祝福你”和“世博之城”為標題的三幅畫面展現,這也將成為世博會上獨一無二的視覺藝術墻面。
據悉,這面像素墻作為上海城市參展的重要展項,有可能在世博會閉幕之后將長久保留,最終成為上海市民參與世博的永久紀念。
“25000個像素,這不是開玩笑吧!”
說起這個項目的由來,王忠飛提到了浙江工業大學的一位校友:“正是因為他的介紹,讓我們有機會把像素墻的想法變成了現實?!?/p>
2009年7月,當時上海市政府征集關于世博會上海館的設計創意時,藝術設計專家希望能用25000個機電單元拼成一面墻,通過一定的技術實現同步控制和有序運轉,展現出“看不完的上海”的藝術效果。
隨著這個創意的提出,上海市政府積極尋找能把創意變為現實的單位。浙工大校友所在的公司正努力爭取該項目的服務權,但是由于項目技術要求太高,很久都沒有找到合適的人員能夠攻關這個項目。于是,這位校友給王忠飛打來了求助電話。
“他給我打電話,問我這樣的項目從技術上能否實現?!蓖踔绎w說,“一聽25000個機電單元要能實現同步有序的運動,這不是開玩笑?單元太多、太復雜了,從技術角度來講幾乎是不可能的事情?!?/p>
經過多方咨詢后,了解到根本就沒有任何人做過類似的案例,可謂“前無古人”。這個項目要爭取到,非找到專家不可。
雖然“前無古人”,但是學生的電話也勾起了王忠飛的興趣。在與學生的多次交流和溝通后,2009年9月,王忠飛請教了校內很多機電、信息方面的專家,設計了一個初步方案,包括機構的3D模型、創新的集群馬達同步控制方案等,交給校友所在的公司后,得到了一致的認可。
于是,王忠飛老師作為專家參與到該項目的可行性方案的設計與制定中來。
最終,浙江工業大學校友所在公司正式成為上海市政府授權的服務單位。浙江工業大學作為該項目的最終實施單位。
步步艱辛 如履薄冰
在試驗階段的45天里,項目組成員每一天的工作時間都超過了15個小時,每天趕工到凌晨四五點成了他們的“家常便飯”。
浙江工業大學機械學院教師金明生是這個項目組的主要成員之一,他告訴記者,像素墻整體結構設計大概花了半個月的時間。放在平時,這樣一個設計沒有三個月的時間是絕對拿不下來的。
為了能讓結構盡可能的完善、拆裝盡可能的快捷、加工盡可能的方便、裝置運行盡可能的穩定……總之,方案的實施細節是改了又改。12月5日,這份高質量的結構設計方案出爐,為后來的成功奠定了基礎。
在整體結構設計的同時,項目組的另一組人馬進行了結構強度、電機扭矩等設計參數的理論分析和仿真,以加強設計的可靠性和結構性能參數的合理性。
王忠飛說:“如我們要制造的很多零部件,為了縮短生產周期和降低成本,采用了學校擁有的快速成型設備。加之先前的方案中已經把零部件的制造加工工藝考慮得十分周全,這為零部件的加工周期大大縮短創造了極好的條件?!?/p>
與此同時,項目組成員拿著設計方案一家一家地跑企業聯系,浙江、上海、江蘇、河北等省市,幾乎跑遍了小半個中國。最終,選擇了寧波、常州等地的三家企業作為主要零部件的制造商。
1月5日是上海市政府驗收樣品的日子,可是令王忠飛老師萬萬沒有想到的是,前一天還試驗成功的20個電機樣品居然臨陣時一半以上“集體罷工”了,怎么調試就是運轉不了。
“當天的驗收失敗了。我們希望政府再給5天時間解決這個問題,5天后如果還是這樣,那么我們就得承擔項目失敗的責任?!蓖踔绎w說,“太焦急了!壓力太大,幾乎要發瘋了。從設計到樣品加工,接著安裝,然后就是驗收。每分鐘的時間都要爭取?!?/p>
經過項目組的努力和電機制造企業的支持,試驗階段工作于1月9日再次驗收成功了。
1月23日至3月10日是像素墻正式實施的階段,僅僅50天的時間,要完成包括主軸、注塑件、壓鑄件、電機、線路板等10多個零部件共5500套的生產、安裝和調試,極大地考驗了技術方案和企業的制造水平。
為了幾十根傳動軸加工協調,王忠飛下午5點從杭州出發,晚上到寧波余姚再到臺州玉環加工廠,第二天一早趕赴寧波北侖加工廠,當天晚上回到杭州,就這么一天一夜的時間,跑了5個城市,一個人驅車達800多公里。
“這還不算辛苦的。”王忠飛說,“2月底的時候,出現了控制板一個電阻少裝的問題,由于第二天工人等著這批零件安裝的,必須在剩下的25個小時內完成程序的更新、電阻的重新焊接、功能測試等環節,
那簡直是項完不成的任務,我們也居然挺下來了。一大清早帶著合格的控制板趕回上海后,困得就想找地方睡覺?!?/p>
“除了過年那幾天在家休息了五天外,四個月間在家吃飯的次數不到10頓,天天跟這面墻在一起,連晚上睡覺做夢都想著這面墻。我就像瘋子一樣,拋掉了所有的事情,直到把它做好為止。”王忠飛說。
3月8日,比規定時間提前了2天,項目組成功完成了像素墻的實施,順利完成了預裝和調試。
此時,項目組的成員那根緊繃的弦才得以放松,成員們看著一面230平米的墻體在背景燈的閃爍下,在不停地翻轉中呈現出了極強的視覺沖擊力。
“那種激動之情溢于言表,心中的自豪感油然而生。頓時覺得,我們太偉大、太佩服自己了?!苯鹈魃f。
據了解,像素墻并不是王忠飛接到的經費最多的項目,但是它的意義非凡。用項目組成員的話來說,世博會是展示國家實力的平臺,能夠有幸做上海館這面世博會上獨一無二的視覺藝術墻,不僅體現了浙江制造業的水平,也體現了工大師生的實力。
目前,該項目組已經以“浙江工業大學”為第一申請單位向國家知識產權局申請專利,這面“上??床煌辍钡?strong>數控機電像素墻也將成為浙江工業大學重要的知識產權之一。