课堂上最常见的卡点，从来不是不会画
上周实验课，我巡场走到第三组，停住了。四个男生围着台钳蹲一圈，台上的机械手拼了一半，堆了三个步进电机两个舵机，连底座加起来快两公斤，提起来晃三晃。
我问他们，你们要夹什么？答，实验台的玻璃培养皿，最重也就五十克。那为什么每个关节都加驱动？说，多几个自由度，能做更多动作啊。
哦。我没说别的，让他们拿弹簧秤拉一下末端，算一下要多少扭矩才能举起来。算完都安静了。
设计的第一步永远是做减法，不是做加法。我讲了八年，每届都有学生踩这个坑。总觉得功能越多越好，零件越高级越好，余量留得越足越好。结果就是所有余量加起来，直接把整个结构拖垮。就说这个机械手，末端夹个五十克的东西，算上手臂自重，肩关节要的扭矩翻四倍，原本能用到结业的电机，转五分钟就发烫。
说实话，我现在改作业，看到那种叠了五六个自由度的方案，第一反应就是先找哪里能砍。大多数时候，砍完剩两三个自由度，完全够用，重量能掉一半，成本降三分之二，不好吗？
不过话说回来，也不能怪学生。课本上的机械手案例，全是全自由度工业机型，看多了自然觉得不堆够配置就是不对。
能转起来的原型，比完美的图纸重要一百倍
以前我们上设计课，先画三个月CAD，出完图才碰实物，很多学生画的时候觉得天衣无缝，拼起来才发现转轴卡了，孔位偏了，关节松得握不住东西。改图纸改到吐，还不知道问题出在哪。
现在我把课程顺序倒过来了。先搭糙原型，再改图纸。给每人一块边角亚克力，一把手钻，一堆拆下来的废零件，让他们先拼个能抓东西的出来，能动就行，好看不好看不重要。
上次有个学生，肩关节的转轴晃得厉害，实验室买的铜套没货，他翻了半天垃圾桶，剪了个脉动瓶的瓶底，掏了个圆片垫进去，居然刚好把间隙填上了，还比铜套轻两克。能用现有废件解决的问题，就不要开新料，这点我没教过，他自己悟出来的。
很多学生一开始接受不了，说这也太不规范了。不规范怎么了？设计本身就是不断试错的过程，又不是批量生产，第一版原型就要完美？
我刚参加工作做样机的时候，还拿硬纸板垫过间隙，拿扎带绑过走线，怎么了？能出结果就行。哦对了，上个月有个已经工作的学生回校，说当年在课上搭糙原型练出来的sense，现在进项目组，比那些只会画高精度图纸的应届生好用多了，改方案快，不纠结。我听了还挺得意。
我们要教的，从来不是画机械手
这两年系里搞教学改革，总有人说要跟上前沿，要把新结构新算法都加进来。加是可以加，但不能上来就堆前沿概念。我见过太多学生，开口就是运动学正解逆解，闭着眼睛能背DH参数，给一块亚克力一根丝杠，拼出来的机械手夹不住一张A4纸。
有什么用？去年毕设，有个小组选了实验室移载培养皿的需求，没做什么高大上的结构，就改了原来老平台的手爪，把硬爪换成了带硅胶垫的气动柔性爪，调了三次进气压力，把夹碎培养皿的概率从三成降到了百分之一以内。
答辩的时候有人说，这太简单了，也叫机械手？怎么不叫？能解决问题的就是好设计。
说实话，我们机械设计教育，最容易犯的错就是把设计做成了展品，为了评分做花里胡哨的功能，做完就扔去堆灰，从来没想过要解决什么实际问题。
我现在上课，第一节课就把那台拆了一半的过载机械手放在讲台上，告诉他们，这就是上一届学生最常见的作业，你们别学它。我们做机械手，不是为了凑毕设的字数，不是为了评奖项，是为了帮人干活。能稳稳夹住东西，不抖，不碎，不坏，就是好机械手。
就这么简单。哦对了，下周还要上实验课，我已经攒了一箱子废饮料瓶，等着给学生当垫片用了。
