科技让“爱”无“碍”

在安徽省特殊教育中专学校内，有一块“特殊”的种植田，三年以来，这片土地不仅实现了“智能化生产”，种植山芋、番茄、玉米等十余种农作物，通过义卖筹集善款近万元，还“孕育”了授权专利六篇、SCI和EI收录论文七篇，诞生了智能轮椅、外骨骼助力臂等多个项目。这片土地是安徽大学电气工程与自动化学院“爱心农场”种植活动的实践地。

“爱心农场”种植活动是安徽大学电气工程与自动化学院与安徽省特殊教育中专学校合作开展的一项特色实践活动。活动开展三年来，该学院先后组织了数百名学生参与，种植十多种农作物，通过设置线下售卖点、线上宣传等方式面向全校教职工进行义卖，义卖所得善款近万元，全部用来购置“爱心礼包”送到家庭经济困难的特教学生手中。仅2024年，该学院就先后组织了146名学生分16批次参与了爱心农场活动，种植、义卖筹集金额3200余元。

该项活动也是安徽大学电气工程与自动化学院师生开展志愿服务的“成果”之一。该院师生志愿服务团队聚焦科技助残主轴引领，将科研课题和特教学校职业教育相融合，研发助残装备帮助残疾学生，组织学院资深教师指导特教学生参加科技竞赛，以科技赋能助残新能量。在活动开展过程中，结合残疾学生需求，通过爱心农场劳动、书信交流、共植友谊树、增信心助成长等系列融合活动，助力特教学生健康成长，于去年获得了第七届中国青年志愿服务项目大赛铜奖、第七届安徽省青年志愿服务项目大赛金奖。

志愿服务团队和特教学生合影

“爱心田”来了群“智能播种专家”

自去年开始，“爱心农场”的土地上又迎来了一群特殊的“播种专家”——由安徽大学机械与工程学院学生团队研发的智能播种小车在这片“爱心田”上开始工作。智能播种小车集松土、开沟、播种、覆土功能为一体，并对松土开沟播种结构进行创新，使其能够对不同的种子进行播种并且适应各种复杂的环境。这一发明在去年5月荣获了第十一届全国大学生机械设计大赛安徽赛区三等奖。

该院机械设计制造及其自动化专业2022级学生杭涛是该科研项目主要负责人。2023年12月，杭涛跟随学院党支部一同来到了特教学校。跟着“大部队”的行动，杭涛在“爱心田”犁地、播种、灌溉，不一会儿，汗水就湿透了衣衫。这时，一个特教学生路过并递上了一杯水，表达了感谢。杭涛感动的同时，联想到了正在研发的智能播种小车项目：“可以给我们的小车加上灌溉功能，投入到‘爱心农场’的项目中来！”

五个月的时间，杭涛和研发团队成员完成了智能播种小车研发、机械产品初步成型到安装。但电控环节让这些机械设计制造及其自动化专业的大学生犯了难，“一是我们专业对电控方面的知识不熟悉，二是智能播种小车非常庞大，只能使用我们以前从未见过的‘步进电机’来驱动。”杭涛和团队成员从零开始学习，“从理论学习到实际应用，再到最后利用周末时间在实验室里从早到晚不停地摸索，又花了五个月的时间，我们的电机终于转起来了”。但当时小车的电机和车轮之间的固定件存在问题，无法带动车轮转动，杭涛和团队成员围着这个问题熬了一整个通宵，最终决定使用3D打印技术打印出更加贴合的固定件。2024年4月3日上午，当杭涛和团队成员共同将新的固定件小心接入智能播种小车当中，小车开始运转，所有人都兴奋地叫出了声，红了眼眶，“整辆车制造过程中遇到的问题非常之多，但好在我们一直坚持不懈，最后一步步攻克难关，将其实际投入到使用中”。

2024年5月，杭涛带着“初代”智能播种小车来到了特教学校，却发现耕地硬度太高，小车的旋耕机构无法正常运行。“刚开始在我们学院的实验场地进行实际操作，场地路面比较光滑平整，没有泥泞、没有阻力，但真正下地后才发现，运行上还有需要改进的地方”。实验失败后，杭涛和团队成员根据耕地土壤情况，更换了旋耕机构的材料，并增加了旋耕机构上末端的弯曲弧度，更好地增大受力点，2024年7月，终于将智能播种小车从“试验田”带上了“爱心田”。

“看着我们努力了这么长时间的智能播种车在田地里来回穿梭，完成播种的每一项功能，给这些特教学生带来帮助，让我感觉到真正用自己的知识对这个社会作出了贡献。当时心中非常感动。”杭涛说。

智能播种小车

“爱心农场”收获满满

宿舍里添了把“智能轮椅”

“他们年纪比我还小，就像是我的弟弟妹妹，我想用自己的专业知识为他们做点什么”。2021年，该院2020级机械专业本科生周明杨、王默然在参与了“爱心农场”后主动找到学院刘方教授，说自己了解到腿部残疾的学生每天上下床需要同学辅助，想利用自己的专业所长设计一个可升降、可展平、可语音控制的轮椅来帮助他们。

“我之前也参与过‘爱心农场’的义卖项目，了解过特教学校的学生们在日常生活中有很多不便的地方”。这一想法也同时契合了刘方关注的研究方向，“这种轮椅相当于一种智能化的机电产品。当时市面上已有的轮椅呢，考虑到售价或者是设计难度等原因，功能有限，确实有改善的空间。”

在刘方的指导下，学生们开始着手研发。“困难超乎想象。这一个小小的轮椅，需要运用到机械设计原理、电路、C语言等诸多知识，机械结构、电控系统、控制系统都需要自主设计，有时候遇到难题翻遍整个课本，课本上只有短短两句话，只能又转身投入茫茫书海中查阅资料。”周明杨说，团队还专门开发了APP，手机操作，更便于特教学生使用。

2022年底，刘方团队的学生们将第一代样椅带到了特教学校。一个双腿残疾的学生运用语音控制，在这位“智能管家”的辅助下成功实现了“上床”“下床”操作。“这个功能太实用了，真的很感谢你们。”回忆起这一场景，周明杨的脸上露出了开心的笑容。

不过，真正将这一产品带到学生宿舍后，团队成员们又发现了一个新问题——体积太大，无法折叠，不便存放。再次回到实验室后，他们开始“硬磕”轮椅的机械结构，“既要实现轮椅的轻量化，保证人体承载重要的需求，又要实现可折叠功能和辅助上下床升降功能，这对机械结构的选型和设计要求非常高”。刘方和学生们拿着机械原理图，对比机械结构图库，近乎对比了上百种结构后才最终确定了机械结构类型。经过一次次参数优化、计算机仿真模拟，又在安徽大学工程实训中心反复制作样机进行改进试验，从想法到产品，历时两年时间，“百里挑一”的智能轮椅落地了。目前，该项目已获中国实用新型专利、第九届全国大学生机械创新设计大赛安徽赛区二等奖。

除智能轮椅外，该院学生还结合特教学生需求，研发了适用于肌无力患者，帮助他们轻松抬起重物的外骨骼机械臂；适用于视力障碍人士，可以智能识别障碍物以及距离、语音播报提醒使用者的智能盲杖。

智能轮椅研发团队

飞跃地铁3号线的“小信鸽”

“刚开始和这些学生们交流时，他们可能会比较害羞，但和他们沟通久了之后发现，他们的内心非常纯净乐观，常常会传递给我很多积极向上的心态”。郭峻奚是安徽大学电气工程与自动化学院团委兼职副书记，2024年以来，他带领169名学生，组织了爱心农场活动、植树节活动累计17次。今年3月11日，他带领10个学生党支部和2024级测控技术与仪器团支部成员，携手特教学校的学生们，共同种下10棵“希望之树”。

从安徽大学到安徽省特殊教育中专学校，需要乘坐合肥地铁3号线，历经一个半小时路程。一开始，为了搭建两校学子间的联系，该院设计了“小树充电箱”，让志愿者和特教学生手写书信，互述心情，分享礼物，共计134名学生参与，往来信件338封。

目前，该学院志愿服务团队已开发了“3+1”科技助残模式，除“爱心农场”义卖活动、研发助残装备帮助身体残疾学生外，志愿服务团队还将科研课题和特教学校职业教育融合，邀请特教学生学习操作机械臂、观看机器人对抗赛，指导特教学生参加科技竞赛及创新创业项目。目前，已有6名特教学生获第十一届“挑战杯”省赛银奖、14名获省赛铜奖，点亮了特教学子的“科创梦”。（见习记者 陈 璐）