大国重工：我的科技强国系统 第3章 第 3 章

接下来的两天，张玖歌几乎进入了废寝忘食的状态。他婉拒了赵强叫他出去“最后疯狂一把”的提议，将除了吃饭睡觉外的所有时间，都投入到了那台故障数控铣床的故障分析和方案制定中。

他那台老旧的笔记本电脑，在处理大型三维建模和有限元分析时力不从心，但用于文档编辑、基础计算和绘制二维示意图，还是勉强够用的。他凭借着自己扎实的理论功底，以及系统知识库中偶尔灵光一闪提供的、更为本质和优化的力学模型与算法思路，通过大量繁琐的手工计算和简化模型推导，硬是逐条分析、逐一验证，最终确定了几个可能性最高的故障原因和相应的优化方向。

他没有追求花哨的排版和演示效果，将所有精力都集中在了内容的深度和逻辑的严谨性上。最终形成的初步分析报告，虽然只有十几页，但里面全是干货：对异常振动噪声的频谱特征分析，推断出主要的激振频率成分及其可能的来源（如主轴旋转频率、齿轮啮合频率及其倍频）；对现有主轴支撑结构（特别是前轴承座）的刚度进行了理论计算和校核，明确指出了其在特定频率下可能成为薄弱环节，导致结构共振；在此基础上，他提出了两种针对性极强、且成本相对较低的改进方案。

第一种方案是调整优化现有的支撑结构，通过有限元分析辅助（他用自己的电脑勉强跑了一个简化的模型），建议在轴承座特定位置增加加强筋，并精确计算了需要调整的预紧力范围。第二种方案则更具创新性，他设计了一个结构紧凑、可以方便附加在现有主轴箱外侧的“动力吸振器”，通过精确匹配计算出的主要共振频率，来主动吸收和抵消振动能量，并给出了吸振器的主要结构参数、质量块重量和弹性元件的刚度范围估算值，还附上了简单却清晰明了的结构示意图。

他将这份凝聚了心血的分析报告和初步方案建议，通过邮件发给了孙浩。

邮件发出去之后，便是漫长的等待。一开始，张玖歌还能强迫自己继续去完善谐波减速器的概念设计，但随着时间的推移，尤其是在邮件发出后的大半天里都没有收到任何回复，他开始不可避免地感到焦虑。是报告写得不够好？分析方向错了？还是对方觉得他水平不行，懒得回复了？

各种负面的猜测开始在他脑海中盘旋，让他坐立难安。他甚至开始后悔，是不是应该把方案写得更“高大上”一些，多用些专业术语？

就在他几乎要放弃希望，准备另想办法时，他的手机突然响了起来，屏幕上跳动的正是孙浩的名字！

他深吸一口气，尽量平静地按下了接听键。

“喂，张哥！张大神！”电话刚一接通，孙浩那充满激动和难以置信的声音就像连珠炮一样传了过来，背景音似乎还有些嘈杂，“卧槽！你太神了！你那份报告，我们厂里的老师傅和老板看了，都说分析得太他妈到位了！比之前来的那几个厂家工程师和外面请的所谓专家说得都透彻，都明白！一下子就抓到根子上了！”

孙浩的声音因为兴奋而有些拔高：“特别是你那个第二种方案，那个什么……动力吸振器！我们老板和老师傅一致觉得特别靠谱！结构简单明了，不需要大动干戈改动机床本体，加工安装方便，成本也低！老板当场就拍板了，就按你这个思路搞！让我赶紧联系你！真是太谢谢你了，哥们！你可真是帮了我们大忙了！解决了我们一个大难题！”

张玖歌悬在嗓子眼的心，终于“咚”地一声落回了实处，一种强烈的、久违的、被专业认可的成就感和喜悦，像温暖的泉水瞬间涌遍全身，让他几乎有种想要呐喊的冲动。他成功了！依靠自己的知识和能力，他赢得了认可！

“能帮上忙就好，孙浩你太客气了。”他尽量让自己的声音听起来平静，但微微的颤抖还是泄露了他内心的激动。

“帮大忙了！绝对是帮大忙了！老板特意交代了，不能让你白忙活，你这个方案，给我们省了起码好几万块钱呢！”孙浩语气诚恳，“我们这边先给你转两千块钱过去，算是一点心意，你别嫌少！等后面吸振器的零件加工出来，装上之后实际测试真的有效果，解决了问题，我们老板说了，必有重谢！”

挂了电话没多久，手机短信提示音就清脆地响起。屏幕上清晰地显示着银行卡入账2000.00元。

看着这条简短的入账信息，张玖歌握着手机，在原地站了很久，然后才长长地、将胸中积郁许久的浊气彻底吐了出来。这不仅仅是他依靠自己专业知识赚到的真正意义上的“第一桶金”，更重要的是，它像一剂强心针，狠狠地证明了他的价值！证明了即使在资源匮乏的绝境中，他脑中的知识和系统赋予的潜力，依然能够创造价值，能够打破困局！这给了他无与伦比的信心和继续前进的勇气！

他几乎没有任何犹豫，立刻将这刚刚到手的2000元，连同之前省吃俭用剩下的一些积蓄，凑足了2500元，再次奔赴那家电子商城。这一次，他目标明确，底气也足了不少。找到之前那家店的老板，经过一番软磨硬泡，列举了各种二手电脑的“潜在风险”和“折旧率”，最终以2450元的价格，成功拿下了那台二手的i7 GTX1060主机，并且软磨硬泡让老板附赠了一个同样有些年头的二手显示器。

虽然机器是二手的，机箱角落还有几处划痕，但当他回到出租屋，接上电源，成功点亮机器，看着那熟悉的Windows界面，然后流畅无比地打开SolidWorks，拖拽、旋转、缩放一个复杂装配体都毫无卡顿时，那种顺畅淋漓的感觉，几乎让他感动得想要落泪。工欲善其事，必先利其器。这台虽然老旧但性能尚可的电脑，就是他现阶段最重要的“器”，让他终于有了一个可以肆意施展才华、将脑中构想转化为具体设计的舞台！

他不敢有丝毫耽搁，立刻投入到系统任务的攻坚战斗中——谐波减速器的创新设计。

有了性能提升巨大的电脑，他可以流畅地进行复杂的三维参数化建模、虚拟装配干涉检查，以及至关重要的有限元分析（静力学、模态分析、疲劳分析等）。系统知识库虽然不能直接给他现成的图纸，但在他思考和计算时，总会潜移默化地引导他的思路走向更优化、更本质、更创新的方向，仿佛一个无形的导师在旁点拨。

他大胆地摒弃了传统谐波减速器中某些为了规避专利或加工难度而采用的复杂且效率不高的结构，借鉴了一种基于新型复合材料和非线性力学模型的“伪刚体模型”构型，通过独特的波发生器轮廓和柔轮齿形设计，使得柔轮在传动过程中的应力分布更加均匀合理，理论上可以大幅提升疲劳寿命和承载能力。在关键的齿形设计上，他更是采用了一种非标准的、经过复杂数学计算推导出的修形曲线，并通过大量的仿真验证，证明其能有效减少啮合过程中的冲击和磨损，从而提升传动精度和效率，降低噪音。

白天，他则准时前往旭日新能源电池厂报到，开始了他的设备维护员工作。

工作环境确实如同王主管所说，枯燥而辛苦。换上统一的、沾满油污的蓝色工装，戴着黄色的安全帽，穿着厚重的劳保鞋，在嘈杂喧嚣、弥漫着淡淡酸味的化成车间、装配车间里穿梭。耳边是电机永不停歇的轰鸣、传送带规律的摩擦声、以及气动元件频繁启停的“嗤嗤”声。

带他的刘班长，是个在厂里干了快三十年的老工人，皮肤黝黑，手指粗糙，技术经验极其丰富，但对理论的东西不太感冒，对于张玖歌这个科班出身的“大学生”起初并不太看得上眼，觉得他书本知识或许有，但动手能力肯定不行，干不了这又脏又累的活儿。平时安排工作，也多是让他递个工具、拿个备件、打扫一下卫生，或者在一旁看着，很少让他直接上手操作关键设备。

“小张，去工具房拿个17号的梅花扳手，再加个300的活扳手过来。”

“小张，把这个法兰盘上的螺丝紧一紧，注意对角紧，别紧歪了。”

“大学生，多看多学，这机器里面的门道，光看书本是学不来的，得靠手感，靠经验。”

张玖歌也不争辩，更不气馁。他清楚地知道自己来这里的目的。他默默地观察着生产线上的各种设备——极片轧机、分切机、卷绕机、焊接机，仔细观察它们的传动方式、结构特点、常见的故障点。他很快发现，这些设备虽然功能单一，但其对传动精度、稳定性、刚度的要求，与他正在设计的谐波减速器有着诸多内在的、原理上的相通之处。

机会总是留给有准备的人。在一次例行的巡检中，他发现一台负责极片输送的伺服驱动同步带传动系统，在启动和停止时存在轻微的抖动，导致极片在定位平台上偶尔会有微小的偏移。刘班长和电工检查了伺服驱动器和编码器，参数设置和信号反馈都正常，没找到问题所在。

张玖歌没有出声，而是默默地观察了整个传动路径，最后目光落在了一个看起来有些磨损的同步带轮和略显松弛的同步带上。他根据自己的知识判断，可能是带轮磨损导致传动不平稳，加上张紧力略微不足，综合引起了微小的跳动。他向刘班长提出了自己的看法。

刘班长将信将疑，但还是让人更换了新的同步带轮并调整了张紧装置。再次启动设备，那轻微的抖动果然消失了，定位精度恢复如初。

还有一次，一台给电芯盖板涂胶的简易三自由度机械手，在重复定位时总是有几十丝的误差，影响了涂胶质量。老师傅们调整了很久的伺服参数效果都不理想。张玖歌利用休息时间，仔细观察了机械手的整个结构，发现是末端执行器的一个用来进行微调角度的连杆机构，本身结构刚性不足，在受力后会产生微小的弹性变形。他回到出租屋，在电脑上快速建立了该连杆的模型，进行了简单的受力分析和结构优化，重新设计了其截面形状和加强筋布局，画出了详细的改进图纸，第二天交给了车间技术员。

技术员抱着试试看的心态，让机修班组按图加工更换了新的连杆。安装调试后，机械手的重复定位精度果然得到了显著提升，稳定性也大大增强。

这几件看似微不足道的小事，却让刘班长和车间里的其他老师傅、技术员对张玖歌这个“沉默寡言”的大学生彻底刮目相看。

“行啊，小张！真没看出来，手上活儿利索，眼里有活儿，脑子里更有东西！”刘班长用力拍着他的肩膀，黝黑的脸上露出了难得的、真诚的笑容，“理论结合实际，这才是真本事！以后有啥问题，咱们一起商量！”

张玖歌谦逊地笑了笑，回应着老师的夸赞，心中却是一动。他在工厂的这番表现，不仅赢得了初步的尊重和站稳了脚跟，更重要的是，为他下一步更深层次的计划——创建自己的工作室，承接外部设计任务——创造了极为有利的条件。他需要一个“合法”的、经得起推敲的身份和资质，来掩盖他未来可能拿出的、超越当前技术水平的设计方案的来源。

时机，似乎正在逐渐成熟。

在一个不用加班的周末，他用自己的名字和身份证信息，在一个业内颇具影响力的工业服务外包平台“工创网”，以及几个知名的工程师技术交流论坛上，正式注册了一个工作室。

给工作室起名时，他斟酌了许久。既要有点特色，又不能太张扬。最终，他决定就用他自己的名字——“玖歌工业设计工作室”。简单，直接，也带着他的一份自信和期许。

他没有进行华而不实的宣传包装，只是在工作室的简介里，实事求是地填写了自己的教育背景（侧重于专业描述，淡化了学校信息），并着重强调在“机械结构创新设计”、“动力学分析与振动控制”、“传动精度优化”等方面的专业能力和技术优势，并隐去具体公司信息，概括性地描述了自己成功解决“数控机床主轴振动”、“工业机械手精度提升”等问题的经验。

他将之前为孙浩公司做的那个动力吸振器设计方案（已征得孙浩同意，并隐去了所有客户信息），进行了进一步的整理、深化和理论完善，制作成一份图文并茂、逻辑严谨、数据翔实的技术方案文档，作为工作室的第一个“成功案例”和实力展示，挂在了工作室主页最显眼的位置。

同时，他不再潜水，开始主动在一些技术论坛里，针对网友们提出的具体机械设计、故障诊断难题，提供专业、详尽、往往能直指问题核心的分析思路和建议。他扎实的理论功底、清晰的逻辑和偶尔闪现的、超越常规的解决思路，慢慢地在一些小圈子里积累起了一定的口碑和关注度。

工作室上线之初的几天，几乎无人问津，只有零星的几个浏览量。张玖歌并不气馁，他深知酒香也怕巷子深的道理，但他更相信实力的价值。他一边继续埋头完善谐波减速器的详细工程图纸（已经完成了超过百分之七十），一边耐心地等待着，同时持续在论坛上输出高质量的内容。

终于，在工作室正式上线一周多以后，他接到了第一个真正意义上的、目标明确的商业咨询。

对方是通过“工创网”的站内信联系他的，自称是邻省一家专注于小型自动化设备开发的“敏捷自动化科技有限公司”的工程师，姓周。

“张工，您好。冒昧打扰。我们仔细看了您主页上关于解决机床振动问题的那个技术方案，非常欣赏您对机械动力学和结构优化的深刻理解。”周工在邮件里开门见山，“我们公司目前正在开发一款新型的高速并联机器人（Delta Robot），需要在腕部关节使用一款超薄、高扭矩、高精度的谐波减速器。进口品牌如哈默纳科的交货期太长，价格也超出了我们的预算。我们尝试了几家国内的供应商，但他们的产品，要么厚度超出了我们的结构限制，要么传动回差太大，无法满足我们对于高速拾放精度的苛刻要求。”

邮件接着写道：“这个问题，本质上涉及到谐波减速器在极限紧凑空间下的结构刚度、轻量化设计、以及传动精度保持性等核心问题。我们注意到您的技术背景似乎与此高度相关，不知道您是否对这类挑战性的项目感兴趣？虽然我们前期的研发预算可能不太充裕，但我们非常希望能看到一些真正有创新性、能打破常规的技术思路。”

张玖歌看着这封邮件，心脏不争气地开始加速跳动，血液涌上面颊，握着鼠标的手心因为激动而微微出汗。

这简直是瞌睡遇到了枕头！踏破铁鞋无觅处！对方的需求痛点，与他正在攻坚的系统任务，几乎完美重合！这不仅仅是一个潜在的商业项目，更是一个绝佳的、能够让他“光明正大”地完成系统任务的契机！

他强迫自己冷静下来，连续做了几个深呼吸，才在回复的邮件中，尽量用专业而沉稳的语气写道：

“周工，您好。非常感谢您的信任和联系。谐波减速器，确实是我近期重点研究和关注的核心领域之一，对于其在高速、高精度机器人应用上面临的挑战，尤其是紧凑空间下的刚度、精度与轻量化平衡问题，有着深入的思考和研究。”

他稍微停顿了一下，继续打字：“我对贵公司这个项目非常感兴趣。为了能更准确地评估能否提供符合贵司要求的解决方案，能否请您将更详细的具体性能指标（如外径、厚度、额定/峰值扭矩、传动精度（回差）、背隙、寿命要求等）、安装空间的限制条件，以及目前测试国产样品遇到的具体瓶颈问题（比如是哪个指标不达标），发给我参考？我需要基于这些具体参数，进行初步的匹配和可行性评估。”

邮件发出去后不久，就收到了周工的回复，附件里是一份相对详细的技术需求文档。

张玖歌迫不及待地打开文档，仔细研读起来。要求果然非常苛刻：外径限制在80mm以内，厚度必须低于15mm，额定输出扭矩要达到50Nm以上，传动回差必须严格小于1弧分，使用寿命要求达到一万小时……这性能指标，已经逼近甚至部分超越了目前市面上的一些中端进口产品，对设计、材料和工艺都提出了极高的要求。

挑战巨大，前所未有。

但张玖歌的眼中，非但没有丝毫畏惧，反而燃烧起更加炽热和坚定的斗志！他有系统赋予的、超越时代的先进知识和设计理念，有这段时间废寝忘食、反复优化才得出的创新构型和初步设计成果，更有背水一战、必须抓住这个机会的强烈决心！

他仔细阅读完需求，回复邮件：“周工，需求已详阅。挑战性很高，尤其是超薄设计下的刚度和精度保持，是行业公认的难题。不过，基于我目前的研究进展，对于您提出的这些指标，我有七成以上的把握可以通过结构创新和优化设计来实现。请给我五天时间，我会提供一份初步的结构设计方案构想、关键性能的理论计算分析报告以及技术实现路径的详细说明，供贵司评估。”

关上邮箱，他看了一眼电脑屏幕上已经完成了大半、结构精巧复杂的谐波减速器三维模型，眼中闪烁着锐利的光芒。

时间紧迫，挑战空前，他必须争分夺秒，全力以赴！