1、第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽（合肥賽）命題說明及賽項(xiàng)安排1 .競(jìng)賽命題本屆競(jìng)賽命題為“重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的自控行走小車越障競(jìng)賽”。自主設(shè)計(jì)一種符合本命題要求的小車，經(jīng)賽場(chǎng)內(nèi)外分步制作完成，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性運(yùn)行考核。本題目是在往屆工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽無(wú)碳小車命題基礎(chǔ)上的修改，保留了重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)行進(jìn)的特點(diǎn)，增加了自主尋跡避障轉(zhuǎn)向控制功能，為此賽道也有所變化。2.命題要求小車：三輪結(jié)構(gòu)，其中一輪為轉(zhuǎn)向輪，另外二輪為行進(jìn)輪，（要求2個(gè)行進(jìn)輪用1.5-2mm厚度的鋼板制作或用3D打印制作），允許二行進(jìn)輪中的一個(gè)輪為從動(dòng)輪。小車應(yīng)具有賽道障礙識(shí)別、軌跡判斷及自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能和制動(dòng)功能，這些功能可由機(jī)械或電控

2、裝置自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，不允許使用人工交互遙控。如圖1。小車行進(jìn)所需能量：只能來(lái)自給定的重力勢(shì)能，小車出發(fā)初始勢(shì)能為400mm高度xiKg整碼質(zhì)量，競(jìng)賽時(shí)使用的同一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)整碼（鋼制050X65mm）。若使用機(jī)械控制轉(zhuǎn)向或剎車，其能量也需來(lái)自上述給定的重力勢(shì)能。電控裝置：主控電路必須采用帶單片機(jī)的電路，電路的設(shè)計(jì)及制作、檢測(cè)元器件、電機(jī)（允許用舵機(jī)）及驅(qū)動(dòng)電路自行選定。電控裝置所用電源為5號(hào)堿性電池，電池自備，比賽時(shí)須安裝到車上并隨車行走。小車上安裝的電控裝置必須確保不能增加小車的行進(jìn)能量。賽道：備選方案一:賽道總長(zhǎng)度30米，直線賽道，道面寬度1.2米。備選方案二:賽道寬度1米，形成長(zhǎng)15米寬約2米（不

3、計(jì)賽道邊緣道牙厚度）的環(huán)形賽道，其中兩直線段長(zhǎng)度為13米，兩端外緣為曲率半徑為1米的半圓形，中心線總長(zhǎng)度約29.14米，見圖2。圖2賽道示意圖賽道邊緣設(shè)有高度為80mm的道牙擋板。賽道上間隔不等（隨機(jī)）交錯(cuò)設(shè)置多個(gè)障礙墻，障礙墻高度約80mm,相鄰障礙墻之間最小間距為1米，每個(gè)障礙墻從賽道一側(cè)邊緣延伸至超過中線100150mmo轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)控制模塊圖1小車示意圖在直賽道段設(shè)置有1段坡道，坡道由上坡道、坡頂平道和下坡道組成，上坡道的坡度4度（31）下坡道的坡度1.5度（1.50.5）坡頂高度602mm,坡頂長(zhǎng)度為250+2mm。坡道位置將事先公布，但出發(fā)線位置抽簽決定。3.競(jìng)賽安排每個(gè)參賽隊(duì)由3名在

4、校本科大學(xué)生和1名指導(dǎo)教師及1名領(lǐng)隊(duì)組成，參加校、省及全國(guó)競(jìng)賽。3.1本校制作參賽隊(duì)按本競(jìng)賽命題要求， 在各自所在的學(xué)校內(nèi)， 自主設(shè)計(jì)， 獨(dú)立制作出一臺(tái)參賽小車。3.2集中參賽1）攜帶在本校制作完成的小車作品參賽。2）報(bào)到時(shí)提交參賽作品的設(shè)計(jì)制作說明書，說明書分為上、中、下三冊(cè)，上冊(cè)內(nèi)容包括： 機(jī)械設(shè)計(jì)方案和零件加工工藝方案； 中冊(cè)包括： 電路設(shè)計(jì)方案； 下冊(cè)包括：成本分析方案和創(chuàng)業(yè)企劃書（每?jī)?cè)分別提交紙質(zhì)版文件一式2份、電子版文件1份）。文件按競(jìng)賽秘書處發(fā)布的統(tǒng)一格式編寫。3）提交1份3分鐘的視頻，（格式要求：MPEG文件，DVD-PAL4:3,24位，720 x576,25fps,音頻數(shù)據(jù)

5、速率448kbps杜比數(shù)碼音頻48KHz） ,視頻的內(nèi)容是關(guān)于本隊(duì)參賽作品賽前設(shè)計(jì)及制作過程的匯報(bào)及說明。4）提交PPT文件1份，內(nèi)容是闡述小車的設(shè)計(jì)、制作方案說明及體會(huì)。3.3方案文件要求1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案完整性要求：小車裝配圖1幅、要求標(biāo)注所有小車零件（A3紙1頁(yè)）；裝配爆炸圖1幅（所用三維軟件自行選用，A3紙1頁(yè)）;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)展開圖1幅（A3紙1頁(yè)）；設(shè)計(jì)說明書1-2頁(yè)（A4）。正確性要求：傳動(dòng)原理與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算正確，選材和工藝合理。創(chuàng)新性要求：有獨(dú)立見解及創(chuàng)新點(diǎn)。規(guī)范性要求：圖紙表達(dá)完整，標(biāo)注規(guī)范；文字描述準(zhǔn)確、清晰。2）電路設(shè)計(jì)方案完整性要求：程序流程圖1幅（A4紙1頁(yè)）；電路圖1幅，要

6、求標(biāo)注所有電子元器件（A4紙1頁(yè)）；PCB板圖1幅（A4紙1頁(yè)）；電路設(shè)計(jì)說明書1-2頁(yè)（A4）。正確性要求：控制原理與電路設(shè)計(jì)正確，器件選則合理。創(chuàng)新性要求：有獨(dú)立見解及創(chuàng)新點(diǎn)。規(guī)范性要求：圖紙表達(dá)完整，標(biāo)注規(guī)范；文字描述準(zhǔn)確、清晰。3）工藝設(shè)計(jì)方案按照中批量（500臺(tái)/年）的生產(chǎn)綱領(lǐng)，自選作品小車上一個(gè)較復(fù)雜的零件，完成并提交工藝設(shè)計(jì)方案報(bào)告（A4,23頁(yè)）。要求采用統(tǒng)一的方案文件格式（網(wǎng)上下載）4）成本分析方案分別按照單臺(tái)小批量和中批量（500臺(tái)/年）生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)作品小車產(chǎn)品做成本分析。內(nèi)容應(yīng)包含設(shè)計(jì)、材料、加工制造、物流倉(cāng)儲(chǔ)、融資等成本方面（A4,23頁(yè)）。要求采用統(tǒng)一的方案文件格式（網(wǎng)

7、上下載）。5）創(chuàng)業(yè)企劃書按照中批量（500臺(tái)/年）對(duì)作品小車產(chǎn)品做創(chuàng)業(yè)企劃書（A4,2-3頁(yè)）。要求創(chuàng)業(yè)方案設(shè)計(jì)目標(biāo)明確，并對(duì)創(chuàng)業(yè)方案的規(guī)模、融資、人員、管理、市場(chǎng)、及預(yù)計(jì)前景進(jìn)行可行性分析，文件完整，測(cè)算合理，表達(dá)清楚。采用統(tǒng)一的方案文件格式（網(wǎng)上下載）。4.競(jìng)賽項(xiàng)目4.1第一輪小車避障行駛競(jìng)賽（40）在賽道上按照相鄰障礙墻之間最小間距為1米的規(guī)則， 抽簽確定障礙墻的擺放位置，擺放后劃線以確定各障礙的具體位置；由抽簽決定出發(fā)線的位置。參賽隊(duì)攜帶在本校制作完成的小車，在集中比賽現(xiàn)場(chǎng)，加載由競(jìng)賽組委會(huì)統(tǒng)一提供的勢(shì)能重塊，在指定的賽道上進(jìn)行避障行使競(jìng)賽，小車出發(fā)時(shí)不準(zhǔn)超過出發(fā)線，小車位置及角度自定

8、，至小車自行停止為止。每隊(duì)有2次機(jī)會(huì)，計(jì)算時(shí)取2次成績(jī)中的最好成績(jī)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：小車有效的運(yùn)行距離為：從出發(fā)線開始沿前進(jìn)方向所走過的中心線長(zhǎng)度，至停止線（停止線是過小車停止點(diǎn)且垂直于中心線的直線）為止，每米得2分，測(cè)量讀數(shù)精確到毫米；每成功避過1個(gè)障礙得8分，以車體投影全部越過障礙為判據(jù)。多次避過同1個(gè)障礙只算1個(gè)；障礙被撞倒或推開均不得分。本項(xiàng)成績(jī)：A=40*本隊(duì)得分/本項(xiàng)最高得分4.2主控電路板焊接及調(diào)試(15)第一輪競(jìng)賽結(jié)束后，上交主控電路板。由1名參賽隊(duì)員參與競(jìng)賽；在事先準(zhǔn)備好的(主控電路)PCB板上焊接所有的元器件，并完成調(diào)試。本項(xiàng)內(nèi)容在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成得15分，違規(guī)減分。本項(xiàng)成績(jī)：B=

9、15(20?)-扣分4.3(可選一)小車行進(jìn)輪的設(shè)計(jì)及激光切割(15)由1名參賽隊(duì)員參與競(jìng)賽；根據(jù)各隊(duì)2個(gè)行進(jìn)輪的具體尺寸，按照大賽規(guī)定的輪轂圖樣要求，在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)出行進(jìn)輪的激光切割圖樣，繪制出行進(jìn)輪的零件圖，零件圖上需標(biāo)示出配合尺寸公差，并在高速激光金屬切割機(jī)上，用1.5-2mm厚金屬板加工出2個(gè)行進(jìn)輪。本項(xiàng)內(nèi)容應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，違規(guī)減分，逾時(shí)不能進(jìn)入后續(xù)比賽。本項(xiàng)內(nèi)容在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成得15分，違規(guī)或延時(shí)完成者減分，不能完成者不得分。本項(xiàng)成績(jī)：C=15(20?)-扣分4.4(可選二)小車行進(jìn)輪的設(shè)計(jì)及3D打印制作(15?)由1名參賽隊(duì)員參與競(jìng)賽；根據(jù)各隊(duì)2個(gè)行進(jìn)輪的具體尺寸，按照大賽規(guī)定

10、的輪轂圖樣要求，在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)出行進(jìn)輪的3D打印圖樣，繪制出行進(jìn)輪6的零件圖，零件圖上需標(biāo)示出配合尺寸公差，并用3D打印制作出2個(gè)行進(jìn)輪。本項(xiàng)內(nèi)容應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，違規(guī)減分，逾時(shí)不能進(jìn)入后續(xù)比賽。本項(xiàng)內(nèi)容在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成得15分，違規(guī)或延時(shí)完成者減分，不能完成者不得分。本項(xiàng)成績(jī)：C=15(20?)-扣分4.5參賽小車機(jī)械拆卸(10)由1名參賽隊(duì)員參與競(jìng)賽；對(duì)本隊(duì)參賽小車上的所有零件進(jìn)行拆卸，裁判人員根據(jù)爆炸圖進(jìn)行檢查，完成后，上交2個(gè)行進(jìn)輪。拆裝工具自帶，對(duì)違反規(guī)定的行為按減分法處理。本項(xiàng)內(nèi)容在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成得10分，違規(guī)或延時(shí)完成者減分，不能完成者不得分。本項(xiàng)成績(jī)：D=10-扣分4.6小車

11、機(jī)電聯(lián)合調(diào)試(10)各隊(duì)3名隊(duì)員一起，將2個(gè)新加工的行進(jìn)輪和主控電路板安裝到小車上，并完成調(diào)試。本項(xiàng)內(nèi)容在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成得10分，違規(guī)或延時(shí)完成者減分，如果新制作的行進(jìn)輪有問題，可申請(qǐng)使用原來(lái)的行進(jìn)輪，每個(gè)扣3分，同時(shí)后續(xù)行駛競(jìng)賽得分扣除20%;如果主控電路板有問題，可申請(qǐng)使用原來(lái)的主控電路板，扣5分，同時(shí)后續(xù)行駛競(jìng)賽得分扣除20%;聯(lián)調(diào)無(wú)法完成者不能進(jìn)入后續(xù)比賽。本項(xiàng)成績(jī)：E=10-扣分4.7第二輪小車避障行駛競(jìng)賽(60)用機(jī)電聯(lián)合調(diào)試完成的小車，再次進(jìn)行避障行駛競(jìng)賽，規(guī)則同4.1。本項(xiàng)成績(jī)：F=60*本隊(duì)得分/本項(xiàng)最高得分4.8現(xiàn)場(chǎng)問辯根據(jù)參賽隊(duì)數(shù)量， 經(jīng)各隊(duì)自愿申請(qǐng)或通過抽簽產(chǎn)生參加答辯環(huán)節(jié)的參賽隊(duì)。 答辯問題涉及本隊(duì)參賽作品的設(shè)計(jì)、制造工藝、成本及管理等相關(guān)知識(shí)。參與答辯的參賽隊(duì)按答辯得分由高到低排序，得分高于答辯平均分的隊(duì)將獲得總分加分，得分低于答辯平均分的隊(duì)將得到總分減分。本項(xiàng)成績(jī)：G=（參力口問辯隊(duì)數(shù)/2+1-名次）*k4.9方案評(píng)審（50）由方案評(píng)審組