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(shuō)明及實(shí)施方案競(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。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1.5mm厚度的鋼板或可用激光切割加工且不超過(guò) 8mm厚度的非金屬板制 作，要求行進(jìn)輪輪轂與輪外緣之間至少有 40mm的環(huán)形范圍，這個(gè)范圍將用于 進(jìn)行統(tǒng)一要求的設(shè)計(jì)和

2、激光切割），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砝碼質(zhì)量，競(jìng)賽時(shí)使用的同一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)砝碼（鋼制C 50 X65mm ）。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

3、確保不能增加小車的行進(jìn)能量。（小車驅(qū)動(dòng)系）轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)控制模塊1Sy1 1A圖1小車示意圖賽道：賽道寬度1.2米，形成長(zhǎng)約15.4米寬約2.4米（不計(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13.0米，兩端外緣為曲率半徑為1.2米的半圓 形，中心線總長(zhǎng)度約30米，見(jiàn)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(guò)中線 100 150mm。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3 。，下坡道的坡度1.5 .5 ;坡

4、頂高度40 2mm，坡頂長(zhǎng)度為 250 2mm。坡道位置將事先公布，出發(fā)線在平賽道上，距離坡道起始位置大于 1米，具體位置抽簽決定，。競(jìng)賽安排每個(gè)參賽隊(duì)由3名在校本科大學(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(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)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：創(chuàng)業(yè)企劃書(shū)（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(shū)處發(fā)

5、布的統(tǒng)一格式編寫(xiě)。3）提交1份3分鐘的視頻，（格式要求： MPEG文件，DVD-PAL 4:3， 24位，720 X576，25 fps，音頻數(shù)據(jù)速率 448 kbps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(guò)程的匯報(bào) 及說(shuō)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、創(chuàng)業(yè)企劃及體會(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(kāi)圖1幅（A3紙1頁(yè)）；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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。

6、創(chuàng)新性要求：有獨(dú)立見(jiàn)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）工藝設(shè)計(jì)方案按照中批量（5000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（A4，2 - 3頁(yè)）。要求采用統(tǒng)一 的方案文件格式（網(wǎng)上下載）。3）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(shuō)明書(shū)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(jiàn)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 4）創(chuàng)業(yè)企劃書(shū)按照中

7、批量（5000臺(tái)/年）對(duì)作品小車產(chǎn)品做創(chuàng)業(yè)企劃書(shū)（A4，3-4頁(yè)），內(nèi)容包括工藝成本核算、生產(chǎn)成本分析以及綜合成本分析，還 包括市場(chǎng)預(yù)測(cè)分析、人力資源和工程管理可行性綜合分析等。要求創(chuàng)業(yè) 企劃設(shè)計(jì)目標(biāo)明確，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）。競(jìng)賽項(xiàng)目4.1第一輪小車避障行駛競(jìng)賽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(guò)出發(fā)線，小車位置

8、及角度自定，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(kāi)始沿前進(jìn)方向所走過(guò)的中心線長(zhǎng)度，至停止線（停止線是過(guò)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(guò)1個(gè)障礙得8分，以車體投影 全部越過(guò)障礙為判據(jù)。多次避過(guò)同1個(gè)障礙只算1個(gè)；障礙被撞倒或推開(kāi)均不得分4.2主控電路板焊接及調(diào)試第一輪競(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)完成得滿分，違規(guī)減分。4.3小車行進(jìn)輪的設(shè)計(jì)及激光切割由1名參賽隊(duì)員參與競(jìng)

9、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，并在激光切割機(jī)上，用1.5mm厚金屬板或者非金屬板加工出 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)完成得滿分，違規(guī)或 延時(shí)完成者減分，不能完成者不得分。4.4參賽小車機(jī)械拆卸由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)完成得滿分，違規(guī)或延時(shí)完 成者減

10、分，不能完成者不得分。4.5小車機(jī)電聯(lián)合調(diào)試各隊(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)完成得滿分，違規(guī)或延時(shí)完成者減分，如 果新制作的行進(jìn)輪有問(wèn)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(wèn)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。4.6第二輪小車避障行駛競(jìng)賽用機(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。4.7現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)辯根據(jù)參賽隊(duì)數(shù)量，經(jīng)各隊(duì)自愿申請(qǐng)或通過(guò)抽簽產(chǎn)生參加答辯環(huán)節(jié)的參賽隊(duì)。答辯問(wèn)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。4.8方案