通知公告

第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛

(合肥赛)命题说明及赛项安排

 

1.竞赛命题

本届竞赛命题为“重力势能驱动的自控行走小车越障竞赛”。

自主设计一种符合本命题要求的小车,经赛场内外分步制作完成, 并进行现场竞争性运行考核。

本题目是在往届工程训练综合能力竞赛无碳小车命题基础上的修改,保留了重力势能驱动行进的特点,增加了自主寻迹避障转向控制功能,为此赛道也有所变化。

2.命题要求

小车:三轮结构,其中一轮为转向轮,另外二轮为行进轮,(要求2个行进轮用1.5mm厚度的钢板或可用激光切割加工且不超过8mm厚度的非金属板制作,要求行进轮轮毂与轮外缘之间至少有40mm的环形范围,这个范围将用于进行统一要求的设计和激光切割)允许二行进轮中的一个轮为从动轮。小车应具有赛道障碍识别、轨迹判断及自动转向功能和制动功能,这些功能可由机械或电控装置自动实现,不允许使用人工交互遥控。如图1。

小车行进所需能量:只能来自给定的重力势能,小车出发初始势能为400mm高度×1Kg砝码质量,竞赛时使用的同一规格标准砝码(钢制¢50×65mm)。若使用机械控制转向或刹车,其能量也需来自上述给定的重力势能。

电控装置主控电路必须采用带单片机的电路,电路的设计及制作、检测元器件、电机(允许用舵机)及驱动电路自行选定。电控装置所用电源为5号碱性电池,电池自备,比赛时须安装到车上并随车行走。小车上安装的电控装置必须确保不能增加小车的行进能量。(小车驱动系)

图1小车示意图

赛道:

赛道宽度1.2米,形成长约15.4米宽约2.4米(不计赛道边缘道牙厚度)的环形赛道,其中两直线段长度为13.0米,两端外缘为曲率半径为1.2米的半圆形,中心线总长度约30米,见图2。

图2赛道示意图

赛道边缘设有高度为80mm的道牙挡板。赛道上间隔不等(随机)交错设置多个障碍墙,障碍墙高度约80mm,相邻障碍墙之间最小间距为1米,每个障碍墙从赛道一侧边缘延伸至超过中线100—150mm。

在直赛道段设置有1段坡道,坡道由上坡道、坡顶平道和下坡道组成,上坡道的坡度4度(3±1°),下坡道的坡度1.5度(1.5±0.5°);坡顶高度60±2mm,坡顶长度为250±2mm。坡道位置将事先公布,出发线在平赛道上,具体位置抽签决定,。

3.竞赛安排

每个参赛队由3名在校本科大学生和1名指导教师及1名领队组成,参加校、省及全国竞赛。

3.1 本校制作

参赛队按本竞赛命题要求,在各自所在的学校内,自主设计,独立制作出一台参赛小车。

3.2 集中参赛

1)     携带在本校制作完成的小车作品参赛。

2)     报到时提交参赛作品的设计制作说明书,说明书分为上、中、下三册,上册内容包括:机械设计方案和零件加工工艺方案;中册包括:电路设计方案;下册包括:创业企划书(每册分别提交纸质版文件一式2份、电子版文件1份)。文件按竞赛秘书处发布的统一格式编写。

3)     提交1份3分钟的视频,(格式要求: MPEG文件,DVD-PAL4:3,24位,720 x576,25 fps,音频数据速率 448 kbps杜比数码音频 48KHz),视频的内容是关于本队参赛作品赛前设计及制作过程的汇报及说明。

4)     提交PPT文件 1份,内容是阐述小车的设计、制作方案、创业企划及体会。

3.3 方案文件要求

1)结构设计方案

完整性要求:小车装配图1幅、要求标注所有小车零件(A3纸1页);

装配爆炸图1幅(所用三维软件自行选用, A3纸1页);

传动机构展开图1幅(A3纸1页);

设计说明书1-2页(A4)。

正确性要求:传动原理与机构设计计算正确,选材和工艺合理。

创新性要求:有独立见解及创新点。

规范性要求:图纸表达完整,标注规范;文字描述准确、清晰。

2)工艺设计方案

按照中批量(5000台/年)的生产纲领,自选作品小车上一个较复杂的零件,完成并提交工艺设计方案报告(A4,2-3页)。要求采用统一的方案文件格式(网上下载)。

3)电路设计方案

完整性要求:程序流程图1幅(A4纸1页);

电路图1幅,要求标注所有电子元器件(A4纸1页);

PCB板图1幅(A4纸1页);

电路设计说明书1-2页(A4)。

正确性要求:控制原理与电路设计正确,器件选则合理。

创新性要求:有独立见解及创新点。

规范性要求:图纸表达完整,标注规范;文字描述准确、清晰。

4)创业企划书

按照中批量(5000台/年)对作品小车产品做创业企划书(A4,3-4页),内容包括工艺成本核算、生产成本分析以及综合成本分析,还包括市场预测分析、人力资源和工程管理可行性综合分析等。要求创业企划设计目标明确,文件完整,测算合理,表达清楚。采用统一的方案文件格式(网上下载)。

4.竞赛项目

4.1 第一轮小车避障行驶竞赛(40)

在赛道上按照相邻障碍墙之间最小间距为1米的规则,抽签确定障碍墙的摆放位置,摆放后划线以确定各障碍的具体位置;由抽签决定出发线的位置。

参赛队携带在本校制作完成的小车,在集中比赛现场,加载由竞赛组委会统一提供的势能重块,在指定的赛道上进行避障行使竞赛,小车出发时不准超过出发线,小车位置及角度自定,至小车自行停止为止。每队有2次机会,计算时取2次成绩中的最好成绩。

评分标准:小车有效的运行距离为:从出发线开始沿前进方向所走过的中心线长度,至停止线(停止线是过小车停止点且垂直于中心线的直线)为止,每米得2分,测量读数精确到毫米;每成功避过1个障碍得8分,以车体投影全部越过障碍为判据。多次避过同1个障碍只算1个;障碍被撞倒或推开均不得分。

本项成绩:

A = 40*本队得分/本项最高得分

4.2主控电路板焊接及调试(15)

第一轮竞赛结束后,上交主控电路板。

由1名参赛队员参与竞赛;在事先准备好的(主控电路)PCB板上焊接所有的元器件,并完成调试。本项内容在规定时间内完成得15分,违规减分。

本项成绩:

B = 15-扣分

4.3小车行进轮的设计及激光切割(15)

由1名参赛队员参与竞赛;根据各队2个行进轮的具体尺寸,按照大赛规定的轮毂图样要求,在计算机上设计出行进轮的激光切割图样,绘制出行进轮的零件图,零件图上需标示出配合尺寸公差,并在激光切割机上,用1.5mm厚金属板或者非金属板加工出2个行进轮。本项内容应在规定时间内完成,违规减分,逾时不能进入后续比赛。本项内容在规定时间内完成得15分,违规或延时完成者减分,不能完成者不得分。

本项成绩:

C = 15-扣分

4.4参赛小车机械拆卸(10)

由1名参赛队员参与竞赛;对本队参赛小车上的所有零件进行拆卸,裁判人员根据爆炸图进行检查,完成后,上交2个行进轮。拆装工具自带,对违反规定的行为按减分法处理。本项内容在规定时间内完成得10分,违规或延时完成者减分,不能完成者不得分。

本项成绩:

D = 10-扣分

4.5小车机电联合调试(10)

各队3名队员一起,将2个新加工的行进轮和主控电路板安装到小车上,并完成调试。本项内容在规定时间内完成得10分,违规或延时完成者减分,如果新制作的行进轮有问题,可申请使用原来的行进轮,每个扣3分,同时后续行驶竞赛得分扣除20%;如果主控电路板有问题,可申请使用原来的主控电路板,扣5分,同时后续行驶竞赛得分扣除20%;联调无法完成者不能进入后续比赛。

本项成绩:

E = 10-扣分

4.6第二轮小车避障行驶竞赛(60)

用机电联合调试完成的小车,再次进行避障行驶竞赛,规则同4.1。

本项成绩:

F = 60*本队得分/本项最高得分

4.7 现场问辩

根据参赛队数量,经各队自愿申请或通过抽签产生参加答辩环节的参赛队。答辩问题涉及本队参赛作品的设计、制造工艺、成本及管理等相关知识。参与答辩的参赛队按答辩得分由高到低排序,得分高于答辩平均分的队将获得总分加分,得分低于答辩平均分的队将得到总分减分。

本项成绩:

G=(参加问辩队数/2+1-名次)*2

4.8 方案评审(50)

由方案评审组对每个参赛队提交的方案文件进行评阅,此环节满分50分,其中说明书上册20分,说明书中册15分,说明书下册15分。

本项成绩:

H = 说明书上册得分+说明书中册得分+说明书下册得分

5.成绩及奖项分配

总成绩:

S= A+B+C+D+E+F+G+H

设一、二、三等奖,一等奖30%,二等奖30%,其余为三等奖、优秀奖和无奖。

 

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