工程师比赛项目申报Word格式.docx
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横梁的全部必须在桥墩平面之上，最高点不得超过（与桥墩平面的距离）16cm，宽度在3cm~6cm之间。
在桥梁结构的中心上方必须有一个至少宽7cm的承压平台。
平台上必须标出2个承压点，分别是：
（1）承压点A：
位于中心偏右3cm。
（2）承压点B：
位于中心偏左4cm。
两个承压点在相同水平面上，且不得低于5cm（距桥墩平面）。
完成后的横梁结构的长度小学组必须大于28cm，初中和高中组必须大于40cm。
结构重量不得超过规定值，小学组为30g，初中和高中组为50g。
注意：
每一根木条>
1/2的长度上不能与其它木条相粘接。
6）制作结束后，贴上标签，写上参赛编号和学校名，裁判验收后存放在制定地点，并按顺序进行承重测试。
8．横梁承重测试：
1）压力仪：
压力仪产生一个由上往下的压力，压力仪与横梁结构接触的是一个4cm×
4cm的平板（呈水平状态），测试时平板中心与承压点对齐。
2）承压点的确定：
测试开始前由抽签决定采用A、B哪个承压点。
所有参赛队都在同一个承压点进行测试。
3）承重测试：
对横梁的承重测试仅进行一次。
参赛队员将结构放置在桥墩上，不能用任何物品（如胶带等）对结构进行固定，放好后向裁判示意。
裁判启动承重测试仪开始施压测试。
结构出现明显断裂或加载时间达到3分钟即为测试停止，裁判记录此时测试仪的读数，以千克（Kg）为单位，精确到小数点后两位。
9．成绩计算：
得分＝结构承受的有效重量（Kg）÷
结构的重量（g）。
比值越大越好。
轻量座椅
航天器、飞机、火车、汽车……所有交通工具都需要耗费能源来运动。
假如交通工具本身的重量越轻，需要的能源就越少。
座椅，由于数量较多，是计算交通工具载重时必须重点关注的对象。
如果结构设计师们能够设计出既轻又坚固的座椅，就能节省更多能源。
1.项目简述：
使用自选材料设计一个轻量化的坚固座椅，并制作出来，将其带到赛场进行承重测试。
2.参赛组队：
比赛分“设计方案评估”、“座椅承重测试”和“现场制作并承重测试”三个部分。
1
2
3.设计方案评估：
参赛队需在报名时提交《项目申报书》（见规则所附），以及能够证明本队设计依据、制作过程的其他必要资料，以便裁判进行方案评估。
评估要素详见成绩评定标准。
4.座椅承重测试：
1）座椅规格：
a）制作材料：
限使用木、塑料两种材质，可任选一种，不可混合使用。
材质
座椅自重上限（克g）
要求
木
40
仅可使用截面尺寸为3mm×
3mm的桐木条、厚度为2mm的桐木片及自备粘合剂。
塑料
80
仅可使用FDM方式进行3D打印，一体成型。
b）尺寸要求：
座椅的整体长宽高不得大于15cm，椅面离地高度不得低于10cm。
c）椅面及承重测试区域：
椅面不得小于10cm×
10cm的正方形，厚度不得大于3cm。
椅面中心需用颜色明显的线条或色块标出作为测试所用的承重区域：
4cm×
4cm的正方形。
椅面中心下方8cm×
8cm×
7cm的长方体区域内不可有支撑。
d）必须功能：
座椅必须要有椅背。
椅背高（即椅面至椅背最低处的高度）不得低于2cm，宽度不得低于10cm，厚度不得低于1cm。
2）桌面跌落实验及规格检测：
在裁判监督之下，由参赛队员将座椅从检录桌上推下，使
其自由跌落至地面，再放回桌上。
进行两次跌落实验后，裁判根据座椅规格要求进行检测。
检测通过的，可以开始自重测量。
3）自重测量：
由参赛队员将座椅放置在电子秤上进行称重。
裁判记录重量读数，以克（g）为单位，精确到小数点后两位。
裁判将座椅贴上检录标记（含参赛队伍编号和座椅自重），可以开始承重测试。
4）椅面承重测试：
a）承重测试仪：
压力仪产生一个由上往下的压力，压力仪与座椅结构接触的是一个4cm×
4cm的平板（呈水平状态），测试时平板中心与承重区域对齐。
3
4
b）承重测试过程：
参赛队员将座椅放置在测试台上，放好后向裁判示意。
座椅出现明显形变或加载时间达到2分钟即为测试停止，裁判记录此时测试仪的读数，以千克（Kg）为单位，精确到小数点后两位。
5.现场制作并承重测试
7）由赛场统一提供吸管及卡纸材料，不得用自带的材料。
制作时间40分钟。
8）制作规格：
制作一个长宽高不大于15cm的桌子，桌腿数量不限,椅面中心下方8cm×
10cm的长方体区域内不可有支撑。
卡纸仅可用于制作桌面，桌面中心需用颜色明显的线条或色块标出作为测试所用的承重区域：
桌子重量不超过30g。
9）制作结束后，贴上标签，写上参赛编号和学校名，裁判验收后存放在制定地点，并按顺序进行承重测试。
10）承重测试方式与座椅相同。
测试时压力仪与座椅结构接触的平板与方桌中心承重区域对齐。
6.成绩评定：
评分项目
评分标准
得分
I.设计方案评估：
依据《项目申报书》
I-1.材料的选择
能在进行各方面比较分析的基础上，选择某种材料进行制作。
…………10分/5分/0分。
I-2.结构的设计
能在结构设计方面表现出足够的科学性和新颖性。
I-3座椅的制作
能以创新的方式、严谨的方法，进行座椅的制作。
I-4结构的改进
能利用科学的方法（例如开展对照实验、利用衍生式设计软件等）进行座椅的轻量化改进。
…………20分/10分/0分。
II.座椅承重测试：
依据现场测试数据。
组别：
□木□塑料
II-1.跌落测试
□第一次通过□第二次通过…………都通过才能参加测试。
/
II-2.规格检测
□尺寸□椅面□椅背…………都通过才能参加测试。
II-3.自重
（）g（塑料≤80g木≤40g）
II-4.承重
（）Kg
II-5.承重测试原始分＝结构承受的有效重量（Kg）÷
结构的重量（g）＝（）
承重测试原始分百分化：
将一个组别中最高的承重测试原始分设定为100分，其余成绩以此进行百分化，得到座椅承重测试得分。
III.现场制作与承重测试：
（）g（≤30g）
III-4.承重
III-5.现场制作测试原始分＝结构承受的有效重量（Kg）÷
总分（满分250分）
云霄飞车
云霄飞车是一项非常刺激的游戏，它令人跃跃欲试，也令人胆战心惊，使人倍感重力的魅力。
云霄飞车的设计完美体现了科学、技术、工程、数学的结合，是对工程师智慧的挑战。
力学、数学、结构设计、可靠性设计、制作技能、团队协作。
用给定的材料设计和制作三根轨道，让一颗钢珠从一根轨道的顶部释放，然后使钢珠在重力的作用下下滑，并用它去引发第二根轨道上的钢珠滚动，此钢珠在到达轨道终点时将被一个装置提升到规定的高处，然后再滑向第三根轨道。
此外钢珠还要完成一个垂直大回旋和一个飞跃。
第二颗钢珠到达终点的时间越接近指定值越好。
2．参赛对象：
适合初中和高中学生，由3名学生组成一个团队。
3．轨道设计：
1）第一根轨道的起点端的高度必须为90cm（钢珠与底板的距离），起点端必须有一个能使钢珠静止的机构（或平台），在释放钢珠时不能施以额外的有利钢珠滑行的外力；
2）第一根轨道的末端和第二根轨道的始端之间要有一个连锁触发装置，当来自第一根轨道的钢珠作用于该装置时，必须触发第二根轨道上的钢珠开始滑动。
触发装置可以是任意形式的（包括电子类），材料不限，但不能有可控的时间延迟功能（既不能通过调节装置来改变钢珠的滑行时间）；
3）当第二根轨道上的钢珠到达终点后，将要有一个装置将该钢珠提升到至少50cm的高处，然后自动滑到第三根轨道；
提升装置可以利用任何技术和材料。
4）钢珠在轨道上必须完成二个规定动作：
一个直径大于20cm的竖直平面的360°
迴转，一个跨距为10cm的等高点的飞跃。
二个规定动作可以设置在任意轨道上完成，顺序不限；
5）第三根轨道的终点必须在距离底板5cm高处，并在轨道末端有一个收集钢珠的盒子，必须使钢珠进入盒子。
终点必须是固定的，不能在轨道上任意移动；
6）三根轨道必须建筑在一个长90cm、宽50cm的平板上；
7）轨道的构建必须用规定的材料（木质底板、PVC电线管、线管转接口、轨道塑料管、轨道卡和连接件），包括任何保护装置，都不能用其他材料（如纸杯等）；
8）钢珠的连锁触发装置和提升装置可以事先做好。
9）从第一颗钢珠出发到第二颗钢珠到达终点，要求的时间区间为15-30秒。
4．现场搭建：
1）必须有一份完整的设计图纸和说明，并根据现场宣布的钢珠滑行时间修订设计数据，图纸上必须标有尺寸。
2）赛场提供“云霄飞车轨道支架”一套（包括每队10米的PVC管和直角和三通各10个），木质地板自备（上面可以事先安装好PVC管底座），工具和粘结材料自备，允许使用电池式的热胶枪（现场不提供220V交流电）。
连锁触发装置和提升装置自备。
钢珠自备，钢珠的直径为16mm。
除此之外不得使用其他材料。
3）钢珠运行的指定时间在比赛现场公布。
4）搭建时间为3小时。
5．入场：
1）每个参赛队签到后方能进入制作区。
2）签到时需要将携带工具和材料交由裁判检查，合格后方可进入制作区。
不可携带规则所不允许需携带的物品、工具和零部件入场。
6．测试：
1）释放钢珠（或用手指轻推轨道顶端平台上的钢珠）使其滑下；
2）一个成功的滑行是指钢珠从起点出发直至终点，不能有任何人为的干预。
如果钢珠在某处出现滑行故障（如脱轨或停止不动），则定义此轮滑行不成功，但可以通过人为干预使钢珠继续滑行得分。
如钢珠在某处脱轨，则可以人为将钢珠重新放到脱轨处继续后面的滑行；
如无法完成规定任务，则可以人为将钢珠放在失败的规定任务后的轨道上继续滑行。
以上两种情况都将受到罚分处理。
一旦出现人为干预，不再计算时间得分，但时间不暂停，一轮时间为2分钟。
3）搭建计时3小时结束后，所有参赛学生必须离开赛场制作区，在制作区旁等候测试。
4）经由裁判叫号依次入场进行测试。
分为三轮，第一轮大循环，第二、三轮连续进行。
取最好的一轮为比赛成绩。
第一轮大循环时队伍完成测试后，即可继续留在制作区进行修改，直到第二、三轮测试开始。
7．项目报告书：
参赛团队必须提交项目报告书，报告书格式见附件。
8．评价：
1）规定动作得分：
四个规定动作（垂直大回旋、飞跃、触发、提升）每个得10分，共计40分。
2）罚分：
a）规定任务失败，将受到任务不得分处罚；
b）每一次脱轨扣罚5分。
3）成功滑行到终点，则所用时间与规定时间之间的差值越小越好，以秒为单位，精确到小数后2位。
在分数相同的情况下，取决于设计报告得分；
4）不成功滑行不再计算时间分，得分为：
任务分—罚分。
5）比赛得分第一名将获得“未来工程师团队”称号。
图．云霄飞车任务要求示意图
创意售货亭
在你经常路过的街角，最应该有一个怎样的售货亭呢？
如果你就是独具慧眼的经营者，会售卖什么物品、需要哪些功能？
通过前期调查，设计并制作一个能满足特定需要的售货亭，现场搭建，并接受评委问辩。
为你熟悉的路口设计一座售货亭，通过调研，确定售卖的货品种类、面向人群，确定售货亭店名，设计并制作这个可以容纳真人的、能够模拟售卖的售货亭。
2.参赛对象：
初中或高中学生，包括职校学生。
每个团队必须三人。
3.成果设计：
1）最少能够容纳1个成人，站立不碰头，有可以歇息的座位，有遮阳顶棚。
2）必须有店招。
3）必须在外观显眼处标注售货亭的各类基础信息，如所在位置、售卖货品种类、客户人群、营业时间、销售形式（有人/无人售卖、盈利/公益性质等）等。
4）各种有意义的设计。
5）谋求广告公司的支持，主要材料由广告公司无偿提供，只能使用广告公司的废弃材料。
以店面广告作为对广告公司的回报。
6）可以在学校制作各个部件，比赛当天在现场进行搭建。
7）必须有设计方案和文字说明。
8）必须要有材料成本表。
4.比赛：
1）在比赛现场，每个参赛队有2m×
4m的搭建场地。
2）作品不能直接搭建在地上，要铺设自备的地面，作品的任何部位都不能接触到赛场的地板和墙壁。
3）搭建时工作现场要自备铺垫物，如废弃的喷绘布，不得直接在地板上进行加工，不得以任何形式污染和损坏场地。
4）可以使用直流电动工具，现场不提供220V交流电源。
5）搭建时，在使用工具时请务必带好手套。
6）搭建时间3小时。
5.评价：
1）能满足售货亭要求
（1）得20分；
2）主体结构创意，得1~20分；
3）店招满足要求
（2），得5分；
4）店招创意，得1~5分；
5）基础信息标注满足要求（3），得1~10分；
6）有设计图，得1~5分；
7）有成本表，得5分；
8）有公司广告，得1~5分；
9）有意义的设计及效果，得1~25分。
总分100分。
机器人竞技场
机器人这个词的诞生一开始就具有仿生含义，而人类追求的机器人终极目标就是创造出像人一样且比人更强大的机器。
机器人仿生主要是模仿人或动物的思维与肢体结构从事类人活动，这是一项极具挑战、动人心弦的人造“人”事业，也将是未来工程师为之奋斗的事业。
现在让我们先从简易的仿生机器人做起，在动手做中学习技术，在试验当中寻求创新，从中去感悟技术之魅力。
仿生学、机械运动机构、简单电路、齿轮变速传动、创意设计、制作技巧。
一、扫雷机器人（适用于小学组）
1．项目简述：
设计并现场制作一个模仿动物的四脚行走（两脚交替运动）机器人，机器人在规定时间内尽可能多的将地上的垃圾（回形针）移到界外。
2．参赛对象：
适合小学生。
个人项目。
3.现场制作：
1）必须使用赛场提供的材料，提供的材料为“创意模型”一套，一段10cm长的磁性塑胶带。
裁判在学生入场前检查所携带的所有工具和材料,没收一切自带的违规材料,对成绩进行扣分处理,严重者取消比赛成绩。
电动机不得更换或改装。
2）电源规定为2节AA（5#，电压1.5V）电池。
比赛电池由赛场提供。
3）工具自备，粘结材料自备。
赛场不提供220交流电源。
4）制作时间为2小时。
时间到，用记号笔在机器人主体留下标记，机器人将由裁判封存，直到比赛时方可取回。
5）制作时间内只能在自己的工作台上试验，不能到比赛场地上试验。
6）在30秒时间内移出界外的回形针越多越好。
允许比赛二轮，必须连续进行。
5．测试场地：
见右图。
6．评分：
1）现场制作机器人移出界外总的回形针数，越多越好。
2）分别以成绩最好一轮为最终得分。
3）在回形针数相同的情况下，再以完成任务的时间进行排序。
二、横杆投弹机器人（适用于小学组）
现场制作一个能爬横杆的机器人，并能够在终点处自动投弹。
机器人必须采用双“手”交替运动的机构，轮式运动方式不被允许。
3.现场制作：
1）必须使用赛场提供的材料（包括投弹装置），提供的材料为“创意模型”一套，卡纸1张，竹签1根（长度大于10厘米），橡筋圈1根，回形针1枚。
不得更换或改装电动机。
3）工具自备，赛场不提供220交流电源。
粘合材料自备。
4）投弹时机器人的任何部分仅可以触碰“终点板”（如4所述）。
5）制作时间为2小时。
时间到，机器人将由裁判封存，直到比赛时方可取回。
6）制作时间内不能在测试场地上试验。
7）机器人测试时间为1分钟。
5．测试场地：
测试场地如图所示，横杆高度离地60cm，横杆长度为200cm。
在终点有一块宽20cm，高30cm的板，可利用该板来完成弹子的投放。
目标区域B为现场制作机器人目标得分区，尺寸为30cm×
30cm，一端靠终点。
起点线距离立柱20cm。
1）目标分：
现场制作机器人的目标得分。
投中目标区，得分为0，未投中目标区得分为30。
2）速度分：
现场制作机器人到达终点的时间。
以秒为单位，小数后2位有效。
3）如果在规定时间内不能到达终点，则此轮的目标分+时间分为100。
4）允许比赛2次，以成绩最好一次计算得分。
5）总得分为：
目标分+速度分。
三、步行爬阶梯机器人（适用于中小学生）
设计并现场制作一个“步行机器人”，它能够沿着阶梯爬上一个斜坡，机器人必须是“双脚”交替行走，不能用轮或类似轮的方式进行驱动。
小学、初中和高中学生。
1）必须使用赛场提供的材料，参赛者可以自带附加材料，但必须是未经加工的。
如有明显的加工痕迹，裁判有权没收这些材料。
2）电源规定为2节AA（5#，电压1.2-1.5V）电池。
3）工具、粘合剂自备，赛场不提供交流电源。
5）制作时间内不能在测试场地上试验。
6）比赛规则同竞技比赛2-6。
4．测试场地：
测试是在一个阶高1.5cm、台阶平面长10cm、宽15cm，共有16个台阶的跑道上进行。
阶梯的两边有挡板。
5．评分：
1）现场制作机器人走完全程，则得分为速度分。
2）机器人在规定时间内不能到达终点，则速度分为：
60+台阶得分。
3）台阶得分：
每相差一阶加5分，最多70分。
4）以成绩最好一轮为最终得分。
四、爬电缆机器人（适用于中、小学组）
设计并现场制作一个“爬电缆机器人”，它能够沿着悬挂在空中的两根平行电缆进行攀爬，机器人必须用“手“或“脚”模仿人或动物的运动方式进行攀爬。
不能用轮或类似轮的方式进行驱动。
小学生、初中和高中学生。
3）工具以及粘结材料自备，赛场不提供交流电源。
6）其它规则与竞技比赛规则3—5相同。
在一个金属框架上并行拴着两根电缆线，电缆线直径在5～6mm，两线（中心）相距8cm。
电缆线中间会有所下垂。
以秒为单位，小数后2位有效
高尔夫机器人
“高尔夫”是GOLF的音译，由四个英文词汇的首字母缩写构成。
它们分别是:
Green,Oxygen,Light,Friendship。
意思是“绿色，氧气，阳光，友谊”，它是一种把享受大自然乐趣、体育锻炼和游戏集于一身的运动，是一项非常受人喜欢的运动。
高尔夫球运动是一种以棒击球入穴的球类运动。
高尔夫球运动非常注重技巧，同时也非常注重在打球时的优雅性以及礼貌，所以也被称为最有名的绅士运动之一。
在未来时代，高尔夫运动也一定会成为机器人喜爱的运动，现在让我们动手做一个高尔夫机器人，让机器的技巧与人的优雅和谐共存。
机械传动原理、结构设计、创意思维、制作技能、团队合作。
分两个部分，一是主题赛，二是现场挑战赛。
主题赛要求参赛队员赛前设计制作一个“高尔夫机器人”，机器人必须具备二种击打方式，一是大力击打，使高尔夫球形成斜抛运动；
二是平推，使球产生平移运动。
二种方式可以通过人工调换击打机构进行变换。
比赛时，利用机器人将一个高尔夫球从起点打入到位于“果岭”上的球洞。
击打的“杆数”越少越好。
现场挑战赛要求在比赛现场完成击打机器的制作。
初中和高中学生，由3人组成一个团队。
3.主题赛
（1）机器人制作：
1）高尔夫击打机器是事先做好的，可以用任何方式，但必须对操作者和观众是安全的。
2）大力击打形成斜抛的球至少要越过3米外（距离起点）的10厘米高的坎。
机器人只能靠“击打”将球抛出，既机器人只能瞬间接触球。
击打时球可以放在一个高为5厘米的球托上，但球不能放在机器里面，即球在击打前不能接触机器人的任何部位。
3）平推是在“果岭”上将球推进球洞的击打方式，同样只能瞬间接触球。
4）两种击打方式的变换可以通过人工加以更换或调节，也可以只用一种机构进行击打，但应该能体现出球的两种运动（斜抛和平移）。
5）击打机器必须有一个“握杆”，“握杆”是一根直杆（用PVC管），长度至少30cm。
“握杆”的作用是，在击打时人可以手持它从而保持机器人的平衡。
比赛时，参队员只能接触“握杆”。
6）机器人击球的启动必须是电子或电气控制的，不能像弹弓一样手接触装置（除“握杆”外）。
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