第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛.docx
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第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛
第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛
(合肥赛)命题说明及实施方案
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)
转向驱动控制模块
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3°±1°,下坡道的坡度1.5°±0.5°;坡顶高度40±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,距离坡道起始位置大于1米,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,720x576,25fps,音频数据速率448kbps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
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
4.2主控电路板焊接及调试
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满分,违规减分。
4.3小车行进轮的设计及激光切割
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满分,违规或延时完成者减分,不能完成者不得分。
4.4参赛小车机械拆卸
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满分,违规或延时完成者减分,不能完成者不得分。
4.5小车机电联合调试
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满分,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。
4.6第二轮小车避障行驶竞赛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。
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。
4.8方案评审
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。
5.成绩及奖项分配按不同参赛项目计算各队总成绩,按各项成绩之和由高到低,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。
全国大学生工程训练综合能力竞赛秘书处
2016年6月7日