江苏省高等职业院校技能大赛 2.docx

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江苏省高等职业院校技能大赛2

2013年江苏省高等职业院校技能大赛

2013年江苏省高等职业院校技能大赛机器人技术应用项目竞赛规程细则

一、竞赛项目名称

机器人技术应用

主题：

智能配送装配

赛项简介：

模拟智慧工厂的自动化装配，根据比赛任务要求设计制作机器人，实现工件的识别、工件的抓取、运输、精确定位和装配功能。

二、竞赛方式

竞赛采取团队比赛方式，每个参赛队以学校为单位，每队由领队1名，指导教师1名，竞赛选手3名组成，男女不限，其中选定队长1名。

三、竞赛内容

（一）比赛场地和道具

图1场地立体效果图

图2场地平面图

本场地模拟了一个智慧工厂的布局

尺寸：

大小为8米*12米。

其中外围档板高10cm，材质为多层板，上面贴有30mm宽的白色引导条。

地板的材质和制作方法与2012年高职比赛使用的地板完全相同。

手动出发区：

手动机器人正式启动前所停泊的区域，有红蓝两个出发区，尺寸大小均为1000mm*1000mm，在场地的上方，如图1所示。

自动出发区：

自动机器人正式启动前所停泊的区域，红蓝两个自动出发区的尺寸大小也为1000mm*1000mm，在场地的下方，如图1所示。

手动区：

场地上方的第一根水平白线与围栏之间组成的区域（见图1），比赛时，手动机器人只能在手动区内运行。

手动区内安放5个车轮存贮台、2个滚柱存贮座和2个装配柱，比赛前，有红蓝各4个车轮直接放置在场地上，10个滚柱分别放置在2个滚柱存贮座上。

自动区：

手动区以外的区域。

自动区内安放4个半成品存放柱、1个成品存放柱、4个轴承内圈存贮台、4个轴承外圈存贮台和2个车轮轴存贮台，比赛前，红蓝各4套轴承内外圈、各2套车轮轴放置在轴承存贮台和车轮轴存贮台上，每个工件在存贮台上的位置随机摆放。

限制区：

图2中，场地中央黄色包围的区域为限制区，只有一方将2个半成品成功放到半成品存贮台后，才允许进入。

工件：

共有5种工件：

轴承外圈、轴承内圈、滚柱、车轮轴和车轮。

工件的材料均为有机玻璃。

轴承外圈为带底的圆筒形（图3），外径尺寸Φ240毫米，高度80毫米，内腔底部有一直径为Φ98毫米和高度为20的凸台，其质量约为938克，整个比赛场地共有红色轴承外圈和蓝色轴承外圈各4个。

图3轴承外圈

轴承内圈如图4所示，大端外径为Φ175毫米，小端外径为Φ110毫米，高度为80毫米，内孔直径为Φ102毫米，大端面上除了有4个Φ20毫米的圆孔外，还有4个月牙孔，该月牙孔的半径为25毫米且均布在Φ180毫米的圆周上。

小端圆柱面上还有4个Φ40的圆孔。

轴承内圈的质量约为285克。

整个比赛场地共有红色轴承内圈和蓝色轴承内圈各4个。

图4轴承内圈

滚柱如图5所示，为外径Φ40毫米、壁厚5毫米、高度80毫米的套筒形，两端都有用于导向的倒角。

滚柱的质量约为40克，数量为红蓝各5个。

图5滚柱

车轮轴的外形如图6所示。

上端外径为Φ156毫米，与车轮内孔相配，下端外径Φ80毫米，总高210毫米，质量约为620克。

红色车轮轴和蓝色车轮轴的数量各为2个。

图6车轮轴

车轮为腹板式结构，如图7所示，轮子外径Φ400毫米，胎面宽度40毫米。

轮子中央凸缘处外径Φ160毫米，轮子总高70毫米，质量约870克。

比赛场地共有红蓝轮子各4个。

图7车轮

其它比赛道具：

装配柱共有2个，均位于手动区，由定位块、台面、台柱和底板四部分组成，如图8所示。

定位块直径75毫米，高度15毫米，用尼龙制成。

台面是直径为250毫米厚度5毫米的有机玻璃板，台柱是外径170毫米壁厚5毫米的有机玻璃管，底板与台面尺寸与材质完全相同，只是多了6个安装孔，用于把装配柱固定在底板上。

装配柱总高315毫米，质量1421克。

图8装配柱

半成品存贮台大小形状与装配柱相同，共有4个，均位于自动区。

成品存贮台高度为500毫米，其形状与去掉定位块的装配柱相同，数量1个，位于自动区。

车轮存贮台如图9所示，共有5个，均位于手动区。

台面中央粘接了一块车轮固定块，固定块直径160毫米，高度50毫米。

整个车轮存贮台的质量为2305克。

图9车轮存贮台

轴承内圈存贮台如图10所示，共有4个，均位于自动区，其上分别放置了轴承内圈。

台面是长600毫米、宽300毫米、厚10毫米的矩形有机玻璃板，中间有2个Φ112毫米、中心距360毫米的圆孔，其余部分与装配柱的台柱和底板完全相同。

轴承内圈存贮台总高305毫米，总质量2500克。

不同颜色的轴承内圈在存贮台上是随机摆放的。

图10轴承内圈存贮台

轴承外圈存贮台如图11所示，共有4个，均位于自动区，其上分别放置了轴承外圈。

台面是长600毫米、宽300毫米、厚10毫米的矩形有机玻璃板，中间有2个中心距为360毫米且与装配柱完全相同的定位块，其余部分与轴承内圈存贮台完全相同。

不同颜色的轴承外圈在存贮台上是随机摆放的。

图11轴承外圈存贮台

车轴存贮台共有2个，均位于自动区，外形与轴承存贮台基本相同，只是台面上两个圆孔的尺寸为Φ82毫米（图12），其上放置车轮轴。

不同颜色的车轮轴在存贮台上是随机摆放的。

图12车轴存贮台

滚柱存贮座共有2个，均位于手动区，其上放置滚柱。

它是在3毫米厚的有机玻璃管端面粘贴了一块3毫米厚的圆形有机玻璃板，然后再插入5个内径为40毫米深度为50毫米有底的有机玻璃管。

滚柱座的外径与装配柱台面的直径相同，总高度为65毫米。

图13滚柱存贮座

（二）比赛机器人

大赛的机器人设备由机器人平台、机器人上部机构组成，其中机器人平台使用北京中科远洋科技有限公司的A200型和M100型机器人平台，参加过2011年和2012年全国技能大赛机器人项目的学校可以继续使用原来的机器人平台；机器人上部机构需要参赛队自行开发，每个参赛队使用2台自动机器人和1台手动机器人。

1．机器人平台使用规范

（1）指定的机器人平台除了铝板可以拆卸外，其余所有部件需要更换时必须使用同型号、同规格的产品。

（2）机器人平台的电池、巡线传感器信号处理板、主控制板、电机驱动板、巡线传感器可根据上部机械机构及整体设计需求改变安装位置，平台的车轮、万向轮安装位置可以前后移动。

（3）机器人的供电全部来自于指定的三块电池，不能使用另外的供电方式。

（4）机器人的行走必须使用所提供的主控制器控制。

（5）机器人的运行必须依靠平台所提供的巡线传感器，同时可以使用其他辅助方式。

每个参赛队必须使用大赛组委会指定的机器人平台，否则不得参加比赛，在此基础上自行设计手动和自动机器人参加比赛，对指定的机器人平台所做的改动必须符合“机器人平台使用规范”的要求，否则不得参加比赛，成绩以0分计。

每场比赛中，每队只允许有一台手动机器人，自动机器人不能超过2台。

2．自动机器人

（1）每台自动机器人由队员启动后必须是自主运动的。

（2）比赛开始后，所有自动机器人在启动区的位置不得人为改变，由1名参赛队员负责启动机器人，所有自动机器人可以依次启动，但是必须在50秒以内全部启动完毕，超过50秒后，参赛队员不得再接触自动机器人，需要再次启动机器人必须申请重试。

每台自动机器人必须一次操作启动。

（3）所有自动机器人启动后，负责启动机器人的队员必须立即退出赛地，站在木质围栏外。

（4）一旦机器人启动，参赛队员不得接触机器人。

（5）启动前，所有自动机器人在启动区内必须纳入1000mm长、1000mm宽、1500mm高的空间范围，机器人所有部件在水平投影的任何方向上都不能超出启动区。

（6）启动后，自动机器人的尺寸和形状可以改变，但高度限制在2000mm以内，任一时刻瞬时宽度不能超过1500mm。

（在水平投影的任何方向上测量都应符合此要求）

（7）比赛一旦开始，自动机器人不允许分离。

（8）自动机器人在场上发生故障时，为保护机器人，参赛队员可以向裁判申请关闭机器人电源，但是关闭电源后，机器人在场上的位置不允许改变。

（9）自动机器人之间可以使用ZIGBEE模块相互通讯，机器人与参赛队员之间不允许通讯。

（10）自动机器人可以在全场范围内运行。

3．自动机器人的重试

（1）对于自动机器人，每场比赛每队可以有2次“重试”机会。

重试时，可以一台机器人单独重试，也可以2台机器人一起重试。

（2）“重试”的申请被裁判允许后，参赛队员必须把自动机器人搬回到自动机器人启动区，并尽快启动，允许重试的机器人必须符合上述自动机器人的规定。

（3）“重试”时，机器人的任何部件均不能更换，机器人的能源也不能补充或增加，自动机器人上的道具保持原样或者放回场地上初始位置。

（4）当“重试”导致积分比分变化或违反规则时，由裁判作出裁决，包括“重试”是否有效。

（5）重试的时间是30秒钟，从队员入场接触到任何一台要重试的机器人开始计时。

30秒内没有启动的机器人将被留在启动区。

（6）申请重试或者关闭电源的参赛队员在得到裁判允许进入场内后，不能阻碍对方机器人的运行或者故意接触对方机器人，否则，将取消比赛资格。

4．手动机器人

（1）手动机器人必须通过电缆连接的控制盒操作，不允许使用射频控制，操作手不允许骑在手动机器人上。

（2）通过电缆操作时，电缆在机器人上的连接点至少应高出地面1000mm，同时，从手动机器人到控制盒的电缆长度不超过3000mm。

（3）比赛开始时，在手动启动区的机器人大小必须限制在1000mm长、1000mm宽、1000mm高，机器人所有部件在水平投影的任何方向上都不能超出启动区。

（4）比赛开始后，手动机器人的大小和形状可以改变，高度必须限制在1500mm以内，任一时刻瞬时宽度不能超过1500mm（在水平投影的任何方向上测量都应符合此要求）。

此外，在比赛期间，手动机器人不允许分离。

（5）每个参赛队只允许有一名队员在比赛场地控制手动机器人。

（6）比赛一旦开始，参赛队员就不允许接触手动机器人。

（7）手动机器人只允许在手动区运行，不能进入也不能利用自身部件延伸到自动机器人运行区

（8）手动机器人在任何情况下不能触碰到本队的自动机器人。

（9）手动机器人在任何情况下、任何区域不能触碰对方的自动机器人，并且要主动避让对方自动机器人。

（10）当两队的手动机器人相互干涉时，裁判将要求两队各自靠右行走。

（11）手动机器人与自动机器人之间不允许通讯。

5.能源

（1）比赛期间各队应为自己的所有机器人准备能源。

（2）允许使用的电源电压不得超过24VDC。

（3）压缩空气的压强应小于0.8MPa，每台机器人所用气瓶的总容积不应超过1.5L。

（4）不允许使用组委会认为危险和不适当的能源。

6.重量

所有自动和手动机器人包括能源、电缆、遥控器和机器人其他部件都必须在赛前称重，每个队用于整个比赛的所用的机器人总重不得超过60.00kg，否则，不得参加比赛，成绩以0分计。

（三）比赛任务

1、比赛形式

2支参赛队同时在场上进行对抗赛。

2、比赛时间

每场比赛时间5分钟

3、任务要求

手动机器人和自动机器人均不预装工件，手动机器人和自动机器人同时出发。

（1）手动机器人取走位于手动区边缘，与本队颜色相同的车轮，并且安放在手动区中央的车轮存贮台上，车轮可以叠加放置，但是只有位于最上方的车轮才计入成绩；

（2）自动机器人分别取与本队颜色相同的轴承内圈和外圈装配成2套轴承半成品，并且送到位于自动区中央的呈矩形分布的4个半成品存贮台上的其中任意2个上面；

轴承半成品的安装顺序是先安装轴承外圈，再安装轴承内圈，安装好的半成品如图14所示

图14轴承半成品

（3）自动机器人和手动机器人共同在手动区的装配柱上安装车轮组件，然后自动机器人将装配好的组件运送到中央成品存贮台上。

中央成品存贮台周围黄色区域是限制区（图2），只有一方将2个半成品成功放到半成品存贮台后，才允许进入。

车轮组件的装配顺序是：

轴承外圈——轴承内圈——4根滚柱——车轮轴——车轮，装配完成的组件如图15所示，除4根滚柱和车轮由手动机器人安装外，其余均由自动机器人安装。

手动机器人的任务可由自动机器人来完成。

图15车轮成品组件

（4）如果手动机器人在1号车轮存贮台上成功放置了指定颜色的车轮，同时在中央与本队颜色相同的对角线上的3个存贮台上都放置了本队的半成品和成品（图2），则装配输送任务完成，比赛提前结束，此参赛队获得90分（比任务满分高10分）（需要扣除违规扣分）。

四、评分标准

参赛队的成绩由整体设计分（占总分15%）、职业素养分（占总分5%）和任务得分（占总分80%）组成。

（一）整体设计分评分方法

1、整体设计分满分为15分。

2、比赛裁判按照参赛队的机械图纸、电路图纸以及程序代码从自创性、先进性、合理性、稳定性和经济环保、可拓展性等因素，并根据学生的答辩成绩进行综合评定。

（二）职业素养分评分方法

1、职业素养分满分为5分。

2、职业素养分由该场比赛裁判按照参赛队以下方面表现进行评

定：

（1）公平竞赛，遵守赛场纪律。

（2）遵守操作规程，安全、文明参赛。

（3）冷静、高效，分工合作，一丝不苟。

（4）着装规范整洁，爱护设备，保持竞赛环境清洁有序。

（5）抗工作环境干扰能力强、善于与裁判沟通。

（三）任务得分

1、任务得分满分为80分。

2、手动机器人将车轮放置到手动区中央的车轮存贮台，得

3分/车轮，车轮可以叠加放置，但是只有放在最上方的才有效；其中放置1号车轮存贮台上的车轮可得5分；

3、自动机器人完成1个轴承内圈与外圈的装配，得3分/个，共9分。

4、自动机器人将轴承半成品送到自动区中央的半成品存贮台上，并脱离接触，得5分/个，共15分。

5、手动机器人在车轮组件上安放滚珠，得4分/个滚珠，共16分。

6、自动机器人完成车轮轴的装配，得6分。

7、机器人完成车轮的装配，得8分。

8、自动机器人将完成的车轮组件送到位于自动区中央的成品存贮台，并脱离接触，得15分。

（四）违规扣分

1．比赛一旦开始，以下的行为将被视为违规，一次违规扣1分。

（1）手动机器人或它的操作手进入或延伸到自动区。

（2）手动机器人触碰到己方的自动机器人。

（3）如果上述违规行为故意持续，那么每5秒扣1分。

2．出现以下违规行为，一次扣5分：

手动机器人取走或移动对方成功放在车轮存贮台上的车轮，但如果在比赛结束前这些车轮被重新放在该车轮存贮台或其他车轮存贮台上，将不扣分。

3．出现以下违规行为，一次扣10分：

（1）机器人取走轴承内外圈存贮台上对方颜色的轴承内圈或者外圈

（2）机器人取走或移动对方成功放在半成品存贮台上的半成品，但如果在比赛结束前这些半成品被重新放在该半成品存贮台或其他半成品存贮台上，将不扣分。

4．出现以下违规行为，一次扣20分：

（1）机器人取走车轮轴存贮台上对方颜色的车轮轴

（2）机器人取走或移动对方成功放在中央成品存贮台上的成品，但如果在比赛结束前这些成品被重新放在该成品存贮台上，将不扣分

5.在没有符合进入限制区条件时，机器人进入限制区，一次违规扣10分，同时，立刻将机器人搬离限制区，取走已经放置在成品存贮台上的工件。

（五）取消比赛资格

比赛中下列行为会被裁判认定为取消全队比赛资格的行为：

1．导致或试图导致比赛场地、设施以及对方的机器人，包括在对方车轮堆放区内车轮的布置等的破坏。

2．队员故意触碰己方的机器人。

3．手动机器人直接或间接的阻挡、触碰、袭击对方的自动机器人。

4．比赛中，机器人分离成2个以上独立部分（紧固件脱落不计）。

5．在裁判启动哨音（或信号）前误启动2次。

6．机器人总重量超出比赛规定重量，原始外形尺寸（长、宽、高）或者展开后瞬时尺寸（长、宽、高）超出大赛规定。

7．对机器人平台的修改违反了规程的规定。

8．申请重试或者关闭电源的参赛队员在得到裁判允许进入场内后，阻碍了对方机器人的运行或者故意接触对方机器人。

9．手动机器人使用了无线通讯模块，手动机器人与自动机器人之间、自动机器人与参赛队员之间存在相互通讯。

10．做出任何有悖公平竞争精神的动作。

11．某队被取消比赛资格后，他在这一场的得分为0。

（六）、成绩判定

1、第一个完成“装配输送任务”的队获胜。

此队得分记为90分。

（再扣除违规得分）

2、如果两个队都没完成“装配输送任务”的建立，则将所得分相加再扣除犯规分，得分多的队获胜。

3、如果出现平局，比赛的获胜者将按以下的顺序决定：

（1）在中央成品存贮台上有车轮组件的队获胜；

（2）在半成品存贮台上半成品数量多的队获胜；

（3）在1号车轮存贮台最上方有车轮的队获胜；

（4）机器人总重较低的队获胜。

当以上规则仍不能决定胜负，则由裁判和评委做出裁决

五、申诉与仲裁

（一）申诉

1.参赛队对不符合竞赛规定的设备、工具、软件，有失公正的评判、奖励，以及对工作人员的违规行为等，均可提出申诉。

2.申诉应在竞赛结束后2小时内提出，超过时效不予受理。

申诉时，应按照规定的程序由参赛队领队向赛项仲裁工作组递交书面申诉报告。

报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及到的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。

事实依据不充分、仅凭主观臆断的申诉将不予受理。

申诉报告须有申诉的参赛选手、领队签名。

3.赛项仲裁工作组收到申诉报告后，应根据申诉事由进行审查，6小时内书面通知申诉方，告知申诉处理结果。

4.申诉人不得采取过激行为刁难、攻击工作人员，否则视为放弃申诉。

（二）仲裁

赛项设仲裁工作组接受由代表队领队提出的对裁判结果等方面问题的申诉。

赛项仲裁工作组在接到申诉后的2小时内组织复议，并及时反馈复议结果。

仲裁工作组的仲裁结果为最终结果。