1、工程训练大赛说明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1.5-2mm厚度的钢板制作或用3D打印制作),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
2、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5065mm)。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。图1小车示意图赛道:备选方案一:赛道总长度30米,直线赛道,道面宽度1.2米。备选方案二:赛道宽度1米,
3、形成长15米宽约2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米,两端外缘为曲率半径为1米的半圆形,中心线总长度约29.14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100150mm。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(31),下坡道的坡度1.5度(1.50.5);坡顶高度602mm,坡顶长度为2502mm。坡道位置将事先公布,但出发线位置抽签决定。3.竞赛安排每个参赛队由3名在校本
4、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:成本分析方案和创业企划书(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-PAL 4:3,24位,720 x576,25 fps,音频数据速率
5、 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、制作方案说明及体会。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)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
6、,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。3)工艺设计方案按照中批量(500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(A4,23页)。要求采用统一的方案文件格式(网上下载)。4)成本分析方案分别按照单台小批量和中批量(500台/年)生产纲领对作品小车产品做成本分析。内容应包含设计、材料、加工制造、物流仓储、融资等成本方面(A4,23页)。要求采用统一的方案文件格
7、式(网上下载)。5)创业企划书按照中批量(500台/年)对作品小车产品做创业企划书(A4, 23页)。要求创业方案设计目标明确,并对创业方案的规模、融资、人员、管理、市场、及预计前景进行可行性分析,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
8、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
9、项成绩:B = 15(20?)-扣分4.3(可选一)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,并在高速激光金属切割机上,用1.5-2mm厚金属板加工出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(20?)-扣分4.3(可选二)小车行进轮的设计及3D打印制作(15?)由1名参赛队员参与竞赛;根据各队2个行进轮的具
10、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3D打印图样,绘制出行进轮的零件图,零件图上需标示出配合尺寸公差,并用3D打印制作出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(20?)-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
11、 = 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
12、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)*k4.8 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。全国大学生工程训练综合能力竞赛秘书处2016年4月24
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