2017年北京市大學生工程訓練綜合能力競賽

1、2017年北京市大學生工程訓練綜合能力競賽 （無碳小車越障競賽）命題說明及實施方案1. 競賽主題本屆競賽主題為“無碳小車越障競賽”。要求經過一定的前期準備后，在比賽現(xiàn)場完成一臺符合本命題要求的可運 行的機械裝置，并進行現(xiàn)場競爭性運行考核。每個參賽作品需要提交相關的設 計、工藝及創(chuàng)業(yè)企劃書3個文件及長度為3分鐘的關于參賽作品設計及制作過 程的匯報視頻。2. 競賽命題本屆競賽命題為“以重力勢能驅動的具有方向控制功能的自行小車設計一種小車，驅動其行走及轉向的能量是根據(jù)能量轉換原理，由給定重力勢能轉換而得到的。該給定重力勢能由競賽時統(tǒng)一使用質量為1kg的標準整碼（。50X65 mm ,碳鋼制作）來獲得

2、，要求整碼的可下降高度為400 ±2mm。標準整碼始終由小車承載，不允許從小車上掉落。圖 1.1為小車示意圖。g圖1.1無碳小車示意圖要求小車在行走過程中完成所有動作所需的能量均由此給定重力勢能轉換 而得，不可以使用任何其他來源的能量。要求小車具有轉向控制機構，且此轉向控制機構具有可調節(jié)功能，以適應放 有不同間距障礙物的競賽場地。要求小車為三輪結構。其中一輪為轉向輪， 另外二輪為行進輪， 允許二行進輪中的一個輪為從動輪。 具體設計 、 材料選用及加工制作均由參賽學生自主完成。3. 競賽安排每個參賽隊由 3 名在校本科大學生和 2 名指導教師組成，參加校、市競賽。3.1 本校制作參賽隊

3、按本競賽命題的要求， 在各自所在的學校內，自主設計，獨立制作出一臺參賽小車。3.2 集中參賽1） 攜帶在本校制作完成的小車作品參賽。2） 報到時提交參賽作品的結構設計方案、加工工藝方案及創(chuàng)業(yè)企劃書共3 個文件（分別提交紙質版文件一式2 份、電子版文件 1 份） ，文件按本競賽秘書處發(fā)布的統(tǒng)一格式編寫。3） 提交 1 份 3 分鐘的視頻，（格式要求：MPEG 文件， DVD-PAL 4:3 ，24 位， 720 x576 ， 25 fps ，音頻數(shù)據(jù)速率448 kbps 杜比數(shù)碼音頻48KHz） ， 視頻的內容是關于本隊參賽作品賽前設計及制作過程的匯報及說明。4） 提交 PPT 文件 1 份，內

4、容是闡述小車的設計、制作方案說明及體會。3.3 方案文件要求1 ）結構設計方案文件完整性要求： 小車裝配圖 1 幅、 要求標注所有小車零件（ A3 紙 1 頁） ；裝配爆炸圖 1 幅（所用三維軟件自行選用， A3 紙 1 頁） ；傳動機構展開圖 1 幅（ A3 紙 1 頁） ；設計說明書 1-2 頁（ A4 ）正確性要求：傳動原理與機構設計計算正確，選材和工藝合理。創(chuàng)新性要求：有獨立見解及創(chuàng)新點。規(guī)范性要求：圖紙表達完整，標注規(guī)范；文字描述準確、清晰。2 ）工藝設計方案文件按照中批量（ 5000 臺/ 年）的生產綱領，自選作品小車上一個較復雜的零件，完成并提交工藝設計方案報告（ A4 ， 2

5、3 頁） 。要求采用統(tǒng)一的方案文件格式（網上下載） 。3 ）創(chuàng)業(yè)企劃書按照中批量（ 5000 臺/年） 對作品小車產品做創(chuàng)業(yè)企劃書 （A4 ，34 頁） ，內容包括工藝成本核算、生產成本分析以及綜合成本分析，還包括市場預測分析、人力資源和工程管理可行性綜合分析等。要求創(chuàng)業(yè)企劃設計目標明確，文件完整，測算合理，表達清楚。采用統(tǒng)一的方案文件格式（網上下載） 。4. 競賽項目4.1 復賽“ 8 ”字型賽道避障行駛競賽競賽場地在半張標準乒乓球臺（長1525mm 、寬 1370mm ）上，有 3個障礙成“ L”形放置，“L”形的長邊在球臺的中線上，（放置球臺時“ L”形的長邊平行主看臺方向，短邊垂直且遠

6、離主看臺） ，經現(xiàn)場公開抽簽，在400500mm范圍內產生“L”形的長邊值，在300 ±50mm范圍內產生“L” 形的短邊值。小車需繞中線上的兩個障礙物按“8”字型軌跡運行，障礙物為直徑20mm、長200mm 的3個圓棒，圓棒中心分別放置在“ L”形的3個端點上，以小車完成8字繞行圈數(shù)的多少來評定成績，見圖 1.3。圖1.2 “8”字型賽道競賽所用乒乓球臺及障礙設置圖參賽時，要求小車以“ 8”字形軌跡交替繞過中線上2個障礙，保證每個 障礙在“8”字形的一個封閉環(huán)內，同時不碰倒第 3個障礙。每完成1個“8 字且成功繞過2個障礙，得12分。各隊使用組委會統(tǒng)一提供的標準整碼參賽。 出發(fā)點自

7、定，每隊小車運行2次，取2次成績中最好成績。一個成功的“ 8”字繞障軌跡為：兩個封閉圖形軌跡和軌跡的兩次變向交 替出現(xiàn)，變向指的是：軌跡的曲率中心從軌跡的一側變化到另一側。比賽中，小車需連續(xù)運行，直至停止。小車沒有繞過障礙、碰倒障礙、 將障礙物推出定位圓區(qū)域、整碼脫離小車、小車停止或小車掉下球臺均視為 本次比賽結束。4.2 決賽小車避障行駛競賽依據(jù)復賽小車避障行駛競賽中所得成績進行排名，并抽取若干支排名靠前 的隊伍組成甲組，其他隊伍組成乙組，分別再次進行決賽小車避障行駛競賽， 規(guī)則同4.1 , 4.2。4.3 參賽徽標的設計及3D 打印制作甲組隊伍中，由 1 名參賽隊員參與競賽；經抽簽，按照大

8、賽統(tǒng)一規(guī)定要求，在計算機上設計3D 打印圖樣，繪制出圖樣的零件圖，零件圖上需標示出配合尺寸公差，并用 3D 打印制作出來。本項內容應在規(guī)定時間內完成，違規(guī)減分，逾時不能進入后續(xù)比賽。本項內容在規(guī)定時間內完成得滿分，違規(guī)或延時完成者減分，不能完成者不得分。4.4 方案評審由方案評審組對每個參賽隊提交的方案文件進行評閱， 此環(huán)節(jié)滿分50 分，其中結構設計方案15 分、加工工藝方案15 分、創(chuàng)業(yè)企劃書 20 分。5. 獎項分配按不同參賽項目計算各隊總成績，按各項成績之和由高到低，設一、二、三等獎，一等獎30% ，二等獎 30% ，其余為三等獎、優(yōu)秀獎和無獎。6. 工程文化知識競賽各院校自行組織并組隊

9、，參加工程文化知識競賽，分必答題和搶答題兩個環(huán)節(jié)。工程文化知識競賽設專項獎，根據(jù)知識競賽成績獎勵一等、二等、三等獎若干名。北京市大學生工程訓練綜合能力競賽秘書處2017 年 6 月 15 日2017 年北京市大學生工程訓練綜合能力競賽（重力勢能驅動的自控行走小車越障競賽）命題說明及實施方案1. 競賽命題本屆競賽命題為“重力勢能驅動的自控行走小車越障競賽” 。自主設計一種符合本命題要求的小車，經賽場內外分步制作完成，并進行現(xiàn)場競爭性運行考核。本題目是在往屆工程訓練綜合能力競賽無碳小車命題基礎上的修改，保留了重力勢能驅動行進的特點， 增加了自主尋跡避障轉向控制功能， 為此賽道也有所變化。2. 命題

10、要求小車： 三輪結構，其中一輪為轉向輪，另外二輪為行進輪， （要求 2 個行進輪用 1.5mm 厚度的鋼板或可用激光切割加工且不超過8mm 厚度的非金屬板制作，要求行進輪輪轂與輪外緣之間至少有40mm 的環(huán)形范圍，這個范圍將用于進行統(tǒng)一要求的設計和激光切割 ）， 允許二行進輪中的一個輪為從動輪。小車應具有賽道障礙識別、 軌跡判斷及自動轉向功能和制動功能， 這些功能可由機械或電控裝置自動實現(xiàn)，不允許使用人工交互遙控。如圖 2.1 。小車行進所需能量： 只能來自給定的重力勢能，小車出發(fā)初始勢能為400mm高度X 1kg整碼質量，競賽時使用的同一規(guī)格標準整碼（鋼制050 X65mm ） 。若使用機械

11、控制轉向或剎車，其能量也需來自上述給定的重力勢能。電控裝置 ： 主控電路必須采用帶單片機的電路，電路的設計及制作、檢測元器件、電機（允許用舵機）及驅動電路自行選定。電控裝置所用電源為5號堿性電池，電池自備，比賽時須安裝到車上并隨車行走。 小車上安裝的電控裝置必須確保不能增加小車的行進能量。（小車驅動系）賽道：賽道寬度1.2米，形成長約15.4米寬約2.4米（不計賽道邊緣道牙厚度）的環(huán)形賽道，其中兩直線段長度為 13.0米，兩端外緣為曲率半徑為1.2米的半圓形，中心線總長度約30米，見圖2.2。圖2.2賽道示意圖賽道邊緣設有高度為80mm的道牙擋板。賽道上間隔不等（隨機）交錯設置多個障礙墻，障礙

12、墻高度約 80mm ,相鄰障礙墻之間最小間距為1米，每個 障礙墻從賽道一側邊緣延伸至超過中線 100 150mm 。在直賽道段設置有1 段坡道， 坡道由上坡道、 坡頂平道和下坡道組成， 上坡道的坡度 3°± 1°，下坡道的坡度1.5 °± 0.5 °；坡頂高度40 ±2mm ，坡頂長度為250 ±2mm 。坡道位置將事先公布，出發(fā)線在平賽道上，距離坡道起始位置大于1 米，具體位置抽簽決定， 。3. 競賽安排每個參賽隊由 3 名在校本科大學生和1 名指導教師及1 名領隊組成，參加校、市競賽。3.1 本校制作參賽隊按本

13、競賽命題要求， 在各自所在的學校內，自主設計，獨立制作出一臺參賽小車。3.2 集中參賽1） 攜帶在本校制作完成的小車作品參賽。2） 報到時提交參賽作品的設計制作說明書， 說明書分為上、 中、 下三冊，上冊內容包括：機械設計方案和零件加工工藝方案；中冊包括：電路設計方案；下冊包括：創(chuàng)業(yè)企劃書（每冊分別提交紙質版文件一式2份、電子版文件1 份） 。文件按競賽秘書處發(fā)布的統(tǒng)一格式編寫。3） 提交 1 份 3 分鐘的視頻，（格式要求：MPEG 文件， DVD-PAL 4:3 ，24 位， 720 x576 ， 25 fps ，音頻數(shù)據(jù)速率448 kbps 杜比數(shù)碼音頻48KHz） ， 視頻的內容是關于

14、本隊參賽作品賽前設計及制作過程的匯報及說明。4） 提交 PPT 文件 1 份，內容是闡述小車的設計、制作方案、創(chuàng)業(yè)企劃及體會。3.3 方案文件要求1 ）結構設計方案完整性要求： 小車裝配圖 1 幅、 要求標注所有小車零件（ A3 紙 1 頁） ；裝配爆炸圖 1 幅（所用三維軟件自行選用， A3 紙 1 頁） ；傳動機構展開圖 1 幅（ A3 紙 1 頁） ；設計說明書 1-2 頁（ A4 ） 。正確性要求：傳動原理與機構設計計算正確，選材和工藝合理。創(chuàng)新性要求：有獨立見解及創(chuàng)新點。規(guī)范性要求：圖紙表達完整，標注規(guī)范；文字描述準確、清晰。2 ）工藝設計方案按照中批量（ 5000 臺/ 年）的生產

15、綱領，自選作品小車上一個較復雜的零件，完成并提交工藝設計方案報告（ A4 ， 23 頁） 。要求采用統(tǒng)一的方案文件格式（網上下載） 。3 ）電路設計方案完整性要求：程序流程圖 1 幅（ A4 紙 1 頁） ；電路圖 1 幅，要求標注所有電子元器件（ A4 紙 1 頁） ；PCB 板圖1 幅（ A4 紙 1 頁） ；電路設計說明書 1-2 頁（ A4 ） 。正確性要求：控制原理與電路設計正確，器件選則合理。創(chuàng)新性要求：有獨立見解及創(chuàng)新點。規(guī)范性要求：圖紙表達完整，標注規(guī)范；文字描述準確、清晰。4）創(chuàng)業(yè)企劃書按照中批量（ 5000 臺/ 年） 對作品小車產品做創(chuàng)業(yè)企劃書 （A4 ，34 頁） ，內

16、容包括工藝成本核算、生產成本分析以及綜合成本分析，還包括市場預測分析、人力資源和工程管理可行性綜合分析等。要求創(chuàng)業(yè)企劃設計目標明確，文件完整，測算合理，表達清楚。采用統(tǒng)一的方案文件格式（網上下載） 。4. 競賽項目4.1 復賽小車避障行駛競賽在賽道上按照相鄰障礙墻之間最小間距為 1 米的規(guī)則， 抽簽確定障礙墻的擺放位置，擺放后劃線以確定各障礙的具體位置；由抽簽決定出發(fā)線的位置。參賽隊攜帶在本校制作完成的小車，在集中比賽現(xiàn)場，加載由競賽組委會統(tǒng)一提供的勢能重塊，在指定的賽道上進行避障行使競賽，小車出發(fā)時不準超過出發(fā)線，小車位置及角度自定，至小車自行停止為止。每隊有2 次機會，計算時取2 次成績中

17、的最好成績。評分標準：小車有效的運行距離為：從出發(fā)線開始沿前進方向所走過的中心線長度，至停止線（停止線是過小車停止點且垂直于中心線的直線）為止，每米得2 分，測量讀數(shù)精確到毫米；每成功避過1 個障礙得 8 分，以車體投影全部越過障礙為判據(jù)。 多次避過同 1 個障礙只算1 個； 障礙被撞倒或推開均不得分。4.2 決賽小車避障行駛競賽依據(jù)復賽小車避障行駛競賽中所得成績進行排名 ,并抽取若干支排名靠前的隊伍組成甲組，其他隊伍組成乙組，分別再次進行決賽小車避障行駛競賽，規(guī)則同 4.1 。4.3 小車行進輪的設計及激光切割甲組隊伍中， 由 1 名參賽隊員參與競賽； 根據(jù)各隊 2 個行進輪的具體尺寸，按照

18、大賽規(guī)定的輪轂圖樣要求，在計算機上設計出行進輪的激光切割圖樣，繪制出行進輪的零件圖，零件圖上需標示出配合尺寸公差，并在激光切割機上，用 1.5mm 厚金屬板或者非金屬板加工出 2 個行進輪。本項內容應在規(guī)定時間內完成，違規(guī)減分，逾時不能進入后續(xù)比賽。本項內容在規(guī)定時間內完成得滿分，違規(guī)或延時完成者減分，不能完成者不得分。4.4 方案評審由方案評審組對每個參賽隊提交的方案文件進行評閱， 此環(huán)節(jié)滿分50 分，其中說明書上冊 20 分，說明書中冊 15 分，說明書下冊 15 分。5. 成績及獎項分配按不同參賽項目計算各隊總成績，按各項成績之和由高到低，設一、二、三等獎，一等獎30% ，二等獎 30%

19、 ，其余為三等獎、優(yōu)秀獎和無獎。6. 工程文化知識競賽各院校自行組織并組隊，參加工程文化知識競賽，分必答題和搶答題兩個環(huán)節(jié)。工程文化知識競賽設專項獎，根據(jù)知識競賽成績獎勵一等、二等、三等獎若干名。北京市大學生工程訓練綜合能力競賽秘書處2017 年 6 月 15 日2017 年北京市大學生工程訓練綜合能力競賽參賽紀律、違紀處理及申訴與仲裁辦法一、參賽紀律與違紀處理辦法（一）參賽紀律1. 參賽選手應嚴格按照競賽組委會安排，服從競賽工作人員的統(tǒng)一指揮，自覺維護比賽秩序。2. 參賽選手必須佩帶參賽證件，按時準點到比賽場地檢錄和參賽，同時攜帶學生證備用。3. 參賽選手進入賽場，除按競賽要求規(guī)定攜帶競賽用品（具）外，其他用品（如通訊工具、帶數(shù)據(jù)存儲功能的計算器，移動硬盤、U盤、MP3 MP4等）一律不準帶入比賽現(xiàn)場4. 在競賽過程中，選手不得發(fā)生任何作弊行為，不得擅自離開賽場。如有特殊情況，經裁判員同意后，方可進行。5. 在比賽過程中如果出現(xiàn)異常情況，由裁判會商解決。（二）違紀處理辦法1. 為嚴肅競賽紀律，保證競賽的公平、公正和公開，對違反紀律的人員作如下處理：2. 凡發(fā)現(xiàn)參賽者不符合報名規(guī)定條件