1 附件 1： 2014（ 第三屆 ）山東省 大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽 命題說明及賽項(xiàng)安排 1.競賽主題 本屆競賽主題為“ 無碳小車越障競賽 ”。 要求經(jīng)過一定的前期準(zhǔn)備后，在比賽現(xiàn)場完成 一臺 符合本命題要求的可運(yùn)行的機(jī)械 裝置，并進(jìn)行現(xiàn)場競爭性運(yùn)行考核。每個(gè)參賽作品 需 要提交相關(guān)的設(shè)計(jì)、工藝、成本分析和工程管理 4 個(gè)文件 及長度為 3 分鐘的 關(guān)于參賽 作品 設(shè)計(jì)及制作過程的匯報(bào) 視頻。 2.競賽命題 本屆競賽 命 題為“ 以重力勢能驅(qū)動的具有方向控制功能的自行小車 ”。 設(shè)計(jì)一種小車，驅(qū)動其行走及轉(zhuǎn)向的能量是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，由給定重力勢能轉(zhuǎn) 換 而 得到的 。 該 給定重力勢能 由 競賽時(shí)統(tǒng)一 使用 質(zhì)量為 1Kg 的 標(biāo)準(zhǔn)砝碼 （50 65 mm，碳鋼 制作 ）來獲得 ， 要求砝碼的可下降高度為 400 2mm。 標(biāo)準(zhǔn)砝碼始終由小車承載，不允許從小車上掉落。圖 1 為小車示意圖。 圖 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(zhuǎn)換而 得，不可 以 使用任何其他 來源的 能量。 要求小車具有轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)，且此轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)具有可調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)放有不同間距障礙物的競賽場地。 要求小車為三輪結(jié)構(gòu) 。 具體設(shè)計(jì)、材料選用及加工制作均由參賽學(xué)生自主完成。 3.競賽安 排 每個(gè) 參賽 隊(duì)由 3 名在校大學(xué)生和 1 名指導(dǎo)教師及 1 名領(lǐng)隊(duì)組成 ， 經(jīng) 校 級競賽選拔的優(yōu)勝參賽隊(duì) 參加 省 競賽。 2 3.1 本校制作 參賽 隊(duì)按 本 競賽命題的要求，在各自所在的學(xué)校內(nèi)，自主設(shè)計(jì)，獨(dú)立制作出一 臺 參賽小車 。 允許為 參賽小車命名， 并在參賽小車上制作標(biāo)識 。 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(bào)到時(shí) 提交 參賽 作品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、工程管理方案、加工工藝方案及成本分析方案 共 4 個(gè)文件 （ 分別 提交 紙質(zhì) 版文件 一式 2 份 、 電子 版文件 1 份） ， 文件 按 全國 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(nèi)容是 關(guān)于本隊(duì)參賽作品 賽前 設(shè)計(jì)及制作過程的匯報(bào) 及 說明 。 4) 提交 PPT 文件 1 份，內(nèi)容是闡述小車的設(shè)計(jì) 、 制作 方案說明及體會 。 3.3 方案文件 要求 1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案文件 完整性要求：小車裝配圖 1 幅、要求標(biāo)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(jī)構(gòu)展開圖 1 幅（ A3 紙 1 頁） ； 設(shè)計(jì)說明書 1-2 頁（ A4） 。 正確性要求：傳動原理 與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算 正確，選材和工藝合理 。 創(chuàng)新性要求：有獨(dú)立見解及創(chuàng)新 點(diǎn) 。 規(guī)范性要求：圖紙表達(dá)完整，標(biāo)注 規(guī)范 ；文字描述準(zhǔn)確、清晰。 2）工藝設(shè)計(jì) 方案文件 按照中批量（ 500 臺 /年）的生產(chǎn)綱領(lǐng)，自選作品 小 車上一個(gè)較復(fù)雜的零件， 完成 并提交工藝設(shè)計(jì)方案報(bào)告（ A4， 2 3 頁）。要求采用統(tǒng)一的方案文件 格式（ 網(wǎng)站 下載）。 3）成本分析 方案文件 分別 按照 單臺小批量和 中批量（ 500 臺 /年）生產(chǎn)綱領(lǐng)對作品小 車產(chǎn)品做成本分析 。 內(nèi)容應(yīng)包含材料成本、加工制造成本兩方面（ A4， 2 3頁）。要求采用統(tǒng)一的 方案文件 格式（ 網(wǎng)站 下載）。 4）工程管理 方案文件 3 按照中批量（ 500 臺 /年）對作品小車產(chǎn)品做生產(chǎn)工程管理方案設(shè)計(jì)（ A4， 2 3 頁）。要求目標(biāo)明確，文件完整，計(jì)劃合理，表達(dá)清楚。采用統(tǒng)一的 方案文件 格式（ 網(wǎng)站 下載）。 4.競賽項(xiàng)目 經(jīng)現(xiàn)場公開抽簽，在 700 1300mm 范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)“ S”型賽道障礙物間距 值， 在 300 500mm 范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)“ 8” 字 型賽道障礙物間距 值 。 4.1 參賽 小車拆裝調(diào)試 各隊(duì) 選派 2 名隊(duì)員，對本隊(duì) 參賽 小車上的所有零件進(jìn)行拆卸，然后，根據(jù)公開抽簽產(chǎn)生的 障礙物間距 調(diào)整 并 裝配 小車。 裁判人員根據(jù)爆炸圖 進(jìn)行 檢查 。拆裝工具自帶， 現(xiàn)場 將 提供鉗工臺。 如需使用機(jī)床加工，可提出申請，經(jīng)裁判批準(zhǔn)，可到車間進(jìn)行普車、普銑、鉆孔等 常規(guī) 加工 作業(yè) ， 所需 刀具 和量具 自備 。對違反規(guī)定的行為按減 分法處理。 本項(xiàng) 競賽 內(nèi)容 應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，逾時(shí) 不能進(jìn)入后續(xù)比賽。 4.2 3D 打印 設(shè)計(jì) 及 制作 在比賽現(xiàn)場以公開抽簽的方式從題庫（不提前發(fā)布）中抽取一個(gè)題目， 各隊(duì)的第三名隊(duì)員根據(jù) 此 題目獨(dú)立 進(jìn)行 3D 設(shè)計(jì)及 打印 制作 。 本項(xiàng)內(nèi)容應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成， 違規(guī)減分， 逾時(shí)不能進(jìn)入后續(xù)比賽。 4.3 “ S”型賽道 場地常規(guī)賽 競賽小車在前行時(shí)能夠自動繞過賽道上設(shè)置的障礙物 ，如圖 2。障礙物為直徑 20mm、高 200mm 的圓棒，沿 賽道中 線等距離擺放。以小車前行的距離和成功繞障數(shù)量來評定成績。 參加“ S”型賽道競賽的參賽隊(duì)， 用在現(xiàn)場 調(diào)整裝配后的小車，加載由競賽組委會統(tǒng)一提供的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，在指定的賽道上進(jìn)行比賽。賽道寬度為 2 米，出發(fā)端線距第一個(gè)障礙及障礙與障礙之間的間距均相同，具體數(shù)值由 4.競賽項(xiàng)目 開始時(shí)的 抽簽產(chǎn)生。小車出發(fā)位置自定， 但 不 得 超過出發(fā)端線和賽道邊界線 。每隊(duì)小車運(yùn)行 2 次，取 2 次成績中的最好成績。 圖 2 無碳小車在重力勢能作用下自動行走示意圖 4 小車有效的繞障方法為：小車從賽道一側(cè)越過一個(gè)障礙后，整體 越 過賽道中線且障礙物不被撞倒 或推出障礙物定位圓 ； 連續(xù)運(yùn)行 ，直至小車停止。小車有效的運(yùn)行距離為：停止時(shí)小車最遠(yuǎn)端與出發(fā) 線之間的垂直距離。 4.4 “ 8” 字 型賽道 場地常規(guī)賽 小車在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺（長 1525mm、寬 1370mm）上，繞 兩個(gè)障礙 物按“ 8” 字 型 軌跡 運(yùn) 行。障礙物為直徑 20mm、長 200mm 的 2 個(gè)圓棒，相距一定距離放置在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺的中線上， 該距離 由 4.競賽項(xiàng)目 開始時(shí)的 抽簽產(chǎn)生 ， 以小車完成 8 字繞行圈數(shù)的多少來 評定成績 ， 見圖 3。 圖 3 “ 8”字 型賽道 競賽所用乒乓球臺及障礙設(shè)置圖 參加“ 8” 字 型賽道競賽的參賽隊(duì)， 使用 在現(xiàn)場 調(diào)整 裝配 后的小車 及組委會統(tǒng)一提供的標(biāo)準(zhǔn)砝碼參賽。 出發(fā)點(diǎn)自定，每隊(duì) 小車運(yùn)行 2 次， 取 2 次成績 中最好成績。 一個(gè)成功的 “ 8” 字繞障 軌跡 為： 兩個(gè)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(cè)變化到另一側(cè)。 比賽中， 小車 需 連續(xù)運(yùn)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、砝碼脫離小車、小車停止或小車掉下球臺均視為 本次比賽結(jié)束。 4.5 “ S”型賽道 場地挑戰(zhàn)賽 本項(xiàng)比賽為最小障礙物間距挑戰(zhàn)賽， “ S” 型 賽道， 要求完成 連續(xù) 10 個(gè)障礙物 成功 繞行。報(bào) 名 時(shí) ， 需 提交 挑戰(zhàn)的最小障礙物間距和按報(bào)名最小障礙物間距成功運(yùn)行的視頻 記錄 資料 。 完成 10 個(gè) 障礙 繞行 視為挑戰(zhàn)成功 ， 按障礙物最小間距的數(shù)值，計(jì)算成績，數(shù)值相同時(shí)，按完成時(shí)間的長短，計(jì)算成績。間距越小，時(shí)間越短，成績越高。挑戰(zhàn)不成功的參賽隊(duì)， 名次在挑戰(zhàn)成功參賽隊(duì)之后排名， 按 障礙物最小間距 除以繞障個(gè)數(shù)計(jì)算成績，數(shù)值越小，成績越高。 每隊(duì)小車運(yùn)行 2 次，取 2 次成績中的最好成績。 5 4.6 “ 8” 字 型賽道 場地挑戰(zhàn)賽 本項(xiàng)比賽為最小障礙物間距挑戰(zhàn)賽，要求完成連續(xù) 10 個(gè)完整“ 8”字繞行。報(bào)名 時(shí) ，需提交挑戰(zhàn)的最小障礙物間距和按報(bào)名最小障礙物間距成功運(yùn)行的視頻 記錄 資料。 完成 10 個(gè)完整“ 8”字 繞行 視為挑戰(zhàn)成功 ，按障礙物最小間距的數(shù)值，計(jì)算成 績，數(shù)值相同時(shí)，按完成時(shí)間的長短，計(jì)算成績。間距越小，時(shí)間越短，成績越高。 挑戰(zhàn)不成功的參賽隊(duì)，名次在挑戰(zhàn)成功參賽隊(duì)之后排名，按 障礙物最小間距 除以繞障個(gè)數(shù)計(jì)算成績，數(shù)值越小，成績越高。 每隊(duì)小車運(yùn)行 2 次，取 2 次成績中的最好成績。 4.7 賽道場地 直線折返 賽 競賽小車在前行時(shí)能夠繞賽道上設(shè)置的 兩 障礙物 折返 ，如圖 4。障礙物為直徑 20mm、高 200mm 的圓棒， 間距 5 米， 沿 寬度為 2 米 的 賽道中線擺放 ，折返點(diǎn) 處， 小車最遠(yuǎn)端離障礙物中心距離不得大于 1 米 （暫定） 。以小車前行的距離和成功 折返 數(shù)量來評定成績。 參賽隊(duì) 用在現(xiàn)場 調(diào)整 裝配后的小車，加載由競賽組委會統(tǒng)一提供的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，在指定的賽道上進(jìn)行比賽。出發(fā) 區(qū)間限定在距第一障礙物 1 米的范圍內(nèi)，小車出發(fā)位置自定， 但 不 得 超過出發(fā) 區(qū)間 和賽道邊界線 。 每隊(duì)小車運(yùn)行 2 次，取 2 次