1、第五屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽（合肥賽）命題說明及賽項安排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1.5-2mm厚度的鋼板制作或用3D打印制作)，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

2、裝置自動實現，不允許使用人工交互遙控。如圖1。小車行進所需能量：只能來自給定的重力勢能，小車出發初始勢能為400mm高度×1Kg砝碼質量，競賽時使用的同一規格標準砝碼（鋼制50×65mm）。若使用機械控制轉向或剎車，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。轉向驅動控制模塊圖1小車示意圖賽道：備選方案一：賽道總長度30米，直線賽道，道面寬度1.2米。備

3、選方案二：賽道寬度1米，形成長15米寬約2米（不計賽道邊緣道牙厚度）的環形賽道，其中兩直線段長度為13米，兩端外緣為曲率半徑為1米的半圓形，中心線總長度約29.14米，見圖2。圖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100150mm。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4度（3±1°），下坡道的坡度1.5度（1.5±0.5°）；坡頂高度60±2mm，坡頂長度為250

4、±2mm。坡道位置將事先公布，但出發線位置抽簽決定。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、省及全國競賽。3.1 本校制作參賽隊按本競賽命題要求，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：成本分析方案和創業企劃書（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布的統一格式編寫。3) 提交1份3分鐘的視頻，(格式

5、要求： MPEG文件，DVD-PAL 4:3，24位，720 x576，25 fps，音頻數據速率 448 kbps杜比數碼音頻 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。創新性要求：有獨立見解及創新點。規范性要求：圖紙表達完

6、整，標注規范；文字描述準確、清晰。2）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。創新性要求：有獨立見解及創新點。規范性要求：圖紙表達完整，標注規范；文字描述準確、清晰。3）工藝設計方案按照中批量（500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（A4，23頁）。要求采用統一的方案文件格式（網上下載）。4）成本分析方案分別按照單臺小批量和中批量（500臺/年）生產綱領對作品小車產品做成本分

7、析。內容應包含設計、材料、加工制造、物流倉儲、融資等成本方面（A4，23頁）。要求采用統一的方案文件格式（網上下載）。5）創業企劃書按照中批量（500臺/年）對作品小車產品做創業企劃書（A4， 23頁）。要求創業方案設計目標明確，并對創業方案的規模、融資、人員、管理、市場、及預計前景進行可行性分析，文件完整，測算合理，表達清楚。采用統一的方案文件格式（網上下載）。4.競賽項目4.1 第一輪小車避障行駛競賽(40) 在賽道上按照相鄰障礙墻之間最小間距為1米的規則，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，在集中比賽現場，加

8、載由競賽組委會統一提供的勢能重塊，在指定的賽道上進行避障行使競賽，小車出發時不準超過出發線，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次成績中的最好成績。評分標準：小車有效的運行距離為：從出發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。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。本項成績：A = 40*本隊得分/本項最高得分4.2主控電路板焊接及調試(15)第一輪競賽結束后，上交主控電路板。由1名參賽隊員參與競賽；在事先準備

9、好的（主控電路）PCB板上焊接所有的元器件，并完成調試。本項內容在規定時間內完成得15分，違規減分。本項成績：B = 15（20？）-扣分4.3（可選一）小車行進輪的設計及激光切割(15)由1名參賽隊員參與競賽；根據各隊2個行進輪的具體尺寸，按照大賽規定的輪轂圖樣要求，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，并在高速激光金屬切割機上，用1.5-2mm厚金屬板加工出2個行進輪。本項內容應在規定時間內完成，違規減分，逾時不能進入后續比賽。本項內容在規定時間內完成得15分，違規或延時完成者減分，不能完成者不得分。本項成績：C = 15（20？）-扣分

10、4.3 （可選二）小車行進輪的設計及3D打印制作（15？）由1名參賽隊員參與競賽；根據各隊2個行進輪的具體尺寸，按照大賽規定的輪轂圖樣要求，在計算機上設計出行進輪的3D打印圖樣，繪制出行進輪的零件圖，零件圖上需標示出配合尺寸公差，并用3D打印制作出2個行進輪。本項內容應在規定時間內完成，違規減分，逾時不能進入后續比賽。本項內容在規定時間內完成得15分，違規或延時完成者減分，不能完成者不得分。本項成績：C = 15（20？）-扣分4.4參賽小車機械拆卸(10)由1名參賽隊員參與競賽；對本隊參賽小車上的所有零件進行拆卸，裁判人員根據爆炸圖進行檢查，完成后，上交2個行進輪。拆裝工具自帶，對違反規定的

11、行為按減分法處理。本項內容在規定時間內完成得10分，違規或延時完成者減分，不能完成者不得分。本項成績：D = 10-扣分4.5小車機電聯合調試(10)各隊3名隊員一起，將2個新加工的行進輪和主控電路板安裝到小車上，并完成調試。本項內容在規定時間內完成得10分，違規或延時完成者減分，如果新制作的行進輪有問題，可申請使用原來的行進輪，每個扣3分，同時后續行駛競賽得分扣除20%；如果主控電路板有問題，可申請使用原來的主控電路板，扣5分，同時后續行駛競賽得分扣除20%；聯調無法完成者不能進入后續比賽。本項成績：E = 10-扣分4.6第二輪小車避障行駛競賽(60)用機電聯合調試完成的小車，再次進行避障行駛競賽，規則同4.1。本項成績：F = 60*本隊得分/本項最高得分4.7 現場問辯根據參賽隊數量，經各隊自愿申請或通過抽簽產生參加答辯環節的參賽隊。答辯問題涉及本隊參賽作品的設計、制造工藝、成本及管理等相關知識。參與答辯的參賽隊按答辯得分由高到低排序，得分高于答辯平均分的隊將獲得總分加分，得分低于答辯平均分的隊將得到總分減分。本項成績: G=（參加問辯隊數/2+1-名次）*k4.8 方案評審(50)由方案評審組對