注意事項

1.參賽選手在比賽過程中應該遵守相關的規章制度和安全守則，如有

違反，則按照相關規定在考試的總成績中扣除相應分值。

2.參賽選手的比賽任務書用參賽證號、組別、場次、工位號標識，不

得寫有姓名或與身份有關的信息，否則視為作弊，成績無效。

3.比賽任務書當場啟封、當場有效。比賽任務書按一隊一份分發，競

賽結束后當場收回，不允許參賽選手帶離賽場，也不允許參賽選手摘錄有

關內容，否則按違紀處理。

4.各參賽隊注意合理安排各階段的競賽任務，在規定的比賽時間內完

成全部任務，比賽結束時，各選手必須停止所有比賽操作。

5.請在比賽過程中注意實時保存文件，由于參賽選手操作不當而造成

計算機“死機”、“重新啟動”、“關閉”等一切問題，責任自負。

6.在提交的電子文檔上不得出現與選手有關的任何信息或特別記號，

否則將視為作弊。

7.若出現惡意破壞賽場比賽用具或影響他人比賽的情況，取消全隊競

賽資格。

8.請參賽選手仔細閱讀任務書內容和要求，競賽過程中如有異議，可

向現場裁判人員反映，不得擾亂賽場秩序。

9.遵守賽場紀律，尊重考評人員，服從安排。

10.賽場發放兩個U盤。所有比賽文件分別保存在兩個U盤的根目

錄及計算機E盤根目錄中，第一階段比賽完畢提交一個U盤，裝入信封封

好，選手和裁判共同簽字確認。另一個U盤放在工具箱中，選手在第二階

段時使用其中的加工程序進行加工及裝配驗證。

11.加工后的零件按照要求裝配后裝入工具箱封好，選手和裁判共同簽

字確認。不得將比賽中作品及文件資料帶出賽場，否則按作弊處理。

一、任務名稱與時間

1.任務名稱：水陸兩棲遙控特技車

2.競賽時間：13小時

二、已知條件

本賽項按照汽車行業工業設計技術崗位真實工作過程設計競賽內容。主要

包括三維數據采集、逆向建模、創新設計、CNC編程與加工、3D打印、裝配驗

證等前沿的知識、技術技能以及職業素養等內容，全面檢驗學生工業設計的工程

實踐能力和創新能力。

電動玩具是青少年所喜愛的玩具之一,它采用電動的方式使玩具具有動感

效果，青少年通過各種電動玩具,不但獲得了快樂，同時也開發了青少年的大腦

潛能，使青少年在娛樂的同時獲得知識。水陸兩棲遙控特技車作為電動玩具的代

表之一，在電動玩具市場占有重要的市場。

某玩具廠需開發一款水陸兩棲遙控特技車，前期已完成了兩棲特技車的外

觀設計，如圖1、2所示?，F需要在已開發的產品的基礎上，按照已選定的電動

機和電源等條件進行水陸兩棲遙控特技車結構設計，并進行部分零部件的加工、

裝配并驗證設計的可行性。

圖1水陸兩棲遙控特技車效果圖

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水陸兩棲遙控特技車基本情況：

水陸兩棲遙控特技車由上殼體、下殼體、電源、電動機、開關和車輪等多個

組件構成。電動機產生的動力通過車輪轉變成其行進的推力，以克服水陸兩棲遙

控特技車在陸地或水中航行的阻力。外形為多個規則和不規則平面或曲面構成。

1、電池蓋2、電池3、車輪4、齒輪箱

5、電機6、上殼體7、電路板8、下殼體

圖2水陸兩棲遙控特技車結構示意圖

本項目要求設計的水陸兩棲遙控特技車基本設計方案如下:

（一）總體布置方案

總體布置如圖3所示，兩棲特技車外形尺寸為：長150mm左右，寬140mm左

右，總高80mm左右，軸距由車身上蓋模型決定。

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圖3特技車總體布置圖

（二）外形及配件

外形參考原有外形，考慮到生產的經濟性從市場上采購部分配件，具體如下：

1.上蓋

參考早期投放市場的上蓋外形，根據其它功能要求進行創新設計。上蓋外形

利用逆向方式采集形狀數據。車身尺寸、前后軸距由模型決定。如圖4所示：

圖4上蓋外形模型圖

2.電機及接收板

圖5為電機及接收板外觀與接線圖，該電機為130直流電機，噪音低，啟

動電流小。電機外形參數直接測量實物，接收板上帶開關，此配件直接安裝在

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車上外蓋結構內即可，接線說明見表1。

圖5電機及接收板

表1電路參數及接線說明

遙控器電壓3V（2節5號AA電池）電流0-4A

接收板電壓DC4.5-7.2V遙控頻率2.4GHZ

遙控器尺寸約100×100×36mm接收板尺寸PCB板尺寸60×25mm

導線長度約120mm

接線說明

VCC線紅線接電源正極

GND線黑線接電源負極

B、F線F與B字符處的2根線（藍線和白線）接電機1

R、L線R與L字符處的2根線（藍線和白線）接電機2

3.車輪

圖6為車輪外觀圖，該車輪空心結構采用直徑70mm車輪胎，外圈橡膠，內

部ABS塑料，外徑尺寸測量，車輪的孔徑需要測量，車輪用螺釘從側面固定在動

力輸出軸上。

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圖6車輪外觀圖

4.軸

（1）軸Φ3mm，數量10根，長度自行測量，選手根據設計選用。

5.電池

圖8為電池外形，Φ15×50，900mAh，3.7V。

圖7電池外觀圖

6.遙控器

圖9為遙控器示意圖。

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圖8遙控器

7.標準件

(1)自攻螺釘GB/T846-2000,M2.5×5，數量：10個；

(2)自攻螺釘GB/T846-2000,M2.5×7，數量：15個；

(3)螺釘GB/T819-1985,M3×7，數量：10個。

8.免壓焊錫環熱縮管防水快速接線端子，見圖9。

圖9免壓焊錫環熱縮管防水快速接線端子

9.密封圈

圖10為電池蓋密封圈，數量1個。

圖10電池蓋密封圈

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（三）材料

1.車下殼：PLA，3D打印成形

2.減速機構及電機座：

（1）傳動系統殼體左、右側板：鋁2A12,規格：20010010mm，2件；

（2）電機座前端采用鋁2A12加工，規格：505030mm，2件；電機后端

采用3D打印殼體進行封裝，保證密封。

（3）減速齒輪：PLA，打印成形。

三、數字化設計階段任務、要求、評分要點和提交成果

任務1實物三維數據采集（10分）

參賽選手對賽場提供的三維掃描裝置進行標定。

利用標定成功的掃描儀和附件對任務書指定的實物進行掃描，獲取點云數

據，并對獲得的點云進行相應取舍，剔除噪點和冗余點后保存點云文件?？己诉x

手復雜表面點云準確獲取能力。

（1）標定

參賽選手利用賽場提供的三維掃描裝置和標定板，根據三維掃描儀使用要

求，進行三維掃描儀標定。并確認三維掃描儀處于“標定成功”狀態。并將該狀

態截屏保存，格式采用圖片jpg或bmp文件。

注意：文件名不得出現工位號。

提交：標定成功截圖，格式為jpg或bmp文件，文件名為“11bd”。提交位

置：現場給定2個U盤，將“11bd”保存在U盤中根目錄中一份，電腦E盤根目

下備份一份，其它地方不準存放。

（2）數據采集

參賽選手使用自行認定“標定成功”的三維掃描儀和附件，完成給定的兩棲

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車上蓋外殼內外表面掃描，并對獲得的點云進行取舍，剔除噪點和冗余點。

由于上蓋外殼剛性較差，固定時盡量保證不要產生大變形，以免掃描數據

失真！

提交：經過去舍后點云電子文檔，格式為asc文件，文件名命名為“12dy”，

及封裝后的電子文檔stl文件，文件命名為“13sm”。提交位置：U盤根目錄一

份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方不準存放。

分值指標分配如下：

掃描儀采集單個特征完整特征過渡：轉（圓）角主體整體拼合完

指標

系統調整性、處理效果特征完整性、處理效果整性、處理效果

分值180.50.5

評分標準：將選手提交的掃描數據與掃描樣件模型各面進行比對，組成面的

點基本齊全（以點足以建立曲面為標準），且與實物對比不失真。掃描出現掃不

到的區域和雜點，根據出現區域大小和雜點多少酌情扣分中間狀態酌情給分。

注意：（1）標志點處不作評分，未掃描到的位置不可以進行補缺。

（2）利用逆向模型反推的點云數據不給分。

（3）點云數據真實反映實物外形，足夠逆向建模即可。

任務2逆向建模（20分）

利用任務1采集的點云數據，使用逆向建模軟件，對給定的兩棲車上蓋外

殼進行三維數字化建模。

對逆向建模的模型進行數字模型精度對比，根據已完成的三維掃描數據

STL文件和電動遙控特技車上蓋的逆向建模數模文件，完成3D比較零件整體

外觀偏差顯示，要求7段色譜圖，臨界值為±0.5，名義值為±0.15，使用點注

釋對3處平面上某處1.5mm范圍內平均點誤差大于0.2的位置進行注釋。2D

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比較要求：上蓋縱向中間剖分面、前后輪中心界面、結合面輪廓投影面等；創建

2D尺寸要求：標注上蓋縱向中間剖分面、前后輪中心界面、結合面輪廓投影面

等位置尺寸，形成“pdf”格式分析報告。

注意：

（1）合理還原產品數字模型，要求特征拆分合理，轉角銜接圓潤。優先完

成主要特征，在完成主要特征的基礎上再完成細節特征。整體擬合不得分。

（2）實物的表面特征不得改變，數字模型比例(1:1)不得改變。

提交：

（1）對齊坐標后用于建模的“stl”文件，命名為“21jm”。

（2）特技車上蓋外殼數字模型的建模源文件和“stp”文件，命名為“22jm”。

提交位置：保存在U盤根目錄一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方

不準存放。

數字模型精度對比：利用逆向建模軟件的數據比對功能，做出數字模型精度

對比報告。選手逆向建模完成后，使用軟件分別進行模型的3D比較（建模STL

與逆向結果）、2D比較（指定位置）及創建2D尺寸（指定位置并標注主要尺寸），

創建“pdf”格式分析報告。

注意：對比內外表面，對比報告配分將與創新設計說明結合給出。詳見任務

三分值指標分配。

提交：對比文件采用“pdf”格式文件，文件命名為“23db”。提交位置：

保存在U盤根目錄中一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方不準存放。

數據定位合模型特征的特征拆分特征完成關鍵特數字模型對

指標

理性完成度合理性精確度征精度比（報告）

分值253523

分值指標分配如下：

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評分標準：將選手創建的模型與掃描數據進行比對，平均誤差小于0.08。

面建模質量好、合理拆分特征、擬合度高的得分。平均誤差大于0.20不得分，

中間狀態酌情給分。

任務3創新設計（35分）

根據制定的總體布置方案及選定的配件，結合產品結構、機械制圖、數控加

工、人體工程學、3D打印等專業相關知識，使用提供的電機、車輪、電池、遙

控器及接收板、開關，進行結構和功能方面進行設計，可選用提供的標準件。

完成設計零件的三維造型，并進行三維虛擬裝配。

根據要求對特技車外殼下蓋、傳動系統殼體、電機安裝殼體進行設計，具體

設計要求如下：

（1）傳動系統設計

設計傳動機構：包括齒輪、軸、支承板等零件，要求：

根據圖11為驅動輪的傳動路線示意圖，根據電機參數設計傳動系統，采用

三級直齒圓柱齒輪減速傳動，總傳動比35～40，每級傳動比為2～4，四輪均為

驅動輪，同一側的車輪用一個電機驅動，前后兩輪轉速和方向一致。

所有軸與孔采用基孔制間隙配合，軸孔公差不大于8級，將電機安裝在電

機保護殼，然后連接到傳動支承板上，要求電機做防水密封處理。結構合理,軸

與齒輪定位準確、傳動可靠。設計電機安裝殼體與傳動支承板連接可靠，電機安

裝殼體前端采用采用鋁2A12進行CNC加工，后端殼體采用3D打印進行封裝，

保證密封。

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圖11特技車傳動系統示意圖

（2）行走系統設計

設計特技車的行走系統，要求：使用提供的車輪等配件。

（3）車身外殼下部設計

根據傳動系統、行走系統、上蓋的連接安裝要求設計車身外殼下部，使各系

統合理定位安裝在車身上連接成一個整體。要求：傳動系統定位合理，連接可靠，

與上蓋之間結合面吻合度高。

在下殼體上設計電池安裝盒，要求：電池盒安裝可靠，電池安裝方便且有密

封結構，電池安裝時不需要拆裝電池盒蓋以外的零部件。

注意：

（1）工程圖繪制

生成總體裝配圖及傳動右支承板、電機安裝前端殼體及第二級傳動雙聯齒

11/16

輪的零件圖。

（2）利用附件1，選手采用文字和圖片結合形式，描述設計思路，提交創

新設計報告書。要求邏輯性強，言簡意賅，采用規范技術術語，排版整齊美觀。

提交：

（1）三維造型及虛擬裝配源文件和“stp”格式文件，文件命名為“31zp”。

（2）裝配工程圖源文件、dwg、PDF格式文件，文件命名為“32zp。

（3）傳動右支承板、電機安裝前端殼體、第二級傳動雙聯齒輪各零件工程

圖源文件、“dwg”、PDF格式文件，文件命名為“33lj1”、33lj2、33lj3”等。

（4）創新設計報告書文件為“doc”格式及PDF格式文件,命名為“34cx”,

文件不準做任何文字、記號、圖案特殊標記，否則按違規處理。

提交位置：保存在U盤根目錄一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方

不準存放。

分值指標分配如下：

指標外觀設計結構設計功能設計圖紙表達創新說明

分值410984

評分標準：達到期待的優秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得

2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。

四、CNC加工階段任務、要求、評分要點和提交成果

任務4CNC編程與加工（18分）

選手根據賽場指定的機床、刀具、毛坯等加工條件，分析“任務3”設計的

傳動系統殼體側板、電機安裝前端殼體的工藝，制定加工工藝過程；利用自動編

程軟件，根據制定的工藝編制數控加工程序，使用提供的機床和編制的數控程序

完成“任務3”設計的傳動系統殼體側板、電機安裝前端殼體的數控加工。

12/16

（1）制定加工工藝

選手利用預裝好的編程軟件，根據“任務3”設計的特技車及賽場提供的機

床、刀具清單、毛坯，結合數控編程、金屬切削、機械加工工藝等專業知識，按

“任務3”輸出的工程圖紙要求進行電機安裝前端殼體的數控加工工藝制定、數

控加工程序編制。填寫電機安裝前端殼體的數控加工工藝過程卡（附件2，電子

檔）和加工工藝說明（附件3，電子檔）。

注意：請從經濟性、規范性、安全性和環保等方面闡述加工工藝制定思路。

提交：

（1）附件2電機安裝前端殼體的數控加工工藝過程卡，文件命名為“41gyk”。

（2）附件3電機安裝前端殼體加工工藝說明，文件命名為“42gysm”。

提交位置：U盤根目錄一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方不準存

放。

選擇合適的軟件對產品進行數控編程，生成加工程序。

提交:

（1）電機安裝前端殼體加工工件的數控程序，加工程序全部存放在名為

“43bc－zm”的文件夾中。

提交位置：U盤根目錄一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方不準

存放。

分值指標分配說明：任務4提交的數控程序，不作為評分依據。

（2）CNC加工

選手利用賽場提供的機床、毛坯，根據“任務4”編制的加工工藝、加工程

序，運用數控機床操作技能，按安全、文明等生產要求，進行傳動系統殼體側板、

電機安裝前端殼體加工。

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注意：

（1）選手應充分利用比賽現場給定的條件，完成本項任務。

（2）選手僅對創新設計后，傳動系統殼體側板、電機安裝前端殼體進行加

工。

分值指標分配如下：

指標完成度表面粗糙度尺寸精度工藝文件

分值8433

評分標準：達到期待的優秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得

2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。

五、3D打印與裝配階段任務、要求、評分要點和提交成果

任務5創新產品3D打?。?分）

根據“任務3”設計的兩棲特技車部件，對特技車身外殼下體、傳動系統齒

輪、電機安裝后端殼體、電池盒蓋的三維設計文件進行封裝和打印參數設置，打

印出樣件。對打印的樣件進行去支撐、表面修整等后處理，以保證零件質量達到

要求。

提交的3D打印件有：車身外殼下部、傳動系統中的齒輪、電機安裝后端殼

體、電池盒蓋。

分值指標分配如下：

指標完成度表面粗糙度尺寸精度

分值421

評分標準：達到期待的優秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得

2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。

任務6裝配驗證（5分）

將加工得到的樣件，與其它實物機構裝配為一個整體，驗證創新設計的效果。

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考核選手現場安裝與調試能力。

驗證一：

選手利用現場給定的工具，根據CNC及3D打印加工得到特技車各部件、給

定的功能配件，結合機械電氣裝配工藝知識，進行特技車裝配，實現地面上自動

遙控行走的功能，包括啟動、停止、轉向等動作，并進行測速。

驗證二：

選手利用現場給定的工具，根據裝配得到的特技車實體，結合機械電氣裝配

工藝知識，實現水面上自動遙控行走的功能，包括啟動、停止、轉向等動作，并

進行測速，檢查密封效果。

提交：完整裝配件。

分值指標分配如下：

指標驗證一驗證二

分值23

評分標準：達到期待的優秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得

2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。

15/16

2022年全國職業院校技能大賽

高職組

工業設計技術賽項

水陸兩棲遙控特技車創新設計與試制

（B卷）

(總時間：13小時)

任

務

書

二〇二二年八月

注意事項

1.參賽選手在比賽過程中應該遵守相關的規章制度和安全守則，如有

違反，則按照相關規定在考試的總成績中扣除相應分值。

2.參賽選手的比賽任務書用參賽證號、組別、場次、工位號標識，不

得寫有姓名或與身份有關的信息，否則視為作弊，成績無效。

3.比賽任務書當場啟封、當場有效。比賽任務書按一隊一份分發，競

賽結束后當場收回，不允許參賽選手帶離賽場，也不允許參賽選手摘錄有

關內容，否則按違紀處理。

4.各參賽隊注意合理安排各階段的競賽任務，在規定的比賽時間內完

成全部任務，比賽結束時，各選手必須停止所有比賽操作。

5.請在比賽過程中注意實時保存文件，由于參賽選手操作不當而造成

計算機“死機”、“重新啟動”、“關閉”等一切問題，責任自負。

6.在提交的電子文檔上不得出現與選手有關的任何信息或特別記號，

否則將視為作弊。

7.若出現惡意破壞賽場比賽用具或影響他人比賽的情況，取消全隊競

賽資格。

8.請參賽選手仔細閱讀任務書內容和要求，競賽過程中如有異議，可

向現場裁判人員反映，不得擾亂賽場秩序。

9.遵守賽場紀律，尊重考評人員，服從安排。

10.賽場發放兩個U盤。所有比賽文件分別保存在兩個U盤的根目

錄及計算機