第六屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽

1、第六屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽命題一說明1 無碳小車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”。自主設計并制作一種具有方向控制功能的自行小車，要求其行走過程中完成所有動作所需的能量均由給定重力勢能轉換而得，不可以使用任何其他來源的能量。該給定重力勢能由競賽時統(tǒng)一使用質量為1Kg的標準砝碼（50×65 mm，碳鋼制作）來獲得，要求砝碼的可下降高度為400±2mm。標準砝碼始終由小車承載，不允許從小車上掉落。圖1所示為小車示意圖。要求小車具有轉向控制機構，且此轉向控制機構需要具有可調節(jié)裝置，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。

2、其中一輪為轉向輪，另外兩輪為行進輪，允許兩行進輪中的一個輪為從動輪。具體設計、選材及加工制作均由參賽學生自主完成。 圖1 無碳小車示意圖2 無碳小車常規(guī)競賽項目2.1 “S”型賽道避障行駛常規(guī)賽項第一輪競賽“S”型賽道如圖2所示，賽道寬度為2米，沿直線方向水平鋪設。按“隔樁變距”的規(guī)則設置賽道障礙物（樁），障礙物（樁）為直徑20mm、高200mm的塑料圓棒，競賽小車在前行時能夠自動繞過賽道上設置的障礙物。沿賽道中線從距出發(fā)線1米處開始按平均間距1米擺放障礙樁，奇數(shù)樁位置不變，根據經現(xiàn)場公開抽簽的結果，第一偶數(shù)樁位置在±（200300）mm范圍內做調整（相對于出發(fā)線，正值遠離，負值移近

3、），隨后的偶樹樁依次按照與前一個偶樹樁調整的相反方向做相同距離的調整。以小車成功繞障數(shù)量和前行的距離來評定成績。每繞過一個樁得8分（以小車整體越過賽道中線為準），一次繞過多個樁或多次繞過同一個樁均算作繞過一個樁，障礙樁被推出定位圓或被推倒均不得分；小車行走的距離每延長米得2分，在中心線上測量。各隊使用競賽組委會統(tǒng)一提供的標準砝碼給參賽小車加載，并在指定的賽道上進行比賽。小車在出發(fā)線前的位置自行決定，不得越線。每隊小車運行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（S賽道）示意圖小車繞障有效的判定為：小車從賽道一側越過一個障礙后，整體越過賽道中線且障礙物未被撞倒或推出障

4、礙物定位圓；小車連續(xù)運行，直至停止。小車有效的運行距離為：停止時小車最遠端與出發(fā)線之間的垂直距離。2.2 “8”字型賽道避障行駛常規(guī)賽項第一輪競賽如圖3所示，競賽場地在半張標準乒乓球臺（長1525mm、寬1370mm）上，有3個障礙樁沿中線放置，障礙樁為直徑20mm、長200mm的3個圓棒， 兩端的樁至中心樁的距離為350±50 mm，具體數(shù)值由現(xiàn)場公開抽簽決定。小車需繞中線上的三個障礙樁按“雙8”字型軌跡循環(huán)運行，以小車成功完成“雙8”字繞行圈數(shù)的多少來評定成績。圖3 “雙8”字型賽道平面示意圖參賽時，要求小車以“雙8”字軌跡交替繞過中線上3個障礙樁，保證每個障礙樁在“8”字形的一

5、個封閉圈內。每完成1個“雙8”字且成功繞過3個障礙，得12分。各隊使用組委會統(tǒng)一提供的標準砝碼參賽。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：3個封閉圈軌跡和軌跡的4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、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束。2.3 三維設計及3D打印制作環(huán)節(jié)由1名參賽隊員參與競賽；經抽簽，按照大賽統(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

6、應在規(guī)定時間內完成，違規(guī)或延時完成者減分，不能完成者或延時超限者不得分，不能進入后面環(huán)節(jié)的競賽。2.4 參賽小車機械拆卸及重裝競賽環(huán)節(jié)再次抽簽，確定新的“S”和“8”字賽道的障礙物樁距。每隊派出2名參賽隊員對本隊參賽小車上進行零件拆卸，裁判人員根據爆炸圖進行對照檢查。拆卸完成后，按照新產生的抽簽數(shù)據，裝配并調節(jié)小車。拆裝工具自帶，除標準件及軸承外，不允許自帶任何備用零件入場，對違反規(guī)定的行為按減分法處理?，F(xiàn)場將提供鉗工臺。如需使用機床加工，可提出申請，經裁判批準，可到車間進行普車、普銑、鉆孔等常規(guī)加工作業(yè)，所需刀具和量具自備。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

7、分。2.5 無碳小車避障行駛常規(guī)賽第二輪競賽用裝配調試完成的小車，再次進行避障行駛競賽，規(guī)則分別同1.2.1和1.2.2。3 無碳小車挑戰(zhàn)賽項目3.1“S環(huán)形”賽道挑戰(zhàn)賽第一輪競賽“S環(huán)形”賽道如圖4所示，由直線段和圓弧段組合而成一封閉環(huán)形賽道，沿賽道中線放置12個障礙物（樁），障礙樁為直徑20mm、高200mm的塑料圓棒。競賽小車能夠在環(huán)型賽道上以“S環(huán)形”路線依次繞過賽道上障礙樁，自動前行直至停止。賽道水平鋪設，直線段寬度為1200mm，兩側直線段賽道之間設有隔墻；沿賽道中線平均擺放5個障礙樁，奇數(shù)樁位置不變，偶數(shù)樁位置根據經現(xiàn)場公開抽簽結果，在±（200300）mm范圍內相對于

8、中心樁做相向調整（相對于中心樁，正值遠離，負值移近）。以小車前行的距離和成功繞障數(shù)量來評定成績。每繞過一個樁的8分（以小車整體越過賽道中線為準），一次繞過多個樁或多次繞過同一個樁均算作繞過一個樁，障礙樁被推出定位圓或被推倒均不得分；小車行走的距離每延長米得2分，在中心線上測量。各隊使用競賽組委會統(tǒng)一提供的標準砝碼給參賽小車加載，并在指定的賽道上進行比賽。小車在出發(fā)線前的位置自行決定，不得越線。每隊小車運行2次，取2次成績中的最好成績。圖4 “S環(huán)形”賽道示意圖3.2 三維設計及3D打印制作環(huán)節(jié)要求同1.2.3。3.3 參賽小車機械拆卸及重裝競賽環(huán)節(jié)要求同1.2.4。3.4 第二輪小車避障行駛競

9、賽 用裝配調試完成的小車，再次進行避障行駛競賽，規(guī)則同1.3.1。4 現(xiàn)場問辯環(huán)節(jié)根據參賽隊數(shù)量，經各隊自愿申請或通過抽簽產生參加答辯環(huán)節(jié)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。5 工程設計方案評審各參賽隊需做出針對參賽項目的工程設計方案文件并在參賽報到時提交，共3種文件，每種文件紙質版一式兩份，電子版1份；三種文件總分50分，分別為1）結構設計方案，15分；2）加工工藝設計方案，15分；3）工程項目創(chuàng)業(yè)企劃書，20分。所提交的文件均應由參賽隊員自主完成，格式及裝訂均須符合技術規(guī)