1 附件 1： 2014（ 第三屆 ）山東省 大學生工程訓練綜合能力競賽 命題說明及賽項安排 1.競賽主題 本屆競賽主題為“ 無碳小車越障競賽 ”。 要求經過一定的前期準備后，在比賽現場完成 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、成本分析和工程管理 4 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 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 。 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 名在校大學生和 1 名指導教師及 1 名領隊組成 ， 經 校 級競賽選拔的優勝參賽隊 參加 省 競賽。 2 3.1 本校制作 參賽 隊按 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 。 允許為 參賽小車命名， 并在參賽小車上制作標識 。 3.2 集中參賽 1) 攜帶在本校制作完成的小車作品 參賽 。 2) 報到時 提交 參賽 作品的結構設計方案、工程管理方案、加工工藝方案及成本分析方案 共 4 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 全國 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 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。 2）工藝設計 方案文件 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， 2 3 頁）。要求采用統一的方案文件 格式（ 網站 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）生產綱領對作品小 車產品做成本分析 。 內容應包含材料成本、加工制造成本兩方面（ A4， 2 3頁）。要求采用統一的 方案文件 格式（ 網站 下載）。 4）工程管理 方案文件 3 按照中批量（ 500 臺 /年）對作品小車產品做生產工程管理方案設計（ A4， 2 3 頁）。要求目標明確，文件完整，計劃合理，表達清楚。采用統一的 方案文件 格式（ 網站 下載）。 4.競賽項目 經現場公開抽簽，在 700 1300mm 范圍內產生一個“ S”型賽道障礙物間距 值， 在 300 500mm 范圍內產生一個“ 8” 字 型賽道障礙物間距 值 。 4.1 參賽 小車拆裝調試 各隊 選派 2 名隊員，對本隊 參賽 小車上的所有零件進行拆卸，然后，根據公開抽簽產生的 障礙物間距 調整 并 裝配 小車。 裁判人員根據爆炸圖 進行 檢查 。拆裝工具自帶， 現場 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 加工 作業 ， 所需 刀具 和量具 自備 。對違反規定的行為按減 分法處理。 本項 競賽 內容 應在規定時間內完成，逾時 不能進入后續比賽。 4.2 3D 打印 設計 及 制作 在比賽現場以公開抽簽的方式從題庫（不提前發布）中抽取一個題目， 各隊的第三名隊員根據 此 題目獨立 進行 3D 設計及 打印 制作 。 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。 4.3 “ S”型賽道 場地常規賽 競賽小車在前行時能夠自動繞過賽道上設置的障礙物 ，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量來評定成績。 參加“ S”型賽道競賽的參賽隊， 用在現場 調整裝配后的小車，加載由競賽組委會統一提供的標準砝碼，在指定的賽道上進行比賽。賽道寬度為 2 米，出發端線距第一個障礙及障礙與障礙之間的間距均相同，具體數值由 4.競賽項目 開始時的 抽簽產生。小車出發位置自定， 但 不 得 超過出發端線和賽道邊界線 。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示意圖 4 小車有效的繞障方法為：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不被撞倒 或推出障礙物定位圓 ； 連續運行 ，直至小車停止。小車有效的運行距離為：停止時小車最遠端與出發 線之間的垂直距離。 4.4 “ 8” 字 型賽道 場地常規賽 小車在半張標準乒乓球臺（長 1525mm、寬 1370mm）上，繞 兩個障礙 物按“ 8” 字 型 軌跡 運 行。障礙物為直徑 20mm、長 200mm 的 2 個圓棒，相距一定距離放置在半張標準乒乓球臺的中線上， 該距離 由 4.競賽項目 開始時的 抽簽產生 ， 以小車完成 8 字繞行圈數的多少來 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置圖 參加“ 8” 字 型賽道競賽的參賽隊， 使用 在現場 調整 裝配 后的小車 及組委會統一提供的標準砝碼參賽。 出發點自定，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，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。 4.5 “ S”型賽道 場地挑戰賽 本項比賽為最小障礙物間距挑戰賽， “ S” 型 賽道， 要求完成 連續 10 個障礙物 成功 繞行。報 名 時 ， 需 提交 挑戰的最小障礙物間距和按報名最小障礙物間距成功運行的視頻 記錄 資料 。 完成 10 個 障礙 繞行 視為挑戰成功 ， 按障礙物最小間距的數值，計算成績，數值相同時，按完成時間的長短，計算成績。間距越小，時間越短，成績越高。挑戰不成功的參賽隊， 名次在挑戰成功參賽隊之后排名， 按 障礙物最小間距 除以繞障個數計算成績，數值越小，成績越高。 每隊小車運行 2 次，取 2 次成績中的最好成績。 5 4.6 “ 8” 字 型賽道 場地挑戰賽 本項比賽為最小障礙物間距挑戰賽，要求完成連續 10 個完整“ 8”字繞行。報名 時 ，需提交挑戰的最小障礙物間距和按報名最小障礙物間距成功運行的視頻 記錄 資料。 完成 10 個完整“ 8”字 繞行 視為挑戰成功 ，按障礙物最小間距的數值，計算成 績，數值相同時，按完成時間的長短，計算成績。間距越小，時間越短，成績越高。 挑戰不成功的參賽隊，名次在挑戰成功參賽隊之后排名，按 障礙物最小間距 除以繞障個數計算成績，數值越小，成績越高。 每隊小車運行 2 次，取 2 次成績中的最好成績。 4.7 賽道場地 直線折返 賽 競賽小車在前行時能夠繞賽道上設置的 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 處， 小車最遠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 數量來評定成績。 參賽隊 用在現場 調整 裝配后的小車，加載由競賽組委會統一提供的標準砝碼，在指定的賽道上進行比賽。出發 區間限定在距第一障礙物 1 米的范圍內，小車出發位置自定， 但 不 得 超過出發 區間 和賽道邊界線 。 每隊小車運行 2 次，取 2 次