大学生工程训练综合能力竞赛命题

第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛工程基础赛道竞赛命题及运行工训赛字7-02【2020】本赛道重点考察大学生的基础工程知识与基本实践技能，强调大学生思创融合与团队合作等综合素质能力，夯实后备人才的工程基础。

本赛道主要包括势能驱动车、热能驱动车、工程文化三个赛项。

一、势能驱动车和热能驱动车赛项1、对参赛作品/内容的要求1）势能驱动车自主设计并制作一台具有方向控制功能的自行走势能驱动车，该车行走过程中必须在指定竞赛场地上与地面接触运行，且完成所有动作所用能量均由重力势能转换而得，不允许使用任何其他形式的能量。

重力势能通过自主设计制造的1kg±10g重物下降300±2mm高度获得。

在势能驱动车行走过程中，重物不允许从势能驱动车上掉落。

重物的形状、结构、材料、下降方式及轨迹不限，要求重物方便快捷拆装，以便现场校核重量。

势能驱动车的结构、设计、选材及加工制作均由参赛学生自主完成。

2）热能驱动车自主设计并制作一台具有方向控制功能的自行走热能驱动车，该车行走过程中必须在指定竞赛场地上与地面接触运行，且完成所有动作所用能量均由热能转换而得，不允许使用任何其他形式的能量。

热能是通过液态乙醇（浓度95%）燃烧所获得。

竞赛时，给每个参赛队配发相同量的液体乙醇燃料，产生热能装置的结构不限，由参赛学生自主完成，但必须保证安全。

热能驱动车的设计、结构、选材及加工制作均由参赛学生自主完成。

以下势能驱动车、热能驱动车简称为驱动车。

2、对运行环境的要求1）现场运行场地驱动车场地为5200mm ×2200mm 长方形平面区域（如图1所示），驱动车必须在规定的赛场内运行。

图中粗实线为边界挡板和中间隔板，两块长1000mm 的中间隔板位于两条直线段赛道之间，且两块中间隔板之间有1000mm 的缺口，缺口处的隔板中心线上可以放一块活动隔板（如图2所示），活动隔板和中间隔板的厚度不超过12mm ；赛道上的点画线为赛道中心线，用于计量运行成绩以及判定有效成功绕桩；驱动车必须放置在发车区域内，并在发车线后按照规定的出发方向发车，前行方向为逆时针方向；在赛道中心线上放置有障碍物（桩）（如图1所示的圆点），障碍桩为直径20mm 、高200mm 的圆棒，障碍桩间距指两个障碍桩中心线之间的距离。

第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛湖北赛区预赛命题及规则（第二轮）2014-5-61.本届竞赛主题：本届竞赛主题为低成本、环境友好型机械的设计与制造。

采用规定命题方式规定命题要求经过一定的前期准备后，配合比赛现场加工调试，完成一套符合本命题要求的可运行装置，并进行现场竞争性运行考核。

每个参赛作品要提交相关的设计、工艺、成本分析、工程管理或程序设计4项报告。

2.竞赛命题：2.1 单摆-球滚道“永动器”命题编号（HBGX2015-1）2.1.1 功能要求以单摆重力势能转换为动能驱动小球沿轨道运动，小球沿轨道滚到最高点回落再将单摆打到最高点，摆与球不断转换能量，理论上应该永动（图1），但由于各种阻力，摆与球的运动次数是有限的。

要求经过一定的前期设计后，结合现场制作，完成一套符合本命题要求的摆-球“永动器”装置，并进行现场竞争性比赛。

每个作品要提交相关的设计、工艺、成本分析和工程管理4项报告。

作品应留出Φ50的显著位置粘贴由比赛承办方提供的编号不干胶。

图1 摆球“永动器”装置示意图要求总尺寸（包括运动部分）长不大于200mm（平行地平面）,宽不大于40mm（平行地平面），高不大于180mm（垂直地平面）。

材料主要选择铝合金和钢。

除标准件外，所有零件应该自己设计制造，期中摆杆直径为5mm的实心刚性杆件，摆锤和滚球必须为等质实心体，摆锤应能拆装以便称重，否则不予参加比赛。

轴承可以设计为滚动、滑动、顶针、电磁和气浮等形式，轨道可以设计为圆形、椭圆形、摆线形、直线与曲线组合形等多种形式。

外壳上至少有反映学生姓名，专业班级的文字，以及学校校徽的图案。

图1只是一个概念图，学生可以在上述要求下自行设计装配图和零件。

以摆和球碰撞后相互交换能量的次数和来回摆动的时间长短评定竞技比赛成绩。

每一个项目还需要提交关于作品的设计说明书和工程管理方案、成本分析报告及底座与滑道的加工工艺方案。

每个学校只能推荐2个队，且两队的作品结构应不一样，每队2-3名学生、1-2指导教师。

大学生工程综合能力竞赛内容及方式竞赛内容1、竞赛命题竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。

竞赛命题为“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”。

设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换而得到的。

该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为1Kg的标准砝码（φ50×65 mm，碳钢制作）来获得，要求砝码的可下降高度为400±2mm。

标准砝码始终由小车承载，不允许从小车上掉落。

图1为小车示意图。

图1 无碳小车示意图要求小车在行走过程中完成所有动作所需的能量均由此给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。

要求小车具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。

要求小车为三轮结构。

具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。

2、竞赛项目完成一台符合本命题要求的可运行的机械装置，进行现场竞争性运行考核。

竞赛分为“S”型赛道场地赛和“8”字型赛道场地赛。

竞赛时经现场公开抽签，在700～1300mm范围内产生一个“S”型赛道障碍物间距值，在300～500mm范围内产生一个“8”字型赛道障碍物间距值。

(1)“S”型赛道场地赛竞赛小车在前行时能够自动交错绕过赛道上设置的障碍物。

障碍物为直径20mm、高200mm的多个圆棒，沿直线等距离摆放。

以小车前行的距离和成功绕障数量来综合评定成绩。

见图2。

图2 无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图赛道宽度为2米，出发端线距第一个障碍及障碍与障碍之间的间距均相同，具体数值由开始时的抽签产生。

小车有效的绕障方法为：小车从赛道一侧越过一个障碍后，整体越过赛道中线且障碍物不被撞倒或推出障碍物定位圆；连续运行，直至小车停止。

小车有效的运行距离为：停止时小车最远端与出发线之间的垂直距离。

(2)“8”字型赛道场地赛小车在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，绕两个障碍物按“8”字型轨迹运行。

首届全国大学生工程训练综合技能竞赛的命题(讨论稿)本届比赛命题主题：经讨论，首届竞赛命题主题初步定为“节能增效”。

即经过准备后，最终在集中比赛现场完成一套以“节能增效’’为目标的装置的设计、加工、装配和调试，并做出一定程度的工艺成本分析和管理对策分析。

命题：完成一套杯型容器的设计、加工、机器人组装及方案分析一、设计阶段比赛：要求设计及加工制作出一个筒状杯体与一个杯底，材料均为普通中低碳钢或均为铝(材料牌号另行指定)。

筒状杯体的内径不小于60mm；外廓形状不限，但最小壁厚不小于5mm。

筒状杯体与杯底组装后杯底内部平坦，高度误差不大于0.5mm，可盛液体高度不小于60mm。

筒状杯体的底部壁与杯底的结合方式为柱面间隙配合，柱形结合面的有效配合高度不小于10mm；杯底件的各端面都不与筒状杯体形成配合；暴露在所盛液体中的筒状杯体底部与杯底的结合线须包括不少于4段圆弧和4段直线，总长度不小于120mm；配合部位的形状及配合公差，由参赛选手自行设计，并提交设计方案和加工工艺方案。

杯体和杯底零件都必须标有参赛队标识或印记，具体标识或印记的样式、大小及其做法不限，属于自土创意设计内容，并作为评分绩点之一。

设计阶段的评分要点：1．外形设计的创新性2．标识或印记的设计3．重量轻4．制造工艺简单，成本低。

二、工艺阶段比赛：参赛选手按照提交的设计方案和加工工艺方案，使用大赛组委会指定的材料，自行选择工艺路线将筒状杯体和杯底两零件中的一个加工完成；另一个零件只进行非结合面部位的加工，在参赛现场，选手需要完成此零件的结合面部位的加工操作；上交作品，完成整个加工参赛过程。

允许使用大赛组委会规定的各种机床，允许钳工作业。

工艺阶段的评分要点：1．工艺方案的合理性2．加工精度3．加工表面粗糙度4．加工时间三、组装阶段比赛：将加工好的筒状杯体和杯底零件在指定型号的工业机器人上完成自动组装。

机器人为通用关节型5或6自由度工业机器人，手端公称作用力30N，机械手的手爪可夹持直径为50-70mm的圆柱型或圆盘型零件。

第七届浙江省大学生工程训练综合能力竞赛工程基础赛道竞赛命题要求和评分细则本赛道主要包括势能驱动车、热能驱动车二个赛项。

1．现场运行场地驱动车场地为近水平铺设的5200mm×2200mm长方形平面区域（如图1所示），由两段3000mm的直线段和两段半径为1000mm圆弧段组合成一条封闭环形赛道和一条8字赛道，绿粗实线为边框和中间隔板，两块长1000mm的中间隔板位于两条直线段赛道之间，且两块中间隔板之间有1000mm的缺口，缺口处的隔板中心线上可以放一块活动隔板（如图 2 所示），活动隔板和中间隔板的厚度不超过 12mm,用于构成8字S的运行轨迹；赛道上的点画线为驱动车行走的中心线，赛道两侧的半圆弧赛道的细实线（黑色）为赛道边界线，驱动车必须在规定的赛道内运行；双点划线为要求驱动车绕桩方向的示意线，小车比赛时，场地每次一辆车，参赛队可自由选择从哪个发车区发车；除驱动车必须按照规定的出发方向出发外，驱动车前行方向不限；驱动车必须放置在发车区域内，以及在发车线后按照指示的出发方向发车；在赛道中心线上放置有障碍物（桩）（红色圆点），障碍桩为直径20mm、高200mm的圆棒，其障碍桩数量和间距（注释：障碍桩间距指两个障碍桩中心线之间的距离）抽签决定。

图 1 驱动车赛道示意图（注：赛道上无“发车区”字样和“剖面线”）（说明：5200mm 、2200mm 均为内尺寸）图 2 活动隔板形状初赛环节，沿直线赛道中心线上放置4个障碍桩（如图3所示），最初障碍桩是从出发线开始按平均间距1000mm摆放，其中要求第一根障碍桩和第四根障碍桩的位置永远不变，中间两根障碍桩（第二根障碍桩和第三根障碍桩）位置在-300~+300mm范围内同向（以出发方向为基准，“正”为赛道逆时针）调整（第二根障碍桩和第三根障碍桩间距不变），其调整位置按150mm为间隔（-300，-150，0，150，300），其调整值由现场抽签（签上标注调整位置）决定并公布。

1.无碳小车越障竞赛设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换而得到的。

该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为1Kg的标准砝码（￠50×65 mm，碳钢制作）来获得，要求砝码的可下降高度为400±2mm。

标准砝码始终由小车承载，不允许从小车上掉落。

图1为小车示意图。

图1 无碳小车示意图要求小车在行走过程中完成所有动作所需的能量均由此给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。

要求小车具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。

要求小车为三轮结构。

具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。

2.竞赛安排每个参赛队由3名在校本科大学生和1名指导教师及1名领队组成，参加校、省及全国竞赛。

3.1 本校制作参赛队按本竞赛命题的要求，在各自所在的学校内，自主设计，独立制作出一台参赛小车。

允许为参赛小车命名，并在参赛小车上制作标识。

3.2 集中参赛携带在本校制作完成的小车作品参赛。

（1）报到时提交参赛作品的结构设计方案、工程管理方案、加工工艺方案及成本分析方案共4个文件（分别提交纸质版文件一式2份、电子版文件1份），文件按本竞赛秘书处发布的统一格式编写。

（2）提交1份3分钟的视频，(格式要求： MPEG文件，DVD-PAL 4:3，24位，720 x576，25 fps，音频数据速率 448 kbps杜比数码音频 48KHz)，视频的内容是关于本队参赛作品赛前设计及制作过程的汇报及说明。

（3）提交PPT文件 1份，内容是阐述小车的设计、制作方案说明及体会。

3.3 方案文件要求1）结构设计方案文件完整性要求：小车装配图1幅、要求标注所有小车零件（A3纸1页）；装配爆炸图1幅（所用三维软件自行选用， A3纸1页）；传动机构展开图1幅（A3纸1页）；设计说明书1-2页（A4）。

正确性要求：传动原理与机构设计计算正确，选材和工艺合理。

全国大学生工程训练综合能力竞赛命题设计原则与要求全国大学生工程训练综合能力竞赛活动的目标应与教育部组织实施的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的要求保持一致，以竞赛活动为平台，以能力培养为核心，激发学生学习和研究的潜能，培养学生团队协作意识、实践能力、工程管理能力和创新精神，体现“竞赛为人才培养服务，竞赛为教育质量助力，竞赛为创业就业引路”的办赛宗旨。

一、命题基本原则竞赛命题应具有鲜明工程背景，应体现综合性工程训练的特点，突出综合性、实践性、设计性、研究性和创造性，以培养学生的创新精神和实践动手能力、工程应用能力、工程管理能力及团队合作能力为根本，推动学生了解工程环境、建立工程意识，逐步掌握现代工业生产、工艺、技术、管理等方面的基本知识、基本技能和基本素养。

二、命题考量内容竞赛应要求参赛学生既相对分工又密切合作，围绕命题进行相关的理论分析、功能和结构设计、工艺方案设计、管理对策分析，并完成命题实物作品的制作。

命题内容应体现对学生在“综合分析能力、创新设计能力、工艺综合设计能力、实际动手操作能力和工程管理综合应用能力”五个方面的要求。

命题考量中的综合分析能力方面，要求学生正确理解和表述题目意图、运用所学理论知识综合分析问题，提出合理的工作方案；创新设计能力方面，要求在完成指定功能部件或装置的规范设计的同时给予参赛学生以较大的创新、探索空间；工艺设计方面，以考核学生的工艺综合应用能力为主，要有一定的难度；实际操作方面的内容包含加工操作、装配与调整操作、检测及数据处理操作等；工程管理综合应用方面，要求学生就相应的工艺、成本、过程管理进行综合性设计、分析、处理和必要的模拟。

三、命题设计要求命题应满足分散和集中两个阶段进行的要求，即：在分散阶段参赛队完成部分实物和设计报告，集中阶段完成特定零部件的加工、装置或系统的装配、调试和性能展示、以及现场答辩等。

集中比赛的工作量以1天为宜，答辩以8-15分钟为宜。

2020年竞赛命题要求和评分细则(竞赛项目I)根据四川省教育厅关于公布2020年省级大学生竞赛项目的通知(川教函〔2020〕290号)、《2020年度全国大学生工程训练综合能力竞赛组委会的竞赛命题和赛项安排的说明，以及《全国大学生程训练综合能力竞赛四川赛区章程》等指导性文件，四川赛区组委会决定第八届全国大学生工程训练综合能力竞赛传统项目为无碳小车越障竞赛。

1．赛道近水平铺设的环形赛道示意图如图1所示，由两段3000mm的直线段和两段半径为1000mm圆弧段组合成一条封闭环形赛道和一条8字赛道，绿粗实线为边框和中间隔板，两块长1000mm的中间隔板位于两条直线段赛道之间，且两块中间隔板之间有1000mm的缺口，用于构成8字S的运行轨迹；赛道上的点画线为驱动车行走的中心线，赛道两侧的半圆弧赛道的细实线（黑色）为赛道边界线，驱动车必须在规定的赛道内运行；除驱动车必须按照规定的出发方向出发外，驱动车前行方向不限；驱动车必须放置在发车区域内，以及在发车线后按照指示的出发方向发车；在赛道中心线上放置有障碍物（桩）（红色圆点），障碍桩为直径20mm、高200mm的圆棒，其障碍桩数量和间距（注释：障碍桩间距指两个障碍桩中心线之间的距离）抽签决定。

发车区发车区3000mm2000m m 5000mm出发方向出发方向1000mm发车线a ）驱动车的环形S 赛道轨迹示意图 发车区发车区3000mm2000m m 5000mm出发方向出发方向1000mm发车线发车线b ）驱动车的8字S 赛道轨迹示意图图1 机械类竞赛项目驱动车运行初赛赛道示意图初赛环节，沿直线赛道中心线上放置4个障碍桩（如图1所示），最初障碍桩是从出发线开始按平均间距1000mm 摆放，其中要求第一根障碍桩和第四根障碍桩的位置永远不变，中间两根障碍桩（第二根障碍桩和第三根障碍桩）位置在-300~+300mm 范围内同向调整，其调整位置抽签决定。

决赛环节，障碍桩沿直线赛道方向的垂直中心线对称分布并等间距放置，其放置的障碍桩间距不小于600mm ，其障碍桩间距和障碍桩数由抽签决定，决赛赛道示意图如图2所示。

2012年北京市大学生工程训练综合能力竞赛规则根据《全国大学生工程训练综合能力竞赛章程》，为规范北京市第二届大学生“无碳小车越障竞赛”工程训练综合能力竞赛各项工作，遵循“公平、公正、公开、科学、规范”的原则，特制订本规则。

一、参赛要求（一）参赛队要求参赛队应在校级竞赛（含两所或多所高校合作举办）基础上产生，校级竞赛的参赛队数原则上不应少于上报参加北京市竞赛参赛队数的3倍。

每所高校的工程训练中心限上报北京市竞赛2－4个参赛队，其中1－2个参赛队参加竞赛工程Ⅰ的比赛，1－2个参赛队参加竞赛工程Ⅱ的比赛。

对未组织校级竞赛的高校，组委会在北京市竞赛中评定奖项时有权作出适当处理。

每个参赛队的学生不超过3人，指导教师不超过2人。

（二）赛前工作1.参赛队以抽签形式获得组号。

组号按竞赛工程Ⅰ和竞赛工程Ⅱ分别编号，每个参赛队只能参加其中一个竞赛工程的比赛。

2.各参赛队在报到时上交相关文件（包括无碳小车结构设计方案、工程管理方案、加工工艺方案、成本分析方案以及2种徽标方案）的纸质版和电子版，由工作人员与参赛队当面检查点清；所有外包装由参赛队自己准备，并应注明抽签组号。

3.参赛队负责准备本队需用的所有刀具、量具、工具及其他用具，种类、规格不限，比赛时带入现场。

4.竞赛组委会提前一天开放加工、装配、比赛场地。

5.在集中竞赛阶段的现场竞赛过程中，参赛学生可以使用各种图书资料和计算机，但不得与本参赛队之外的人员进行交流，也不可以与指导教师交流。

（三）载荷和重块要求驱动小车行走及转向的动力载荷只能由给定重力势能（4焦耳）转换得到。

动力载荷按要求(Φ50×65mm,质量≤1kg,材料：普通碳钢)准备，重块落差400±2mm，并随小车一起运动时铅垂下落，不允许从小车上掉落。

（四）无碳小车要求1.设计制作全部在本校完成，小车具有转向控制结构，且具有可调节功能，以适应不同间距障碍物的竞赛场地；2.小车为三轮结构，具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成；3.参赛小车应有方便测量的标记，始终保持与车身相对静止，以便测量小车竞赛行走距离；4.参赛小车除从动力载荷的势能转换能量外，不允许采用任何其他能量。

附件1：第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛（合肥赛）命题说明及实施方案1.竞赛命题本届竞赛命题为“重力势能驱动的自控行走小车越障竞赛”。

自主设计一种符合本命题要求的小车，经赛场内外分步制作完成，并进行现场竞争性运行考核。

本题目是在往届工程训练综合能力竞赛无碳小车命题基础上的修改，保留了重力势能驱动行进的特点，增加了自主寻迹避障转向控制功能，为此赛道也有所变化。

2.命题要求小车：三轮结构，其中一轮为转向轮，另外二轮为行进轮，(要求2个行进轮用1.5mm厚度的钢板或可用激光切割加工且不超过8mm厚度的非金属板制作，要求行进轮轮毂与轮外缘之间至少有40mm的环形范围，这个范围将用于进行统一要求的设计和激光切割)，允许二行进轮中的一个轮为从动轮。

小车应具有赛道障碍识别、轨迹判断及自动转向功能和制动功能，这些功能可由机械或电控装置自动实现，不允许使用人工交互遥控。

如图1。

小车行进所需能量：只能来自给定的重力势能，小车出发初始势能为400mm高度×1Kg砝码质量，竞赛时使用的同一规格标准砝码（钢制￠50×65mm）。

若使用机械控制转向或刹车，其能量也需来自上述给定的重力势能。

电控装置：主控电路必须采用带单片机的电路，电路的设计及制作、检测元器件、电机（允许用舵机）及驱动电路自行选定。

电控装置所用电源为5号碱性电池，电池自备，比赛时须安装到车上并随车行走。

小车上安装的电控装置必须确保不能增加小车的行进能量。

（小车驱动系）图1小车示意图赛道：赛道宽度1.2米，形成长约15.4米宽约2.4米（不计赛道边缘道牙厚度）的环形赛道，其中两直线段长度为13.0米，两端外缘为曲率半径为1.2米的半圆形，中心线总长度约30米，见图2。

图2赛道示意图赛道边缘设有高度为80mm的道牙挡板。

赛道上间隔不等（随机）交错设置多个障碍墙，障碍墙高度约80mm，相邻障碍墙之间最小间距为1米，每个障碍墙从赛道一侧边缘延伸至超过中线100—150mm。

北京市大学生工程训练综合能力竞赛方案年北京市大学生工程训练综合能力竞赛由北京市教委主办，清华大学、北京建筑大学承办。

竞赛方案如下：一、竞赛目的进一步加强大学生实践能力和创新精神培养，深化实验教学改革，提升大学生工程实践能力、创新意识和团队合作能力，促进创新人才培养，展示北京市高校工程训练中心的科技创新实践成果，推动高校人才培养模式改革。

二、参赛资格（一）具备工程训练中心的北京地区普通高等学校在校本、专科生可组队参赛，年级不限。

鼓励参赛学生跨专业组队，团队人数人，指导教师人。

（二）参赛学校自行组织校内比赛，择优推荐优秀团队（共项，每个项目最多推荐支队伍）并通过本校工程训练中心统一组织报名参加北京市大学生工程训练综合能力竞赛。

三、竞赛主题及内容参考《第六届北京市大学生工程训练综合能力竞赛（无碳小车越障竞赛）命题说明及实施方案》和《第六届北京市大学生工程训练综合能力竞赛（重力势能驱动的自控行走小车越障竞赛）命题说明及实施方案》。

四、赛制赛程比赛分预赛、复赛、决赛，预赛由参赛单位自行组织，复赛、决赛由组委会统一组织。

具体日程安排如下：大赛设置一、二、三等奖、优秀指导奖和优秀组织奖等奖项。

六、联系方式报名地点：清华大学基础工业训练中心联系人：汤彬联系电话：传真：通讯地址：海淀区清华园号清华大学基础工业训练中心邮政编码：联系人：许东晖郑娇联系电话：传真：通讯地址：北京市大兴区永源路号北京建筑大学工程实践创新中心邮政编码：竞赛邮箱：，北京市大学生工程训练综合能力竞赛组委会名单名誉主任：付志峰北京市教育委员会主任：张爱林北京建筑大学常务副主任：李爱群北京建筑大学副主任：李双寿清华大学丁洪生北京理工大学王亮北京航空航天大学吴海燕北京建筑大学金红莲市教委高教处委员：（以姓氏笔划为序）李方俊北京化工大学吴波北京石油化工学院严绍华清华大学张宾中国农业大学宋志坤北京交通大学郎洪北京工业大学贾志新北京科技大学秘书长：李双寿（兼）副秘书长：吴海燕北京建筑大学工程实践创新中心成员：张富宇市教委高教处汤彬清华大学基础工业训练中心许东晖北京建筑大学工程实践创新中心郑娇北京建筑大学工程实践创新中心年北京市大学生工程训练综合能力竞赛（无碳小车越障竞赛）命题说明及实施方案.竞赛主题本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。

2019年第六届浙江省大学生工程训练综合能力竞赛命题说明及实施方案竞赛命题：智能制造工程背景中的物流小车竞赛命题主要为自主设计并制作一种智能制造工程背景中的物流小车，小车应具有车间作业中的物料识别、搬运、码垛、避障等功能。

学生通过前期准备完成一套符合本命题要求的可自动运行装置，进行现场竞争性运行、现场拆改调试和实操的考核。

1.关于小车：1.1功能要求：该小车应具有自主定位、自主移动、自主避障、物料位置判定、颜色形状及尺寸识别、物料抓取与搬运、路径规划、自动制动等功能。

这些功能可由机械或电控装置自主运行，不允许使用人工或远程交互遥控及小车本体之外的任何辅助装置。

小车需采用“一键式”启动方式（必须明确标记“启动”按钮，“启动”按钮只能有一个，且不能被任何物品遮挡）。

裁判发出比赛开始指令后，参赛选手只能按下小车“启动”按钮，不得再次接触小车，否则比赛结束。

1.2电控及驱动要求：小车所用传感器和电机的种类及数量不限。

要求物流小车在执行任务之前语音播报任务信息。

小车采用电池供电，供电电压≦12V，电池随车装载，场内赛程中不能更换。

1.3机械结构要求：自主设计并制造小车的机械部分，具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。

行走车体、抓取机构（手爪）可由激光切割、3D 打印、数控及雕刻等机加工方式自行设计制作，允许采用标准紧固件、标准结构零件及各类轴承。

小车机械臂腕部与抓取机构（手爪）的连接界面结构自行确定（不能使用吸盘式手爪）。

注：决赛第二阶段所设计的抓取机构（手爪）只能采用现场提供的材料，现场设计完成手爪的制造，不能采用任何其他自带材料。

1.4外形尺寸要求：智能物流小车出发状态时的尺寸必须满足小车铅垂方向的整体投影在一张A4纸尺寸相当（297mm×210mm以内）的方框内，高度不限制，否则取消比赛资格。

允许小车结构设计为可折叠形式，但通过出发区后尺寸不限制，可自行展开。

2.关于场地：比赛场地表面布置有黑色引导线连接、随机障碍等，构成完整的赛道。

附件1命题1：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车1．功能设计要求给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。

该自行小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物（每间隔1米，放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒）。

以小车前行距离的远近、以及避开障碍的多少来综合评定成绩。

给定重力势能为5焦耳（取g=10m/s2）,竞赛时统一用质量为1Kg的重块（0 50X 65 mm,普通碳钢）铅垂下降来获得，落差500± 2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动,不允许掉落（见图 1 和图2）。

要求小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量形式。

小车要求采用三轮结构（1 个转向轮，2个驱动轮），具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。

要求满足：①小车上面要装载一件外形尺寸为0 60X 20 mm 的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于750克；在小车行走过程中，载荷不允许掉落。

②转向轮最大外径应不小于0 30mm。

参赛者需要提交关于作品的设计说明书和工程管理方案、加工工艺方案及成本分析方案报告。

要求参赛者在自制的载荷质量块上自主设计并加工出反映本届竞赛主题的徽标。

参赛队参赛时同时提交徽标设计说明（篇幅限制为A4 纸一张，文字部分的字数不超过300 字，内容包括创意、材料、制作说明），作为评分点之一。

2．本校制作：以参赛小组为单位，每组不多于3人。

按照预赛阶段的要求，在各自所在的学校内，自主设计相关结构，图片和动画。

通过学校选拔比赛，决定1-2 项参加省级分区赛的项目，并制作出全部零件。

3．省分区赛内容：加载符合本命题规定的比赛载荷质量块，在硬质水平地面（例如光滑的水泥地面、水磨石地面或室内标准球赛地板等）的指定赛道上进行比赛，小车需按规定绕过各个障碍。

行走绕过的障碍越多，得分越高。

2016（第七届）山东大学大学生工程训练综合能力竞赛评分细则（合肥赛）竞赛命题：以重力势能驱动的自控行走越障小车设计一种小车，其行走驱动能量由给定重力势能转换而来，赛道障碍识别、轨迹判断及自动转向功能和制动功能，这些功能可由机械或电控装置自动实现，不允许使用人工交互遥控。

给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为1Kg的重块（￠50×65 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差400±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许从小车上掉落。

图1为小车示意图。

转向驱动控制模块图1：小车示意图1.竞赛内容竞赛小车在前行时能够自动交错绕过赛道上设置的障碍物。

赛道宽度1.2米，形成长约15.4米宽约2.4米（不计赛道边缘道牙厚度）的环形赛道，其中两直线段长度为13.0米，两端外缘为曲率半径为1.2米的半圆形，中心线总长度约30米，以小车前行的距离和成功绕障数量来综合评定成绩。

见图2。

图2：赛道示意图赛道边缘设有高度为80mm的道牙挡板。

赛道上间隔不等（随机）交错设置多个障碍墙，障碍墙高度约80mm，相邻障碍墙之间最小间距为1米，每个障碍墙从赛道一侧边缘延伸至超过中线100—150mm。

在直赛道段设置有1段坡道，坡道由上坡道、坡顶平道和下坡道组成，上坡道的坡度3°±1°，下坡道的坡度1.5°±0.5°；坡顶高度40±2mm，坡顶长度为250±2mm。

坡道位置将事先公布，出发线在平赛道上，距离坡道起始位置大于1米。

1.1报告评分（IA）由竞赛评审组对每个参赛队提交的方案报告进行评阅。

此项成绩满分20分，其中结构设计方案10分，典型零部件制作方案10分。

（1）结构设计报告评分（10分）完整性要求：小车装配图1幅（A4纸1页），设计说明书1-2页（A4）；正确性要求：传动原理与机构设计正确，选材和工艺合理；创新性要求：有独立见解及创新设计思想；规范性要求：图纸表达完整，标注正确；文字描述准确、清晰。