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2019年山东省职业院校技能大赛高职组工业产品数字化设计与制造样题
第一阶段:“数据采集、建模与创新设计”阶段
（上半场）
（总时间：3.5小时）
任
务
书
二〇一九年十一月
注意事项
1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值。
2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。
3.比赛任务书当场启封、当场有效。
比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。
4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。
5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。
6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。
所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。
另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
2019年山东省职业院校技能大赛中职“工业产品设计与创客实践”赛项题目参赛选手须知1.比赛时间4小时，赛题共3大题5道题目，参赛选手需完成全部题目。
2.赛题共7页，参赛选手应始终保持赛题完整，不得拆散赛题。
3.参赛选手须严格按照题目规定的路径及名称存储文件，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不作为竞赛成果予以评分。
4.计算机编辑文件应实时存盘，客观原因断电情况下，酌情补时不超过15分钟。
5.工程图按照题目图纸样式，依据机械制图“图样画法”国家标准绘制；工程图标题栏、明细栏要求如下：（1）六视图、爆炸图标题栏要求填写图样名称、图样代号及基础视图比例；零件图标题栏要求填写图样名称、图样代号、零件材料、零件重量及基础视图比例。
零件材料图样名称零件重量视图比例图样代号（2）工程图明细栏要求包含序号、代号、名称、数量、材料、重量及备注；明细栏总宽180mm，各列宽度依次为8mm、40mm、44mm、8mm、38mm、22mm、20mm。
6.根据各题目要求，使用指定的软件工具完成相应的题目。
订书机如图1-1，请根据给出的图纸及要求，完成产品模型建立与设计表达。
本题需提交的文件及相关要求见表1-1；所有文件须保存在“桌面: \ 赛位号\ 1-订书机”；不得为不同类型的文件单独创建文件夹。
表1-1 题目1需提交的文件内容需提交的文件文件命名方式要求（备注）项目项目文件订书机.ipj零件手柄模型及工程图手柄.ipt、手柄.idw底座上壳模型及工程图底座上壳.ipt、底座上壳.idw底座下壳仅模型底座下壳.ipt引导块仅模型引导块.ipt钉书针槽模型及工程图钉书针槽.ipt、钉书针槽.idw送钉块仅模型送钉块.ipt压钉块仅模型压钉块.ipt手柄轴仅模型手柄轴.ipt部件相关部件模型、六视图、爆炸图及明细栏订书机.iam其余零件已提供订书机六视图.idw订书机.ipn订书机爆炸图.idw设计表达装拆动画订书机拆解动画.wmv展示订书机全部零件的分解过程，并根据各步骤零部件的特点添加合适的特写镜头；大小1280×720。
低功耗数字多功能表的设计制作（A题）【本科】一、任务设计并制作一款多功能数字测量仪表，其示意图如图1所示。
图1 低功耗数字多功能表系统示意图二、要求1. 基本要求（1）采用9V方电池供电。
自行设计保证该仪表正常工作的低功耗供电电源系统。
（2）三位半数字显示，最大读数2019。
（3）测量直流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1%+2个字)；输入阻抗：≥10MΩ。
（4）测量交流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1.5%+5个字)；频率范围：40Hz~400Hz；输入阻抗：≥10MΩ。
（5）测量电阻量程：200Ω、2kΩ、20kΩ；精度±(1%+5个字)。
（6）测量电容量程：100nF、100uF；精度±(5%+10个字)。
（7）晶体三极管β参数测试：测量类型 NPN或PNP，显示范围0~1000，精度±(2%+2个字)；测试条件：基极电流约10uA，V CE约3V。
2. 发挥部分（1）增加“自动关机”功能，即在测量模式下，若1分钟内无任何按键按下，仪表将自动关闭供电电源并进入低功耗状态；再按下任意键，仪表将自动返回“自动关机”前的状态。
（2）增加正弦波信号源功能：要求输出正弦波信号的频率为10Hz~100kHz，且可调；非线性失真≤3%。
（3）要求在负载为600Ω时，输出正弦波的最大值（有效值）≥5V；输出正弦波的幅值可调，调节范围100mV~5V。
（4）其他特色（例如：扩展其他功能、提高测量精度、减少失真等）三、说明1、不允许采用数字万用表专用A/D转换器或成品。
2、单片机建议采用MPS430单片机。
四、评分标准低功耗电波钟的设计制作（B题）【本科题】一、任务设计并制作一台低功耗电波钟。
二、要求1．基本要求（1）自行设计制作天线、选频放大，使其能接受中国码(BPC)电波授时数据、并输出包络。
（2）作品上电后尽可能快的完成授时信号的接受、处理。
2019年山东省职业院校技能大赛中职“工业产品设计与创客实践”赛项题目参赛选手须知1.比赛时间4小时，赛题共3大题5道题目，参赛选手需完成全部题目。
2.赛题共7页，参赛选手应始终保持赛题完整，不得拆散赛题。
3.参赛选手须严格按照题目规定的路径及名称存储文件，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不作为竞赛成果予以评分。
4.计算机编辑文件应实时存盘，客观原因断电情况下，酌情补时不超过15分钟。
5.工程图按照题目图纸样式，依据机械制图“图样画法”国家标准绘制；工程图标题栏、明细栏要求如下：（1）六视图、爆炸图标题栏要求填写图样名称、图样代号及基础视图比例；零件图标题栏要求填写图样名称、图样代号、零件材料、零件重量及基础视图比例。
零件材料图样名称零件重量视图比例图样代号（2）工程图明细栏要求包含序号、代号、名称、数量、材料、重量及备注；明细栏总宽180mm，各列宽度依次为8mm、40mm、44mm、8mm、38mm、22mm、20mm。
6.根据各题目要求，使用指定的软件工具完成相应的题目。
订书机如图1-1，请根据给出的图纸及要求，完成产品模型建立与设计表达。
本题需提交的文件及相关要求见表1-1；所有文件须保存在“桌面: \ 赛位号\ 1-订书机”；不得为不同类型的文件单独创建文件夹。
表1-1 题目1需提交的文件内容需提交的文件文件命名方式要求（备注）项目项目文件订书机.ipj零件手柄模型及工程图手柄.ipt、手柄.idw底座上壳模型及工程图底座上壳.ipt、底座上壳.idw底座下壳仅模型底座下壳.ipt引导块仅模型引导块.ipt钉书针槽模型及工程图钉书针槽.ipt、钉书针槽.idw送钉块仅模型送钉块.ipt压钉块仅模型压钉块.ipt手柄轴仅模型手柄轴.ipt部件相关部件模型、六视图、爆炸图及明细栏订书机.iam其余零件已提供订书机六视图.idw订书机.ipn订书机爆炸图.idw设计表达装拆动画订书机拆解动画.wmv展示订书机全部零件的分解过程，并根据各步骤零部件的特点添加合适的特写镜头；大小1280×720。
任务三电路搭建与采集控制界面制作子任务1 空调电路搭建一、电路搭建空调电路原理图如图3-1-1所示，从YL－291、292单元电子电路模块中选择所需模块搭建电路，完成搭建后进行调试，实现电路功能。
1.空调遥控器的功能按下微动按钮接通电源后，空调遥控器便可进行操作。
此时按下任何一个按键后，微处理器把地址码与功能指令进行编码、调制，把信号从微处理器输出端送出，经控制电路把已经编码的地址码和按键功能指令变成红外光线发射出去。
2.空调主机温控电路的功能主机红外接收头接收到红外光线后进行转换成电信号，并进行放大、选频、解调，还原出含有地址码和功能指令的电信号送到微处理器的输入端，微处理器把该信号与本机地址码进行比较，如果完全一致，则根据本机传感器（温度传感器、空气质量传感器）检测到的数据值，与接收到的功能指令的电信号进行比较，然后由微处理器根据比较的结果，发出执行指令。
二、电路调试与测量为了使接收和发射频率相对应，使接收更加灵敏，需要调整相关元器件使红外发射频率为38kHZ。
要调整的元器件是。
发射频率可用频率计或示波器直接读取。
1.空调器遥控器接通电源，按下S1~S8任何一按键，可以完成温度、风量大小的设定等操作，通过红外发射二极管把需要的控制信号发送出去。
2.上电后，红外发射对准接收模块按“F2”后开机，数码管显示温度，LED 灯显示空气质量和直流风机速度。
按上下键可设置温度，按左右键调节直流风机速度。
3.直流风机速度调至SPEED++时，测试PD4的波形并存储波形到相应位置。
4.调整遥控器，当设置温度低于室内温度时，测试PD5的波形并存储波形到相应位置。
5.根据原理图，画出电路的方框原理图。
图3-1-1 空调电路原理图子任务2 DDS信号发生器电路搭建一、电路搭建DDS信号发生器电路原理图如图3-2-1所示，从YL－291、292单元电子电路模块中选择所需模块搭建电路，完成搭建后进行调试，实现电路功能。
2019年山东省职业院校技能大赛（中职组）网络搭建与应用竞赛正式赛卷（A）技能要求（总分1000分）2019年11月6日竞赛说明一、竞赛内容分布“网络搭建与应用”竞赛共分三个部分，其中：第一部分：网络搭建及安全部署项目（500分）第二部分：服务器配置及应用项目（480分）第三部分：职业规范与素养（ 20分）二、竞赛注意事项1.禁止携带和使用移动存储设备、计算器、通信工具及参考资料。
2.请根据大赛所提供的比赛环境，检查所列的硬件设备、软件清单、材料清单是否齐全，计算机设备是否能正常使用。
3.请选手仔细阅读比赛试卷，按照试卷要求完成各项操作。
4.操作过程中，需要及时保存设备配置。
5.比赛结束后，所有设备保持运行状态，评判以最后的硬件连接和配置为最终结果。
6.比赛完成后，比赛设备、软件和赛题请保留在座位上，禁止将比赛所用的所有物品（包括试卷和草纸）带离赛场。
7.禁止在纸质资料、比赛设备、上填写任何与竞赛无关的标记，如违反规定，可视为0分。
8.与比赛相关的工具软件放置在每台主机的D盘soft文件夹中。
项目简介：某集团公司原在北京建立的总部，后来在武汉建立了分部。
总部设有销售、行政、策划、财务、网络管理5个部门，统一使用IP及业务资源的规划和分配。
公司规模在近几年快速发展，业务数据量和公司访问量增长巨大。
为了更好的管理数据，提供服务，集团决定建立自己的中型数据中心及业务服务平台，以达到快速、可靠交换数据，以及增强业务部署弹性的目的。
集团、分公司的网络机构详见“主要网络环境”拓扑图。
其中一台S4600交换机编号SW-3，用于实现终端高速接入以及终端安全策略；两台CS6200交换机作为总部的核心交换机；两台DCFW-1800作为总部的防火墙；一台DCR-2655路由器编号为RT-1，作为集团总部的出口路由器；另外一台DCR-2655编号为RT-2，作为集团分公司出口路由器；一台DCWS-6028作为集团的有线无线智能一体化控制器，编号为DCWS，通过与WL8200-I2高性能企业级AP配合实现集团无线覆盖。
任务三电路搭建与采集控制界面制作子任务1 空调电路搭建一、电路搭建空调电路原理图如图3-1-1所示，从YL－291、292单元电子电路模块中选择所需模块搭建电路，完成搭建后进行调试，实现电路功能。
1.空调遥控器的功能按下微动按钮接通电源后，空调遥控器便可进行操作。
此时按下任何一个按键后，微处理器把地址码与功能指令进行编码、调制，把信号从微处理器输出端送出，经控制电路把已经编码的地址码和按键功能指令变成红外光线发射出去。
2.空调主机温控电路的功能主机红外接收头接收到红外光线后进行转换成电信号，并进行放大、选频、解调，还原出含有地址码和功能指令的电信号送到微处理器的输入端，微处理器把该信号与本机地址码进行比较，如果完全一致，则根据本机传感器（温度传感器、空气质量传感器）检测到的数据值，与接收到的功能指令的电信号进行比较，然后由微处理器根据比较的结果，发出执行指令。
二、电路调试与测量为了使接收和发射频率相对应，使接收更加灵敏，需要调整相关元器件使红外发射频率为38kHZ。
要调整的元器件是。
发射频率可用频率计或示波器直接读取。
1.空调器遥控器接通电源，按下S1~S8任何一按键，可以完成温度、风量大小的设定等操作，通过红外发射二极管把需要的控制信号发送出去。
2.上电后，红外发射对准接收模块按“F2”后开机，数码管显示温度，LED 灯显示空气质量和直流风机速度。
按上下键可设置温度，按左右键调节直流风机速度。
3.直流风机速度调至SPEED++时，测试PD4的波形并存储波形到相应位置。
4.调整遥控器，当设置温度低于室内温度时，测试PD5的波形并存储波形到相应位置。
5.根据原理图，画出电路的方框原理图。
图3-1-1 空调电路原理图子任务2 DDS信号发生器电路搭建一、电路搭建DDS信号发生器电路原理图如图3-2-1所示，从YL－291、292单元电子电路模块中选择所需模块搭建电路，完成搭建后进行调试，实现电路功能。
2019年山东省职业院校技能大赛高职组
“电子产品设计及制作”赛项
题目：视觉识别分拣机器人设计及制作
1 竞赛任务
按赛题要求，利用所发的技术资料、元器件及器材完成视觉识别分拣机器人控制器的设计和装调任务，进行Cortex-M3系列STM32F103ZET6（LQFP144）处理器或STC 单片机IAP15W4K61S4（LQFP64S ）的软件设计，完成该控制器的设计及制作。
1.1 根据本赛题及所给的技术资料分析视觉识别分拣机器人控制器的工作原理
和功能要求；
1.2 根据赛题所给的机器人控制器原理图和印刷线路板约束条件，利用Altium Designer 软件绘制元器件封装图及印刷线路板图；
1.3 完成赛项所提供印刷线路板的焊接任务；
1.4 利用赛项提供的机器人控制器机箱及套件完成结构设计和整机安装，包括开关、电源、电路板、插座的安装及机箱内走线的规划；
1.5 完成机器人控制器的功能调试，使其达到规定的技术指标，实现视觉识别分拣机器人的正常工作；
1.6 完成STM32F103ZET6或 IAP15W4K61S4处理器软件的编写，使视觉识别分拣
机器人达到规定的功能要求。
2 竞赛时间
竞赛时间为6小时（8:30-14:30）。
3 功能要求与技术指标 3.1 原理说明 视觉识别分拣机器人为三自由度机器人，可以用摄像头实现对不同颜色形状的物件进行自动识别分拣，其机构如图1所示。
图1 视觉识别分拣机器人
左右运动直线导轨
上下运动直线导轨 前后运动直线导轨 机械手
摄像头OV7725
电容式位移传感器
面板与图形件
视觉识别分拣机器人由三个直线导轨分别控制机械手的左右、上下和前后运动，实现对面板上的图形件进行识别分拣。
左右运动导轨的驱动为带编码器的直流减速电机，并安装电容式位移传感器，在导轨的两端安装防撞的行程开关；上下运动导轨的驱动为带编码器的直流减速电机，在导轨的两端安装防撞的行程开关；前后运动导轨的驱动为直流减速电机，在导轨的两端安装防撞的行程开关；机械手的驱动为舵机；在机械手夹持板的一边内侧安装力传感器，可以检测夹持图形件的力度，在机械手的下方安装摄像头，用于识别图形件的颜色与形状，实现自动分拣。
视觉识别分拣机器人还配有摇杆电位器控制板，与控制器有线连接，可手动控制视觉识别分拣机器人的工作。
3.2 功能实现
视觉识别分拣机器人通过判断图形件的颜色与形状，实现手动分拣或自动分拣。
图形件的形状为三角形、正方形、圆形。
视觉识别分拣机器人控制器由微处理器(STM32或51)电路，显示与键盘电路，传感器测量电路，A/D转换电路，电机驱动电路和电源电路等部分组成。
参赛队需完成印刷线路板绘制，线路板的焊接与调试，控制器的安装与调试，控制器指定功能的软件编程与调试等多项竞赛任务。
3.2.1 印刷线路板的绘制
根据赛题所指定的器件原理图、PDF说明文件和印刷线路板约束条件，利用Altium Designer软件绘制元器件封装、印刷线路板图。
原理图由多个部分组成，印刷线路板的外形结构有若干种选择。
比赛时由裁判长下发具体方案。
根据器件PDF说明文件或实物测量的方法进行元器件封装的绘制。
线路板约束规则要求：双层印刷线路板，最小间距10mil（集成电路引脚间距不受此约束），最小线宽10mil，过孔最小孔径15mil，过孔最小直径30mil，敷铜最小间距10mil。
参赛队所绘制的原理图、元器件封装和印刷线路板图的电子稿采用U盘上交。
3.2.2 印刷线路板焊接与调试
微处理器核心板（DCP-401或DCP-301），DCP-204液晶显示和键盘电路板、DCP-218功率H桥PWM输出电路板、DCP-216功率运放输出电路板、DCP-206 ADS7950串行A/D转换电路板、DCP-208串行A/D转换电路板ADS1118、DCP-226多功能万用板、DCP-28-1信号调理电路板等电路板中其中两块为散件，需参赛队根据比赛时下发的焊接套件清单、焊接原理图自己焊接和调试。
3.2.3 视觉识别分拣机器人控制器的安装与调试
视觉识别分拣机器人控制器的装调工作要求在如图2所示的机箱中完成。
安装套件包括机箱、开关电源、前面板、后面板、安装底板、微处理器核心板（STM32或51单片机）、人机接口电路板、传感器测量电路板、A/D转换电路板、功率输出电路板以及必要的电气附件。
图2 视觉识别分拣机器人控制器机箱图
视觉识别分拣机器人控制器的具体线路板构成如下：
1）DCP-401或DCP301微处理器核心板；
2）DCP-204液晶显示和键盘电路板；
3）DCP-206 ADS7950或DCP-208 ADS1118串行A/D转换电路板；
4）DCP-216功率运放输出电路板；
5）DCP-218功率H桥PWM输出电路板；
6）DCP-226多功能万用板或DCP-28-1信号调理电路板。
参赛队需自行完成视觉识别分拣机器人控制器机箱内的结构设计和装调工作。
以上线路板的原理图、印刷线路板元件布置图、元件清单均在电子文件“视觉识别分拣机器人控制器装调”文件夹中。
视觉识别分拣机器人控制器的前面板安装微处理器核心板DCP-401或DCP301、摇杆电位器接口和电源开关。
前面板的布置如图3所示。
视觉识别分拣机器人控制器的后面板的布置如图4所示，安装有三个接线插座和带保险丝的电源插座。
其中端口1连接左右运动导轨电机及编码器、电容式位移传感器的信号，端口2连接上下运动导轨电机及编码器、前后运动导轨电机的信号，端口3连接机械手舵机、摄像头和力传感器的信号。
图3 视觉识别分拣机器人控制器前面板图
图4 视觉识别分拣机器人控制器后面板图
控制器整机的安装工艺评分和印刷线路板的焊接工艺评分将在比赛结束、整机功能测试后集中进行，比赛过程中不对印刷线路板的焊接工艺单独评分。
3.2.4 视觉识别分拣机器人的功能要求
1）视觉识别分拣机器人控制器前面板的按键定义
此处考察选手现场编程能力，具体要求比赛时下发。
2）上电后控制器初始要求
系统通电后显示界面一，包含参赛队自己的赛位号，核心板上蜂鸣器鸣叫X 秒，界面底部“按X进入主界面”每隔X秒闪烁一次，按下面板上的X键，进入主界面。
进入主界面后通过前面板的按键进入对应的子功能界面注1：通电界面、主界面、子功能界面具体要求均在比赛时下发。
注2：“X”代表具体的数字，具体数字在比赛时下发。
3）手动分拣控制要求
进入手动分拣界面后，将图形件（颜色、图形、位置随机），从面板上夹取出来，并放入裁判指定的位置，具体要求比赛时下发。
4）自动分拣控制要求
进入自动分拣界面后，自动分拣“区域设定”内的图形件，把识别的图形件自动放入篮中，具体要求比赛时下发。
3.3 功能的分步实现
本赛题包含印刷线路板设计、印刷线路板焊接和调试、视觉识别分拣机器人控制器的装调、控制器软件的编写几方面内容，参赛队在设计及制作时可分步完成以上各项内容。
参赛队必须用自己焊接的线路板构建控制器，若自己焊接的线路板不能正常工作，可以申请成品功能板代替，但会扣除相应的分数。
4 技术文件要求
各队完成的全部文件存放在“2019SD××”（××为2位数字，即竞赛队工位号）文件夹中，提交的电子文件采用统一命名规则（类型名＋工位号），不得以其它名称命名电子文件。
因保密要求，在电路原理图和线路板图文件中不得出现学校名称、参赛选手姓名等信息；电子文件名称如不符合命名规则，体现参赛队信息的，该队该项竞赛成绩将被取消。
4.1提交的技术文件
参赛队提交的电子文件均采用U盘提交，技术文件包括：
1、电子设计工艺所绘制的印刷线路板原理图、封装图和线路板图；
2、视觉识别分拣机器人任务与功能验证所编写的源程序；
4.2文件命名要求
电子文件列表如下：
2019SD××电路原理图××.SchDoc
线路板图××.PcbDoc
源程序××（文件夹）
元器件封装.PcbLib
4.3技术文件上交方式
原理图、线路板图、元器件封装及源程序均需提交电子文档，采用U盘上交，上交时间为比赛结束时（14:30）。
5 评分标准。
