第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题及规则

第一篇：第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题及规则

第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题及规则

1.竞赛主题

本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。

要求经过一定的前期准备后，在比赛现场完成一台符合本命题要求的可运行的机械装置，并进行现场竞争性运行考核。每个参赛作品需要提交相关的设计、工艺、成本分析和工程管理4个文件及长度为3分钟的关于参赛作品设计及制作过程的汇报视频。

2.竞赛命题

本届竞赛命题为“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（￠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。3.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

1)携带在本校制作完成的小车作品参赛。

2)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。

3)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。4)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。创新性要求：有独立见解及创新点。

规范性要求：图纸表达完整，标注规范；文字描述准确、清晰。2）工艺设计方案文件

按照中批量（500台/年）的生产纲领，自选作品小车上一个较复杂的零件，完成并提交工艺设计方案报告（A4，2－3页）。要求采用统一的方案文件格式（网上下载）。

3）成本分析方案文件

分别按照单台小批量和中批量（500台/年）生产纲领对作品小车产品做成本分析。内容应包含材料成本、加工制造成本两方面（A4，2－3页）。要求采用统一的方案文件格式（网上下载）。

4）工程管理方案文件

按照中批量（500台/年）对作品小车产品做生产工程管理方案设计（A4，2－3页）。要求目标明确，文件完整，计划合理，表达清楚。采用统一的方案文件格式（网上下载）。

4.竞赛项目

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。

4.1 参赛小车拆装调试

各队选派2名队员，对本队参赛小车上的所有零件进行拆卸，然后，根据公开抽签产生的障碍物间距调整并装配小车。裁判人员根据爆炸图进行检查。拆装工具自带，现场将提供钳工台。如需使用机床加工，可提出申请，经裁判批准，可到车间进行普车、普铣、钻孔等常规加工作业，所需刀具和量具自备。对违反规定的行为按减分法 处理。

本项竞赛内容应在规定时间内完成，逾时不能进入后续比赛。4.2 3D打印设计及制作

在比赛现场以公开抽签的方式从题库（不提前发布）中抽取一个题目，各队的第三名队员根据此题目独立进行3D设计及打印制作。本项内容应在规定时间内完成，违规减分，逾时不能进入后续比赛。

4.3 “S”型赛道场地常规赛

竞赛小车在前行时能够自动绕过赛道上设置的障碍物，如图2。障碍物为直径20mm、高200mm的圆棒，沿赛道中线等距离摆放。以小车前行的距离和成功绕障数量来评定成绩。

参加“S”型赛道竞赛的参赛队，用在现场调整装配后的小车，加载由竞赛组委会统一提供的标准砝码，在指定的赛道上进行比赛。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4.竞赛项目开始时的抽签产生。小车出发位置自定，但不得超过出发端线和赛道边界线。每队小车运行2次，取2次成绩中的最好成绩。

图2 无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图

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。

4.4 “8”字型赛道场地常规赛

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。障碍物为直径20mm、长200mm的2个圆棒，相距一定距离放置在半张标准乒乓球台的中线上，该距离由4.竞赛项目开始时的抽签产生，以小车完成8字绕行圈数的多少来评定成绩，见图3。

参加“8”字型赛道竞赛的参赛队，使用在现场调整装配后的小车及组委会统一提供的标准砝码参赛。出发点自定，每队小车运行2次，取2次成绩中最好成绩。

一个成功的“8”字绕障轨迹为：两个封闭图形轨迹和轨迹的两次变向交替出现，变向指的是：轨迹的曲率中心从轨迹的一侧变化到另一侧。

图3 “8”字型赛道竞赛所用乒乓球台及障碍设置图

比赛中，小车需连续运行，直至停止。小车没有绕过障碍、碰倒障碍、将障碍物推出定位圆区域、砝码脱离小车、小车停止或小车掉下球台均视为本次比赛结束。

4.5 场地挑战赛

本项比赛为最小障碍物间距挑战赛，分为“S”型赛道和“8”字型赛道两项进行。“S” 型赛道，要求完成连续10个障碍物成功绕行，“8”字型赛道，要求完成连续10个完整“8”字绕行。

每个参赛队可以报名参加一项挑战赛，挑战赛需提前报名，并提交挑战的最小障碍物间距和按报名最小障碍物间距成功运行的视频记录资料。根据报名成绩排序，按 5 “S”赛项和“8”赛项分别选出10个队进入挑战赛。

挑战赛可以使用与常规赛不同的小车，但所用小车应符合本命题要求。完成10个障碍或10个完整“8”字绕行的参赛队，按障碍物最小间距的数值，计算成绩，数值相同时，按完成时间的长短，计算成绩。间距越小，时间越短，成绩越高。

4.6 现场问辩

根据参赛队数量，经各队自愿申请或通过抽签产生参加答辩环节的参赛队。答辩问题涉及本队参赛作品的设计、制造工艺、成本及管理等相关知识。参与答辩的参赛队按答辩得分由高到低排序，得分高于答辩平均分的队将获得总分加分，得分低于答辩平均分的队将得到总分减分。

5.奖项分配

常规赛“S”型赛道组和“8”字型赛道组各设一、二、三等奖，一等奖30%，二等奖30%，其余为三等奖、优秀奖和无奖。

挑战赛“S”型赛道组和“8”字型赛道组各设第一、第二、第三名奖，其余挑战成功的队获颁挑战赛成功奖。

全国大学生工程训练综合能力竞赛秘书处

第二篇：第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题及详细规则[范文模版]

第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛

命题及竞赛规则

（征求意见稿）

2012-3-12

第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛 命题及详细竞赛规则（征求意见稿）

1.本届竞赛主题：

本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。

要求经过一定的前期准备后，在比赛现场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、成本分析和工程管理4项报告。

2.竞赛命题：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车

给定一定重力势能，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以此驱动小车行走的装置。要求小车行走过程中完成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来源。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，不允许掉落。

参赛小车要求具有转向控制机构，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、材料选用以及加工制作均由参赛学生自主完成。3.竞赛参与方式：

本届竞赛设竞赛项目I和竞赛项目Ⅱ。一个参赛队只可参与一个项目比赛，每所参赛学校选拔推荐参与同一竞赛项目的参赛队数不超过2个。4.竞赛项目I：

竞赛小车在前行时能够自动避开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避障的多少来综合评定成绩。

4.1 本校制作：参赛学生以小组为单位，按照竞赛命题的要求，在各自所在的学校内，自主设计，独立制作出参赛小车。

4.2集中参赛：参赛队携带在本校制作完成并调试好的小车作品和关于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等4份报告（纸质版+电子版）参加竞赛。报告按竞赛秘书处发布的统一格式编写。

4.3 报告的评分

由竞赛评审组对每个参赛队提交的方案报告进行评阅。此项成绩编号为IA，满分30分，其中结构设计方案7.5分，工艺设计方案7.5分，成本分析方案7.5分，工程管理设计方案7.5分。（1）结构设计报告评分（7.5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。（2）工艺设计报告评分（7.5分）

按照中批量（500台/年）的生产纲领，自选作品车上一个较复杂的零件，设计并提交工艺设计方案报告（A4，2－3页）。要求采用统一的报告格式（网上下载）；（3）成本分析报告评分（7.5分）

按照中批量（500台/年）生产纲领对作品小车产品做成本分析，内容应包含材料成本、加工制造成本两方面（A4，2－3页）。要求采用统一的报告格式（网上下载）。（4）工程管理设计报告评分（7.5分）

按照中批量（500台/年）对作品小车产品做生产工程管理方案设计（A4，2－3页）。要求目标明确，文件完整，计划合理，表达清楚。采用统一的报告格式（网上下载）。

总和每队的4个方案的得分，按从高到低排列名次，起评分15分，第一名得30分，各队得分按下列公式计算：

IA=30-15*(本队名次-1)/参赛队数

4.4 现场竞赛 4.4.1 第一竞赛环节

携带在本校制作完成的作品，在集中比赛现场，加载由竞赛组委会统一提供的势能重块，在硬质水平地面的指定赛道上进行比赛，赛道宽度为2米，障碍间距为1米。每队有2次机会，取2次成绩中最好成绩作为此项最终得分。

小车有效的绕障方法为：小车从赛道一侧越过一个障碍后，整体穿过赛道中线且障碍物不被撞倒（擦碰障碍，但没碰倒者，视为通过）；重复上述动作，直至小车 停止。小车有效的运行距离为：停止时小车距出发线最远端与出发线之间的垂直距离。测量此距离，每米得2分，测量读数精确到毫米；每绕过一个障碍得8分（以小车整体越过赛道中线为准），一次绕过2个或2个以上障碍时只算1个；多次绕过同1个障碍时只算1次，障碍物被撞倒不得分；障碍物未倒，但被推出定点区域也不得分。此项成绩编号为IB。

根据各队的得分，按从高到低排列名次，起评分30分，第一名得70分，按下列公式计算此环节各队成绩：

IB=70-40*(本队名次-1)/参赛队数

按下面公式计算各队的阶段成绩, 编号为IAB：

IAB=IA+IB 根据各队的阶段成绩，按从高到低排列名次，将参赛队分为I-A组和I-B两个组，I-A组队数：I-B组队数=1：2，I-A组参赛队获得一等奖的竞争权利；I-B组参赛队获得二等奖的竞争权利。4.4.2 I-A组第二竞赛环节

1、现场加工制作

经抽签确定一个徽标方案，本组每队派出一名队员，进行该徽标方案的快速成型加工制作，规定加工时间60分钟；超过60分钟后完成的，每延长5分钟，扣1分；延时超过1小时还没有完成任务的，不得分。选手在加工竞赛过程中有违规现象，每发现一处扣罚1分，情节严重者加罚，直至停止其比赛；制作质量不符合要求者，每发现一处扣罚1分。

此项竞赛任务成绩编号为IA1，本组各参赛队按本项得分由多到少排出名次，起评分10分，第一名得20分，代入下列公式计算应得成绩：

IA1=20-10*(本队名次-1)/本组参赛队数

2、按新的障碍物间距调整小车后，进行小车运行比赛。

a)经现场公开抽签，在1米±100mm范围内产生一个新的障碍物间距。b)本组各队根据新的障碍物间距对自己的小车进行调整装配或修配。组委会在现场提供普通车床、钳工台及调试场地。在规定的时间内，各队应完成调整修配内容。无法完成者，不能进入后续比赛。

c)本组各队携带调整修配后小车，在调整障碍物间距后的竞赛场地上进行比赛。竞赛计分规则同第一竞赛环节。

此项竞赛任务成绩编号为IA2，本组各参赛队按本项得分由多到少排出名次，起评分30分，第一名得80分，代入下列公式计算应得成绩：

IA2=80-50*(本队名次-1)/本组参赛队数

4.4.3 I-A组第三竞赛环节

现场答辩

I-A组各队经抽签产生参加答辩环节的参赛队，需准备关于本队参赛作品的工艺成本和管理对策相关知识的答辩。

此项竞赛任务成绩编号为IA3，按答辩得分由多到少排名，成绩按下列公式计算：

IA3=参加答辩队数/2-本队名次

4.4.4 I-B组第二竞赛环节

按新的障碍物间距调整小车后，进行小车运行比赛。

a)经现场公开抽签，在1米±100mm范围内产生一个新的障碍物间距。b)本组各队根据新的障碍物间距对自己的小车进行调整装配或修配。组委会在现场提供普通车床、钳工台及调试场地。在规定的时间内，各队应完成调整修配内容。无法完成者，不能进入后续比赛。

c)本组各队携带调整修配后小车，在调整障碍间距后的竞赛场地上，进行比赛。竞赛计分规则同第一竞赛环节。

此项竞赛任务成绩编号为IB1，本组各参赛队按本项得分由多到少排出名次，起评分30分，第一名得80分，代入下列公式计算应得成绩：

IB1=80-50*(本队名次-1)/本组参赛队数

4.5 总成绩评定

I-A组各队最终成绩：

ZIA = IA1+IA2+IA3

I-B组各队最终成绩：

ZIB = IAB+IB1

图1： 无碳小车示意图

图2： 无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图

5.竞赛项目Ⅱ

小车在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，绕相距一定距离的两个障碍沿8字形轨迹绕行，绕行时不可以撞倒障碍物，不可以掉下球台。障碍物为直径20mm、长200mm的2个圆棒，相距一定距离放置在半张标准乒乓球台的中线上，以小车完成8字绕行圈数的多少来综合评定成绩。如下图

图3： 竞赛项目二所用乒乓球台及障碍设置图

参赛者参赛时，需要提交关于作品①设计说明书、②工程管理方案、③加工工艺方案、④成本分析方案报告。

5.1 本校制作：参赛学生以小组为单位，按照竞赛命题的要求，在各自所在的学校内，自主设计，独立制作出参赛小车，并通过由所在学校组织的校极竞赛选拔向本届省赛推荐报名。

5.2 集中参赛：参赛队携带在本校制作完成并调试好的小车作品和关于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等4份报告（纸质版+电子版）参加竞赛。报告按本届竞赛秘书处发布的统一格式编写。5.3 报告的评分

由竞赛评审组对每个参赛队提交的方案进行评阅。其中结构设计方案7.5分，工艺设计方案7.5分，成本分析方案7.5分，工程管理设计方案7.5分。每出现一 处不正确或不合理项扣0.2-0.5分。（1）结构设计报告评分（7.5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。（2）工艺设计报告评分（7.5分）

按照中批量（500台/年）的生产纲领，自选作品车上一个较复杂的零件，设计并提交工艺设计方案报告（A4，2－3页）。要求采用统一的报告格式（网上下载）；（3）成本分析报告评分（7.5分）

按照中批量（500台/年）生产纲领对作品小车产品做成本分析，内容应包含材料成本、加工制造成本两方面（A4，2－3页）。要求采用统一的报告格式（网上下载）。（4）工程管理设计报告评分（7.5分）

按照中批量（500台/年）对作品小车产品做生产工程管理方案设计（A4，2－3页）。要求目标明确，文件完整，计划合理，表达清楚。采用统一的报告格式（网上下载）。

此项成绩编号为IIA，总和每队的4个方案的得分，按从高到低排列名次，起评分15分，第一名得30分，各队得分按下列公式计算：

IIA=30-15*(本队名次-1)/参赛队数

5.4 现场竞赛 5.4.1 第一竞赛环节

携带在本校制作完成好的作品，在集中比赛现场，使用符合命题要求的重力势能，加载大赛组委会提供的重块，在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）的上，绕放置在中线上相距不小于300mm距离（具体距离自定）的2个障碍物沿8字形轨迹绕行，绕行时不可以撞倒障碍物，不可以掉下球台，重块在整个绕行过程中不允许掉落。每队有3次机会，计算时，采用3次成绩中最好成绩。

一个标准的8字绕障方式为：小车的行走轨迹为绕过两个障碍的8字形，两个障碍分别在8字的一个封闭环内，且不碰撞障碍物，小车不掉下球台。比赛中，小车应重复上述动作，直至小车停止。小车绕障过程中每完成一个标准的8字绕行得12分；完成8字绕行，只绕过1个障碍，得6分；完成8字绕行，没有绕过障碍，得2分；障碍物被撞倒或被推出定点区域，视为没有绕过障碍；擦碰障碍，障碍物未倒，也没将障碍物推出定点区域，视为通过，但要扣1分。重块脱离小车、小车停止或小车掉下球台比赛结束。

此项成绩编号为IIB。根据各队的得分，按从高到低排列名次，起评分30分，第一名得70分，按下列公式计算此环节各队成绩：

IIB=70-40*(本队名次-1)/参赛队数

按下面公式计算各队的阶段成绩, 编号为IIAB：

IIAB=IIA+IIB 根据各队的阶段成绩，按从高到低排列名次，将参赛队分为II-A和II-B两个组，II-A组队数：II-B组队数=1：2，II-A组参赛队获得一等奖的竞争权利；II-B组参赛队获得二等奖的竞争权利。5.4.2 Ⅱ-A组第二竞赛环节

1、现场加工制作

经抽签确定一个徽标方案，A组每队派出一名队员，进行该徽标方案的快速成型加工制作，规定加工时间60分钟；超过60分钟后完成的，每延长5分钟，扣1分；延时超过1小时还没有完成任务的，不得分。选手在加工竞赛过程中有违规现象，每发现一处扣罚1分，情节严重者加罚，直至停止其比赛；制作质量不符合要求者，每发现一处扣罚1分。

此项竞赛任务成绩编号为IIA1，本组各参赛队按本项得分由多到少排出名次，起评分10分，第一名得20分，代入下列公式计算应得成绩：

IIA1=20-10*(本队名次-1)/本组参赛队数

2、按新的障碍物间距调整小车后，进行小车运行比赛。

a)经现场公开抽签，在300-500mm范围内产生一个新的障碍物间距。b)本组各队根据调整后的障碍间距，对自己的小车进行调整装配或修配。组委会在现场提供普通车床、钳工台及调试场地。在规定的时间内，各队应完成调整修配内容。无法完成者，不能进入后续比赛。c)本组各队携带调整修配后小车，在调整障碍间距后的竞赛场地上进行比赛。竞赛计分规则同第一竞赛环节。

此项竞赛任务成绩编号为IIA2，本组各参赛队按本项得分由多到少排出名 次，起评分30分，第一名得80分，代入下列公式计算应得成绩：

IIA2=80-50*(本队名次-1)/本组参赛队数

5.4.3 Ⅱ-A组第三竞赛环节

现场答辩

II-A组各队经抽签产生参加答辩环节的参赛队，需准备关于本队参赛作品的工艺成本和管理对策相关知识的答辩。

此项竞赛任务成绩编号为IIA3，按答辩得分由多到少排名，成绩按下列公式计算：

IIA3=参加答辩队数/2-本队名次

5.4.4 Ⅱ-B组第二竞赛环节

按新的障碍物间距调整小车后，进行小车运行比赛。

a)经现场公开抽签，在300-500mm范围内产生一个新的障碍物间距。b)本组各队根据调整后的障碍间距，对自己的小车进行调整装配或修配。组委会在现场提供普通车床、钳工台及调试场地。在规定的时间内，各队应完成调整修配内容。无法完成者，不能进入后续比赛。

c)本组各队携带调整修配后小车，在调整障碍间距后的竞赛场地上进行比赛。竞赛计分规则同第一竞赛环节。

此项竞赛任务成绩编号为IIB1，本组各参赛队按本项得分由多到少排出名次，起评分30分，第一名得80分，代入下列公式计算应得成绩：

IIB1=80-50*(本队名次-1)/本组参赛队数

5.5 总成绩评定

Ⅱ-A组各队最终成绩：

ZIIA = IIA1+IIA2+IIA3

Ⅱ-B组各队最终成绩：

ZIIB = IIAB+IIB1

6.奖项分配

6.1“竞赛项目I”奖项分配：

按“竞赛项目一”参赛队数的30%获得一等奖，随后的40%获得二等奖，其 余获得三等奖或优秀奖，中途放弃比赛者无奖。

一等奖在I-A组中产生，按总成绩ZIA由多到少排名，相同者并列；按所需一等奖名额，按成绩由高到低颁发一等奖，I-A组剩余队伍颁发二等奖。其余二等奖名额在I-B组中产生，按总成绩ZIB由多到少排名，相同者并列；按所余二等奖名额，按成绩由高到低颁发二等奖，I-B组剩余队伍视具体情况颁发三等奖、优秀奖或无奖。

6.2“竞赛项目Ⅱ”奖项分配：

按“竞赛项目二”参赛队数的30%获得一等奖，随后的50%获得二等奖，其余获得三等奖或优秀奖，中途放弃比赛者无奖。

一等奖在II-A组中产生，按总成绩ZIIA由多到少排名，相同者并列；按所需一等奖名额，按成绩由高到低颁发一等奖II-A组剩余队伍颁发二等奖。其余二等奖名额在II-B组中产生，按总成绩ZIIB由多到少排名，相同者并列；按所余二等奖名额，按成绩由高到低颁发二等奖，II-B组剩余队伍视具体情况颁发三等奖、优秀奖或无奖。

第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛秘书处

2012.3.12

第三篇：第五届上海市大学生工程训练综合能力竞赛命题

第五届上海市大学生工程训练综合能力竞赛命题

1.竞赛主题

本届竞赛主题为“自动辨识无碳小车竞赛”。

要求经过一定的前期准备后，在比赛现场完成一台符合本命题要求的可运行的机械装置，并进行现场竞争性运行考核。每个参赛作品需要提交相关的设计、工艺、成本分析和工程管理4个文件。

2.竞赛命题

本届竞赛命题为“以重力势能驱动的具有自动辨识并实现方向控制的自行小车”。

设计一种小车，小车为三轮结构，驱动行走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，转向的能量由电池通过电机驱动控制，但只能提供方向轮的转向动力，不能提供前进动力。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，如图1所示为小车示意图。小车在起始点开始运行时砝码的高度必须是400±2mm。/ 9

图1 无碳小车示意图

要求小车在行走过程中完成前行动作所需的能量只能是给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。

本次竞赛分为常规赛和挑战赛，常规赛只能使用除智能芯片以外的由分立元器件（含集成电路）组成的电路，挑战赛只能使用带单片机的电路。

比赛所用电能来自规定的电池：型号：14500，磷酸铁锂电池数量2节，电压3.2V/节，容量1200mAh，光电检测装置不限，自行解决。

要求小车具有转向控制机构，且转向控制由自识别控制系统完成，采用光电装置自动识别线条或障碍物（材料：雪弗板，颜色：白色），并控制微型电机改变方向，以适应不同材质的赛道，其中“S”型壁障赛道常规赛采用放有不等间距障碍物的赛道（材质：亚光复合地板，颜色：浅色），轨迹识别螺线赛道常规赛采用没有障碍物的螺旋黑色线条赛道（材质： 0.3mm厚亚光地贴，颜色：白色）和挑战赛采用放有不等间距障碍物及黑色边界线的赛道（材质：亚光复合地板，颜色：浅色）。所有黑色线条均为宽20mm的黑色5S桌面定位胶带，所有出发线均为宽20mm的白色5S桌面定位胶带。

具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。/ 9

3.竞赛安排

每个参赛队由3名在校本科大学生和2名指导教师（1名兼领队）组成，每个参赛队只能参加一个项目的市级竞赛。

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。

3.2 集中参赛

1)携带在本校制作完成的小车作品参赛。

2)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。4.方案文件要求

所有文件不得标识学校或参赛队及队员信息，否则将扣除方案设计成绩。

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）； 转向控制电路图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计算正确，选材和工艺合理。创新性要求：有独立见解及创新点。/ 9

规范性要求：图纸表达完整，标注规范；文字描述准确、清晰。2）工艺设计方案文件

按照单件小批量的生产纲领，自选作品小车上一个较复杂的零件，完成并提交工艺设计方案报告（A4，2－3页）。要求采用统一的方案文件格式（网上下载）。

3）成本分析方案文件

分别按照单件小批量生产纲领对作品小车产品做成本分析。内容应包含材料成本、加工制造成本两方面（A4，2－3页）。要求采用统一的方案文件格式（网上下载）。

4）工程管理方案文件

按照单件小批量对作品小车产品做生产工程管理方案设计（A4，2－3页）。要求目标明确，文件完整，计划合理，表达清楚。采用统一的方案文件格式（网上下载）。

5.竞赛项目

经现场抽签产生障碍物数量、坡度角度大小、障碍物间距等参数。5.1 主控电路焊接，小车拆装及机电联调

该竞赛环节为完成主控电路板焊接和参赛小车拆装及机电联调，是实现机电一体的竞赛环节。

1）主控电路焊接

三个项目的参赛队对本队的参赛小车的主控电路板现场焊接（可以不含传感器、电机/舵机等所涉及到的相应驱动电路、贴片类的单片机主芯片等比赛现场不要求焊接）。所用主控电路板和分立元器件、焊接、检测等工具和耗材均4 / 9

自带，现场提供信号发生器、电源和操作工作台。对违反规定的行为按减分法处理。

本项竞赛内容应在规定时间内完成，不能逾时。2）小车拆装

参赛队对本队参赛小车上的所有零件（拆到零件，没有拆到零件的酌情扣分）进行拆卸和装配（不含现场焊接的主控电路板安装）。所需拆装工具、刀具和量具自带，现场将提供钳工台，现场不提供车、铣、钻孔等常规加工作业。对违反规定的行为按减分法处理。3)机电调试

现场进行主控电路板等安装，进行小车的机电联调，现场将提供信号发生器和电源。小车联调出现现场焊接的主控电路板不能使用，必须使用原主控电路板的，扣除主控电路焊接成绩，并只能获得安装后实际小车行走成绩的80%。

本项竞赛内容只能在规定时间内完成，不能逾时。5.2轨迹识别螺线赛道常规赛

竞赛小车在前行时能够自动检测赛道轨迹--螺线前行（如图2所示），以小车前行的有效距离来评定成绩。

参加轨迹识别赛道竞赛的参赛队用未拆装小车和拆装后小车，加载由竞赛组委会统一提供的标准砝码，在指定的赛道（阿基米德螺旋线和500~1000mm的中段直线）上进行比赛。小车出发位置指定，小车须沿着指定的黑色线条前行，连续运行直至小车停止或小车偏离黑色线条（黑色线条不在两后轮之间）比赛终止。所有螺线包络在最大直径为1500mm，由大5 / 9

逐渐缩小，最小直径为200mm，螺距最小为130mm。每队小车各运行2次，取2次成绩中的最好成绩，如果小车跑完全程，砝码剩余高度计入成绩。

图2 无碳小车在重力势能作用旋线赛道自动行走示意图

5.3“S”型壁障赛道常规赛

竞赛小车在前行时能够自动绕过赛道上设置的障碍物（如图3所示）。障碍物为长450mm、高150mm、厚度10mm的长方体板，以赛道中线两侧不等距离随机摆放。以小车前行的距离来评定成绩，撞倒障碍物或碰赛道边界挡板均结束本次比赛。

参加“S”型赛道竞赛的参赛队用在现场调整装配后的小车，加载由竞赛6 / 9

组委会统一提供的标准砝码，在指定的赛道（材料：复合地板）上进行比赛。赛道宽度为1000mm，高度为150mm，长度为15000~25000mm，障碍物间距在500-1300mm范围内随机摆放，赛道有20mm黑色中线。小车（含车身）出发位置必须和第一个障碍物在同一侧，但不得超过出发线和赛道边界挡板（高150mm）。连续运行直至小车停止或小车任意部位撞倒障碍物或碰赛道边界挡板比赛结束。每队小车运行2次，取2次成绩中的最好成绩，如果小车跑完全程，砝码剩余高度计入成绩。

图3 无碳小车在重力势能作用下自动识别障碍物绕行示意图

小车有效的绕障方法为：小车从赛道一侧越过一个障碍时，不能碰撞障碍物，如碰撞障碍物不被撞倒或不推出障碍物定位区域（10mm区域）则继续运行为有效；连续运行直至小车撞倒障碍物或小车停止或小车任意部位撞到赛道边界挡板比赛结束。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。

5.4多边形赛道识别与避障综合挑战赛

本项竞赛为采用单片机控制的赛道有一定上坡和下坡、轨迹识别与障碍物避障的综合挑战赛。竞赛小车以重力势能驱动前行，具有带MCU设别赛道及方向控制电路功能。多边形赛道宽度为1000mm，转弯角度不小于100度（如图4所示），外边长3000mm，障碍物之间的间距在600-1200mm7 / 9

范围内随机摆放。小车在前行时能够自动设别赛道，自动控制壁障和转向。赛道有黑线边线。在小车前行的赛道上有长500mm、高150mm、厚度10mm的长方体板的障碍物，小车成功避障继续前行。连续运行直至小车停止或小车任意部位撞倒障碍物或进入赛道边界线比赛结束。小车出发位置自定，但不得超过出发端线和赛道黑色边界线。在赛道上设置上坡（坡度5±0.5度、水平距离250mm）和下坡（坡度远小于1度，下坡水平距离1500mm-2000mm为最小水平距离）。每队小车运行2次，取2次成绩中的最好成绩。以小车前行的爬坡和下坡，以及避障数量综合评定成绩。

6.奖项设置

常规赛螺旋赛道组和“S”型赛道组，以及挑战赛各设一、二、三等奖，一等奖30%，二等奖30%，其余为三等奖，奖项数量由竞赛评审委员会根据参赛队实际数量确定。/ 9

图4 多边形赛道场地

上海市大学生工程训练综合能力竞赛秘书处

（上海应用技术学院代盖章）

2015年11月30日 / 9

第四篇：第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛

第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛

命

题

[ 讨论稿 ]

2010-6-20

根据《全国大学生工程训练综合能力竞赛命题原则》，命题与高校工程训练教学内容相衔接，体现综合性工程能力。命题内容体现“创新设计能力、制造工艺能力、实际操作能力和工程管理能力”四个方面的要求，在分析和总结首届竞赛全国大学生工程训练综合能力竞赛命题经验的基础上，提出“第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题”（讨论稿）。

本届竞赛分为“分省区预赛”和“全国决赛”二个阶段。竞赛命题也对应两个阶段分为两部分。预赛阶段只发布预赛命题，各参赛队在预赛阶段完成命题要求的设计任务和规定的加工制作，参与各省区预赛。经预赛选拔并按组委会公布的比例确定参加决赛的队伍。全国决赛时，各队需要携带预赛中的加工制作并提交设计报告。设计报告包括命题要求的机械设计、工艺方案设计、经济成本分析和工程管理方案设计。全国决赛的内容包括对指定零部件的现场加工制作、作品的装配调试、竞赛及现场答辩等

命题中的工程管理能力项要求综合考虑材料、加工、制造成本等各方面因素，提出合理的工程规划。设计能力项要求参赛学生对参赛作品的设计具有创新性和规范性。命题中的制造工艺能力项以考核综合运用加工制造工艺知识的能力为主。

第二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：

本届竞赛命题主题为“无碳小车”。

要求经过一定的前期准备后，在集中比赛现场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、成本分析和工程管理4项成绩考核作业。

命题：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（￠50×65 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。

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￠60×20 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￠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 2 所在的学校内，自主设计并制作出全部零件。参赛时需提供在本校进行的加工制造及组装过程的视频录像，时间控制在约10分钟。

3、预赛内容：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。每个参赛队只能出一辆小车参加比赛，每车有二次机会，取二次成绩中最高分作为最终得分。

4、预赛成绩：以小车的结构设计特色、徽标设计、自动行走比赛时的前行距离、提交的报告以及现场问辨情况，根据加权公式计算得出最终比赛得分。

5、集中参赛：（预计选拔出60-80个决赛参赛队。）

1）第一竞赛环节：携带在本校制作完成并调试好的作品，在集中比赛现场，使用符合命题要求的重力势能，加载大赛组委会提供的重块，在硬质水平地面（光滑的水泥地面、水磨石地面或自流平树脂地面）的指定赛道上进行比赛，赛道宽度为2米，小车应在此宽度内行进。按成绩由高到低，取参赛队总数的50%（30-40个队）进入下一竞赛环节。2）第二竞赛环节：

a)进入此环节的参赛队，需取下小车原有的转向轮，重新制作小车的转向轮。转向轮的制作采用根据原设计图纸和竞赛组委会的指定要求，经计算机三维造型后，使用快速成型机制作、车床加工及钳工方法完成，最终完成小车转向轮的组装和调试，总加工时间为4小时左右。

b)使用符合命题要求的重力势能，加载大赛组委会提供的重块，在硬质水平地面的指定赛道上进行比赛。每个参赛队只能出一辆小车参加比赛，自动行走比赛时，每队有三次机会，取三次成绩中最高分作为此项最终得分。c)参赛队进入答辩环节，需准备关于本队参赛作品的工艺成本和管理对策相关知识的答辩。

6、总成绩评定：综合工程管理方案、设计方案、加工工艺方案、成本分析方案、小车徽标设计、转向轮加工成本及质量（1、是否符合图纸要求，2、现场加工质量）、小车前行距离及答辩成绩等得分，根据加权公式，计算最终得分。

图1： 无碳小车示意图

图2： 无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图

第五篇：第二届全国大学生工程训练综合技能竞赛的命题

附件：

第二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：

本届竞赛命题主题为“无碳小车”。

要求经过一定的前期准备后，在集中比赛现场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、成本分析和工程管理4项成绩考核作业。

命题：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（￠50×65 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。

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￠60×20 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￠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，自主设计并制作出全部零件。参赛时需提供在本校进行的加工制造及组装过程的视频录像，时间控制在约10分钟。

3、预赛内容：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。每个参赛队只能出一辆小车参加比赛，每车有二次机会，取二次成绩中最高分作为最终得分。

4、预赛成绩：以小车的结构设计特色、徽标设计、自动行走比赛时的前行距离、提交的报告以及现场问辨情况，根据加权公式计算得出最终比赛得分。

5、集中参赛：（预计选拔出60-80个决赛参赛队。）

1）第一竞赛环节：携带在本校制作完成并调试好的作品，在集中比赛现场，使用符合命题要求的重力势能，加载大赛组委会提供的重块，在硬质水平地面（光滑的水泥地面、水磨石地面或自流平树脂地面）的指定赛道上进行比赛，赛道宽度为2米，小车应在此宽度内行进。按成绩由高到低，取参赛队总数的50%（30-40个队）进入下一竞赛环节。2）第二竞赛环节：

a)进入此环节的参赛队，需取下小车原有的转向轮，重新制作小车的转向轮。转向轮的制作采用根据原设计图纸和竞赛组委会的指定要求，经计算机三维造型后，使用快速成型机制作、车床加工及钳工方法完成，最终完成小车转向轮的组装和调试，总加工时间为4小时左右。b)使用符合命题要求的重力势能，加载大赛组委会提供的重块，在硬质水平地面的指定赛道上进行比赛。每个参赛队只能出一辆小车参加比赛，自动行走比赛时，每队有三次机会，取三次成绩中最高分作为此项最终得分。

c)参赛队进入答辩环节，需准备关于本队参赛作品的工艺成本和管理对策相关知识的答辩。

6、总成绩评定：综合工程管理方案、设计方案、加工工艺方案、成本分析方案、小车徽标设计、转向轮加工成本及质量（1、是否符合图纸要求，2、现场加工质量）、小车前行距离及答辩成绩等得分，根据加权公式，计算最终得分。

图1： 无碳小车示意图

图2： 无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图