山东理工大学第四届大学生工程训练综合能力竞赛命题说明及赛项安排
发布人:系统管理员  发布时间:2014-11-16   浏览次数:0

 

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和设计计算原理的PPT文件各1件。
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
3.1 本校制作
每个参赛队由3名在校大学生组成,其中一名为队长。参赛队按本竞赛命题的要求,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)   携带制作完成的小车作品参赛。
2)   提交1份3分钟的视频,(格式要求: 720P以上有声文件),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。
4.竞赛项目
定距比赛:“S”型赛道障碍物间距值1000mm,“8”字型赛道障碍物间距值400mm;调距比赛: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 “S”型赛道场地常规赛及变径赛
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.竞赛项目的定距1000mm和比赛时的变距700mm至1300mm之间随机产生。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,10分钟内必须完成第二次发车,发车前示意裁判记录成绩,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及变径赛

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.竞赛项目的定距400mm和比赛时的变距300mm至500mm之间随机产生,以小车完成8字绕行圈数的多少来评定成绩,见图3。
图3 “8”字型赛道竞赛所用乒乓球台及障碍设置图
 
参加“8”字型赛道竞赛的参赛队,使用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,10分钟内必须完成第二次发车,发车前示意裁判记录成绩,取2次成绩中的最好成绩。
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(绕2个桩)。
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。
每队小车运行2次,取2次成绩中的最好成绩。
       5.竞赛成绩评定
   “S”型赛道竞赛成绩为每绕一桩得10分,不能绕桩后行进每米得3分;“8”字型赛道竞赛成绩为每绕一桩得10分,不绕桩不得分,完成一个“8”字绕障轨迹得20分。每个赛队参赛相应竞赛类型的定距和变距比赛各一次,绕桩总分为两项比赛成绩之和。
参赛作品设计及制作过程的汇报视频和设计计算原理的PPT文件按照内容排名取分,满分各15分,第一名得分15分,第二名得分14分,以此类推,文档总分为两项得分之和。
竞赛总成绩为绕桩总分和文档总分之和。
山东理工大学大学生工程训练综合能力竞赛组委会
2014年9月24日