2014年机器人与机械创新设计大赛的比赛规则_4.17

2014年内蒙古工业大学机器人与机械创新
设计大赛题目
一、钻孔定位
1．要求
塑料板长200mm 宽40mm，固定在工作台上，工作台用木板模拟，木板大小不限，塑料板预先用打好三个孔，孔的深度10mm 以上，孔的直径可根据机器的精密度任意选，孔径越小说明机器动作越精准，得分越高。

三个孔间距：
AB=100mm，BC=50mm。

示意图如图1所示。

机械手上装的钻头，可用钢丝等材料。

图1 零件示意图
2．评分细则
A 孔直径为3mm，B、C 孔直径分别为10mm。

1）钻头起始位置：人为将钻头定点在A 孔内，深度约10mm处，钻头能旋转不少于1秒，得10分； 2）钻头从A孔提起（不能碰到零件），离开零件10mm以上，得10分； 3）钻头从自主移动到B孔，钻入B孔（不能碰到零件），深度不小于10mm，旋转不小于1秒，得20分； 4）钻头从B孔提起（不能碰到零件），离开零件10mm 以上，得10分； 5）钻头自主移动到C孔，钻入C孔（不能碰到零件），深度不小于10mm，旋转不小于1秒，得20分； 6）B孔、C孔孔径若选用8mm，加10分； 7）B孔、C孔孔径若选用5mm，加20分； 8）B孔、C孔孔径若选用3mm，加30分； 9）钻头用上下等粗材料，不得用尖型钻头，钻头升降与转动可以同时进行，为了避免钻头划伤零件，整个过程中钻头不能碰到零件； 10)以上操作工作台，高度、
形状不限。

11）每个机器人的比赛时间不超过10分钟。

二、搬运
1．要求
将物体由A平台移动到B平台（尺寸如图2所示）。

物体为Φ60³100的圆柱体，总重量不超过200克，物体有横放和竖放各一个。

要求分两次搬运，搬运过程中要求保持水平或者竖直，必须模拟人手动作拿物体，不能拖和粘。

2．评分细则
拿起一个物体得25分，把物体放到指定位置得25分。

得分相同时，比赛成绩取决于所用时间的长短。

如果还相同，则设备轻者获胜。

图2 平台
三、采摘
1．要求
把裁判挂在树枝上的果实摘下来，根据尺寸放到不同的篮子里。

场地：树枝悬挂果实，果实中心距幕墙表面10厘米。

高度：果实由细线悬挂在据地面15厘米至35厘米之间（采摘时无需剪断细线即可取下）。

果实直径为6.5厘米和5.5厘米两种，果实高度和大小由裁判随机放置。

对机器的要求：①参赛机器在归位状态下，长宽不超过38 x 38厘米，高度不限。

可动部件展开后无限制。

②参赛机器重量不超过10公斤。

2．评分细则
比赛时间为1分钟。

①成功摘取一颗果实并放入果篮内得10分。

②采摘时掉落或未放入果篮内得5分。

③虽然放到果篮，但造成果实破损或变形扣2分。

④按不同直径分放各自果篮，若放错则扣1分/果。

四、提水
1．要求
用砝码的重力势能把水提高到一定高度。

砝码重1Kg的重块（￠50³65 mm，普通碳钢）。

砝码初始高度500mm。

提水高度差150mm。

2．评分细则
按提水的多少决定胜负。

五、无碳小车越障竞赛
1．要求
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来的。

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（￠50³65 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。

图3：无碳小车示意图
要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均由此重力势能转换获得，不可使用任何其他的能量来源。

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。

竞赛项目I：
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4。

图4 竞赛项目I
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。

见图3。

图5 竞赛项目二
2．评分细则
根据行走的距离（或者绕行的8字的数量）决定胜负。

六、走梅花桩
1．要求
由人把机器放到圆盘上后离开，机器要保证能在圆盘上而不坠落，在圆盘间移动时，机器可以碰触底盘和底盘上面部分的柱子，必须走在圆盘上并且不能
跳过任何一个圆盘，这个过程中不能碰触地面。

机器工作过程中的最大尺寸不能超过500毫米。

机器的重量应该尽量轻。

2．评分细则
每过一个柱子得20分，在得分相同的情况下，重量轻者获胜。

七、爬梯子
1．要求
操作手把机器放到梯子的第一层上或者旁边然后离开，在攀爬的时候不能碰触旁边（与横杠垂直）的架子，爬到顶端的平台时完成任务。

机器工作过程中的最大尺寸不能超过500毫米。

机器的重量应该尽量轻。

在比赛用时相同的情况下，重量轻者获胜。

2．评分细则
每爬上一级梯子得20分，在得分相同的情况下，按完成任务时间排序，如果还相同，重量轻者获胜。

八、巡线
1．要求
要求小车从起点出发，到达甲、乙两处，然后到达S1、S2处，再到达D1（或D2、D3，抽签决定）处，最后回到起点。

2．评分细则
每到一处得20分，回到起点得50分。

得分相同时，名次按完成任务的时间排序。

九、颜色识别
1．要求
由裁判将不同颜色（红、绿、蓝、黑、白）的卡片放在机器前30—50mm范围内，卡片大小40³40mm，你的机器要求能够认识他们，表达方式不限，可以是语音表达或者是在屏幕上用文字表达，也可以是其他任何方式。

2．评分细则
每队随机抽取10张卡片，识别对一张卡片得10分，分值相同的情况下，按比赛用时决定胜负，如果还不分上下，机器的质量轻者获胜。

十、多功能家用梯子
1．要求
设计一款家用梯子，需要时当作梯子用，平时可以有别的用途，比如可以作为晾衣架、椅子等。

要求设计美观、操作简单、经济合理。

2．评分细则
十一、幻²梦课堂
1、要求
同学们通过对日常课堂教学情况、教室用设备和教具的观察，或对未来若干年以后课堂教学环境和状态的设想，设计并制作出能够使课堂教学更加丰富、更具吸引力的机械控制装置。

课堂包括教室、实验室等教学场所。

教室用设备包括桌椅、讲台、黑板、投影设备、展示设备等；教具是指能帮助大学生理解和掌握机械类课程（包括但不限于“理论力学”、“材料力学”、“机械制图”、“机械原理”、“机械设计”、“机械制造基础”等）的基本概念、基本原理、基本方法等的教学用具。

学生在设计时，应注重作品功能、原理、结构上的创新性。

提倡采用先进理论和先进技术，如机电一体化技术等。

对作品的评价不以机械结构为单一标准，
而是对作品的创新性、功能实现、结构工艺制作、性能价格比、先进性、实用性等多方面进行综合评价。

在实现功能相同的条件下，机械结构越简单越好。

2、评分细则
同项目九。

十二、越障机器人制作
要求参赛同学制作符合规则的自动机器人一台。

机器人能够自动从己方出发区选择穿越三条通道（独木桥、四通、台阶）中的一条或几条通道登陆对方的堡垒区。

能穿越的通道数和登陆对方堡垒所用时间决定胜负。

若穿越通道数相同情况下则用时最短的取胜。

三条通道的分数分别为独木桥20分，四通30分，台阶50分；时间是每节省1秒加10分。

（1）场地
①场地尺寸
比赛场地为12000mm³12000mm的正方形区域，周围用高100mm宽200mm的PVC 槽作为围栏，，围栏与地面通过魔术贴连接，场地详细尺寸见附图1。

②地面
赛场地面用600mm³600mm³12mm的爬行垫铺设，颜色见附图1。

场地主要由堡垒区、手动区、三条通道、森林区四部分组成。

③堡垒区
堡垒区为2400mm³2400mm方形区域，高140mm，用7层600mm³600mm³20mm
的绿色爬行垫铺设，堡垒区上表面贴有间隔300mm的横纵交叉的白条，白条宽30mm。

④斜坡和连接桥
堡垒区与地面通过4块500mm长，320mm宽，140mm高的橡胶斜坡和
500mm³250mm³140mm的可移动连接桥与堡垒区连接，具体布置见附图1、2。

机器人可以通过斜坡和连接桥爬上堡垒区。

可移动连接桥尺寸见附图3。

⑤通道
比赛场地有三条通道，是双方进入对方区域的道路，可以根据比赛策略选择：★独木桥：坡度25°，桥长3440mm，宽460mm，高300mm，具体见附图5；
★四通：圆筒直径480mm的四通通道，具体尺寸见附图6；
★台阶：台阶宽1000mm，长600mm，高300mm，有三级，具体尺寸见附图7；
★隔离条：由150mm³150mm³1000mm海绵+PU皮革材料拼接而成，具体放置见附图1。

⑥森林区
四通两边有森林，由直径240mm高230mm的塑料桩固定在地面上布置而成，每个塑料桩之间中心距为600mm，塑料桩尺寸见附图8，具体布置见附图1。

⑦出发区有两个，分别为1200mm³1200mm和600mm³600mm的方形区域。

（2）关于机器人
机器人几何中心线后半区，离地高度150mm~180mm，尺寸限制在
450³450³450（mm）范围内，重量≤4.5kg。

机器人的电源电压必须低于12VDC。

附图1 比赛场地尺寸图
附图2 比赛场地三维图
附图3 可移动连接桥
附图5独木桥
附图6四通
附图7台阶
附图8塑料桩。