第二屆競賽參賽命題-南京航空航天大學(xué)教務(wù)處

1、附件 1南京航空航天大學(xué)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽命題及規(guī)則2012-6-151. 本屆競賽主題： 本屆校級(jí)競賽由工程訓(xùn)練中心 （以下簡稱中心） 承辦，主題為“無碳小車越障競賽”。2. 競賽要求及說明本次競賽共兩個(gè)競賽項(xiàng)目；學(xué)生以小組形式參賽，每組 3 人，只能選擇 1 個(gè)競賽 項(xiàng)目參賽。每個(gè)參賽作品需提交結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告（電子檔和一份紙質(zhì)文檔） ；通過設(shè)計(jì) 報(bào)告評(píng)審，確定入圍參賽小組，組織進(jìn)行現(xiàn)場競爭性運(yùn)行考核。本次競賽流程如下：1）參賽小組于 9月 5日前提交參賽作品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告；2）設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)審，取一定比例確定入圍參賽小組，進(jìn)入制作及現(xiàn)場競賽階段；3）入圍小組自主組織、實(shí)施作品制作，學(xué)校給予

2、一定資助；4）現(xiàn)場競賽（具體時(shí)間另行通知） ；5）獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)定。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告要求如下：1）完整性要求：設(shè)計(jì)說明書（ A4）小車裝配工程圖（ A4 圖紙 1頁）；2 ） 正確性要求：傳動(dòng)原理與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)正確，選材和工藝合理；3） 創(chuàng)新性要求：有獨(dú)立見解及創(chuàng)新設(shè)計(jì)思想；4） 規(guī)范性要求：圖紙表達(dá)完整，標(biāo)注正確；文字描述準(zhǔn)確、清晰。3. 競賽命題：以重力勢能驅(qū)動(dòng)的具有方向控制功能的自行小車 設(shè)計(jì)一種小車，驅(qū)動(dòng)其行走及轉(zhuǎn)向的能量是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，由給定重力勢 能轉(zhuǎn)換來的。給定重力勢能為 4 焦耳（取 g=10m/s 2 ），競賽時(shí)統(tǒng)一用質(zhì)量為 1Kg 的 重塊（ 5065 mm ，普通碳鋼）鉛垂下降來獲

3、得，落差 400 2mm ，重塊落下后， 須被小車承載并同小車一起運(yùn)動(dòng)，不允許從小車上掉落。圖 1 為小車示意圖。圖 1 ：無碳小車示意圖要求小車行走過程中完成所有動(dòng)作所需的能量均由此重力勢能轉(zhuǎn)換獲得，不可 使用任何其他的能量來源。要求小車具有轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)，且此轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)具有可調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)放有 不同間距障礙物的競賽場地。要求小車為三輪結(jié)構(gòu)， 具體設(shè)計(jì)、 材料選用及加工制作均由參賽學(xué)生自主完成4. 競賽項(xiàng)目 I：競賽小車在前行時(shí)能夠自動(dòng)交錯(cuò)繞過賽道上設(shè)置的障礙物。障礙物為直徑 20mm 、高 200mm 的多個(gè)圓棒，沿直線等距離擺放。以小車前行的距離和成功繞障 數(shù)量來綜合評(píng)定成績。見圖 2

4、 。圖 2： 無碳小車在重力勢能作用下自動(dòng)行走示意圖4.1 現(xiàn)場競賽4.1.1 第一競賽環(huán)節(jié) 攜帶制作完成的作品，在集中比賽現(xiàn)場，加載由競賽組委會(huì)統(tǒng)一提供的勢能重 塊（ 50 65 mm 普通碳鋼，質(zhì)量為 1Kg），在指定的賽道上（體育館木質(zhì)地板）進(jìn) 行比賽，賽道寬度為 2 米，賽道邊界線是 40*60mm 矩形鋼管。出發(fā)端線距第一個(gè) 障礙及障礙與障礙之間的間距均為 1 米。小車出發(fā)時(shí)不準(zhǔn)超過出發(fā)端線和賽道邊界 線，小車位置及角度自定，每隊(duì)有 2 次機(jī)會(huì)，計(jì)算時(shí)取 2 次成績中的最好成績。小車有效的繞障方法為：小車從賽道一側(cè)越過一個(gè)障礙后，整體穿過賽道中線且障礙物不被撞倒（擦碰障礙，但沒碰倒者

5、，視為通過） ；重復(fù)上述動(dòng)作，直至小車停止。小車有效的運(yùn)行距離為：停止時(shí)小車距出發(fā)線最遠(yuǎn)端與出發(fā)線之間的垂直距離。測量此距離，每米得 2 分，測量讀數(shù)精確到毫米；每繞過一個(gè)障礙得 8 分（以 小車整體越過賽道中線為準(zhǔn)） ，一次繞過 2 個(gè)或 2 個(gè)以上障礙時(shí)只算 1 個(gè)；多次繞 過同 1 個(gè)障礙時(shí)只算 1 次，障礙物被撞倒不得分；障礙物未倒，但被完全推出定位 圓區(qū)域（ 20 mm ）也不得分。4.1.2 第二競賽環(huán)節(jié)按新的障礙物間距調(diào)整小車后，進(jìn)行小車運(yùn)行比賽。1） 經(jīng)現(xiàn)場公開抽簽，在 1 米100mm 范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)新的障礙物間距。2）本組各隊(duì)根據(jù)新的障礙物間距對(duì)自己的小車進(jìn)行調(diào)整裝配或修配

6、。組委會(huì) 在現(xiàn)場提供普通車床、鉗工臺(tái)及調(diào)試場地。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，各隊(duì)?wèi)?yīng)完成 調(diào)整修配內(nèi)容。參賽各隊(duì)攜帶調(diào)整修配后小車，在調(diào)整障礙物間距后的競賽場地上進(jìn)行比賽。5. 競賽項(xiàng)目小車在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺(tái)（長 1525mm 、寬 1370mm ）上，繞相距一定距離的 兩個(gè)障礙沿 8 字形軌跡繞行，繞行時(shí)不可以撞倒障礙物，不可以掉下球臺(tái)。障礙物 為直徑 20mm 、長 200mm 的 2 個(gè)圓棒，相距一定距離放置在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺(tái)的 中線上，以小車完成 8 字繞行圈數(shù)的多少來綜合評(píng)定成績。見圖 3。圖 3 ： 競賽項(xiàng)目二所用乒乓球臺(tái)及障礙設(shè)置圖5.1 現(xiàn)場競賽5.1.1 第一競賽環(huán)節(jié)攜帶制作完成好的作品，

7、在集中比賽現(xiàn)場，使用競賽組委會(huì)統(tǒng)一提供的勢能重 塊，（ 50 65 mm 普通碳鋼，質(zhì)量為 1Kg ），在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺(tái)（長 1525mm 、 寬 1370mm ）的上，繞放置在中線上相距不小于 300mm 距離（具體距離自定）的2 個(gè)障礙物沿 8 字形軌跡繞行，出發(fā)點(diǎn)自定，繞行時(shí)不可以撞倒障礙物，不可以掉 下球臺(tái)，勢能重塊在整個(gè)繞行過程中不允許掉落。每隊(duì)有 3 次機(jī)會(huì)，計(jì)算時(shí)，采用3 次成績中最好成績。一個(gè)成功的 8 字繞障方式為：小車在沒撞倒障礙物、沒掉下球臺(tái)的情況下，行 走軌跡為繞過兩個(gè)障礙的封閉 8 字形，兩個(gè)障礙分別在 8 字的一個(gè)封閉環(huán)內(nèi)。比賽 中，小車應(yīng)重復(fù)上述動(dòng)作，直至小車停

8、止，障礙被撞倒后，裁判會(huì)扶起。小車?yán)@障 過程中每成功完成一個(gè) 8 字繞障得 12 分；完成 8 字繞行，只繞過 1 個(gè)障礙，得 6 分；完成 8字繞行，沒有繞過障礙，得 2分；繞障過程中，一次繞過 2 個(gè)障礙，按 只繞過 1 個(gè)障礙計(jì)分；沒有完成 8 字繞行，不論是否繞過障礙，均不得分。障礙物 被撞倒或被完全推出定位圓區(qū)域（ 20mm ），視為沒有繞過障礙；小車擦碰障礙， 障礙物未倒，也沒將障礙物推出定位圓區(qū)域，視為通過。勢能重塊脫離小車、小車 停止或小車掉下球臺(tái)比賽結(jié)束。5.1.2 第二競賽環(huán)節(jié)按新的障礙物間距調(diào)整小車后，進(jìn)行小車運(yùn)行比賽。1） 經(jīng)現(xiàn)場公開抽簽，在 300-500mm 范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)新的障礙物間距。2）參賽各隊(duì)根據(jù)調(diào)整后的障礙間距，對(duì)自己的小車進(jìn)