山西省首屆職業(yè)技能大賽技術(shù)文件-移動機(jī)器人項(xiàng)目

山西省首屆職業(yè)技能大賽

移動機(jī)器人項(xiàng)目

技

術(shù)

文

件

2019年8月

目錄

1.本項(xiàng)目的技術(shù)描述...............................3

1.1競賽項(xiàng)目名稱.................................3

1.2技術(shù)描述.....................................3

2.移動機(jī)器人應(yīng)知應(yīng)會技能標(biāo)準(zhǔn).....................3

2.1應(yīng)具備能力要求...............................3

2.2需要掌握的基本知識...........................3

3.競賽內(nèi)容.......................................3

3.1命題要素.....................................4

3.2競賽任務(wù).....................................4

3.3題目中的配分比例.............................4

4.命題方式.......................................7

4.1命題流程.....................................7

4.2最終競賽題目產(chǎn)生方式.........................7

5.成績評判方式...................................7

5.1評判流程.....................................7

5.2裁判員在評判工作中的任務(wù).....................7

5.3裁判員在評判中的紀(jì)律和要求...................7

5.4比賽所需軟硬件...............................8

6.競賽基礎(chǔ)設(shè)施...................................8

6.1零件箱.......................................8

6.2零件車.......................................9

1

6.3工作站.......................................9

6.4條形碼......................................11

7.競賽場地要求..................................11

7.1場地........................................11

7.2場地照明要求................................11

8.安全要求......................................12

8.1安全規(guī)則....................................12

8.2易燃、有毒有害物品的管理和限制..............12

8.3醫(yī)療設(shè)備和措施..............................13

9.開放現(xiàn)場的要求................................13

10.綠色環(huán)保.....................................13

11.補(bǔ)充說明.....................................13

附圖1零件車尺寸圖..............................14

附圖2場地布局圖................................15

2

1.本項(xiàng)目的技術(shù)描述

1.1競賽項(xiàng)目名稱

競賽項(xiàng)目名稱：移動機(jī)器人

1.2技術(shù)描述

本項(xiàng)目選手可進(jìn)行設(shè)計(jì)、維護(hù)、開發(fā)移動機(jī)器人本體，并實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的應(yīng)用

開發(fā)，可充分挖掘移動機(jī)器人潛力和利用移動機(jī)器人能力的人員。

2.移動機(jī)器人應(yīng)知應(yīng)會技能標(biāo)準(zhǔn)

2.1應(yīng)具備能力要求

（1）需要前期與客戶溝通能力，以了解詳細(xì)的需求與規(guī)范；

（2）需要工作組織以及自我管理能力；

（3）需要溝通和人際交往等相關(guān)的協(xié)作能力；

（4）需要提供方案和解決方案的能力；

（5）需要解決技術(shù)挑戰(zhàn)的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力；

（6）需要根據(jù)客戶需求設(shè)計(jì)移動機(jī)器人的能力；

（7）需要根據(jù)設(shè)計(jì)制造移動機(jī)器人的能力；

（8）需要編程能力；

（9）需要設(shè)計(jì)、裝配和維護(hù)機(jī)械及電氣裝置的能力。

2.2需要掌握的基本知識

（1）機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和裝配；

（2）電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和裝配；

（3）電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和裝配；

（4）傳感器選型和裝配；

（5）計(jì)算機(jī)編程；

（6）成本效率設(shè)計(jì)、性價(jià)比核算、以及進(jìn)行質(zhì)量控制。

3.競賽內(nèi)容

3

3.1命題要素

制作移動機(jī)器人能夠在移動機(jī)器人專用比賽場地內(nèi)移動，完成對零件（高爾

夫球）的搭配和運(yùn)送任務(wù)。

3.2競賽任務(wù)

選手制作移動機(jī)器人能夠在移動機(jī)器人專用比賽場地內(nèi)移動，完成對零件

（高爾夫球）的搭配和運(yùn)送任務(wù)。在遙控控制演示情況下，選手需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)

操作移動機(jī)器人根據(jù)信息正確裝好零件小車并送至工作站，在將六個(gè)零件車送至

對應(yīng)工作站后返回起始位置；自主運(yùn)行演示為“未知”、“已知”兩種情況和“可

間斷任務(wù)”、“連續(xù)性任務(wù)”兩種情況的兩兩組合。在“未知”情況下，移動機(jī)器

人需要通過視覺系統(tǒng)識別條形碼，獲取訂單信息，根據(jù)訂單信息,正確裝好零件

小車并送至工作站，在將六個(gè)零件車送至對應(yīng)工作站后返回起始位置；在“已知”

情況下由選手根據(jù)要求輸入訂單信息；在“可間斷任務(wù)”情況下，任務(wù)被分為多

個(gè)階段，選手可在任意階段暫停任務(wù)，將機(jī)器人移動至下一階段開始位置繼續(xù)任

務(wù)（暫停任務(wù)將會損失相應(yīng)階段內(nèi)容分?jǐn)?shù)）；在“連續(xù)性任務(wù)”情況下，不允許

選手暫停任務(wù)。參加比賽之前選手需要完成以下工作：

（1）設(shè)計(jì)和構(gòu)建一個(gè)原型移動機(jī)器人，原型機(jī)器人能夠在性能評估中按照

100％自動控制模式和100％遠(yuǎn)程操作控制模式下移動。

（2）設(shè)計(jì)并制作一個(gè)抓取系統(tǒng)，使其能夠在自主模式和遙控模式（直視或

非直視狀態(tài)）下實(shí)現(xiàn)功能。

（3）選手需要展示他們在機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電氣及控制系統(tǒng)。

（4）參賽的移動機(jī)器人不需要拆解。

（5）選手能夠直視機(jī)器人及場地，操作遙控實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的控制，完成零

件搭配和零件車運(yùn)送任務(wù)并返回起始位置。

3.3題目中的配分比例

序號項(xiàng)目要求分?jǐn)?shù)

團(tuán)隊(duì)工作空間狀況

機(jī)器人必須穩(wěn)妥的安裝在支架上。以確保即使在機(jī)器人

工作

驅(qū)動系統(tǒng)突然意外動作的情況下，機(jī)器人也不會移動；

組織

1地面上不得有工具和廢棄物；電纜不得跨過通道；經(jīng)裁5

與管

判允許后，方可攜帶食物/飲料進(jìn)入工作場地，但只能放

理

置在封閉的瓶/盒子中；帶刀刃的工具，不工作時(shí)須使用

刃部防護(hù)裝置；工具應(yīng)盡量置于工具箱中。

4

按時(shí)到場并就與其他參賽隊(duì)共享的競賽場地空間完成準(zhǔn)

備工作。

在共享競賽場地空間中與對手的合作

在競賽全程中，將從是否有利于競賽公平、是否所有的

參與者可均等地利用場地空間等角度出發(fā)，考察選手與

對手的互動情況。例：選手在測場時(shí)間可以選擇晚些進(jìn)

入或不測場；但在規(guī)定時(shí)間結(jié)束后，超過30秒選手未

撤出場地空間=不合格

溝通

本隊(duì)選手之間的合作

與人

移動機(jī)器人為團(tuán)隊(duì)競賽項(xiàng)目，競賽全程將對每隊(duì)選手之

2際交5

間的互動行為進(jìn)行考察，兩個(gè)參賽選手均應(yīng)積極地做出

流能

貢獻(xiàn)，滿足競賽要求。兩名選手均主動地為團(tuán)隊(duì)績效做

力

出貢獻(xiàn)=合格；觀察到一名選手留給另外一個(gè)隊(duì)友較多的

工作內(nèi)容=不合格。

選手與裁判的合作行為

競賽全程期間，考察選手如何與裁判互動及如何應(yīng)對競

賽中相關(guān)情況；選手與裁判的溝通中，表現(xiàn)出應(yīng)有的尊

重態(tài)度。

接線部分

機(jī)器人接線的組裝符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)器人接線安全性能

測試（確保線路位置、有效的線路組織、高質(zhì)量的連接、

磨損保護(hù)、合適的保險(xiǎn)絲與主要安全開關(guān)的選取等）。

機(jī)器人框架

原型機(jī)器人基礎(chǔ)框架的組裝符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)身的框架結(jié)構(gòu)

310

制作完整性測試（連接件的配合，組件組裝的精度以及尺寸

等）。

目標(biāo)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分

目標(biāo)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組件符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與目標(biāo)管理系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)完整性測試（連接件的配合，組件組裝的精度以及

尺寸等）。

機(jī)器人自主運(yùn)行可間斷完全已知任務(wù)

（1）自主移動到指定零件箱前方。

（2）自主抓取1個(gè)高爾夫球。

（3）自主移動到指定零件車前方。

（4）自主將一個(gè)高爾夫球放到指定零件車車架內(nèi)。

（5）自主抓取指定已裝好零件的零件車。

（6）自主抓取指定已裝好零件的零件車移動到指定工作

4設(shè)計(jì)20

站前方。

（7）自主將指定已裝好零件的零件車放置在指定工作站

上。

（8）自主移動到零件區(qū)入口，且機(jī)器人完全通過零件區(qū)

入口處的黑色膠帶。

（9）自主關(guān)閉機(jī)器人指示燈，表明機(jī)器人已完成所有任

務(wù)。

5

機(jī)器人自主運(yùn)行可間斷完全預(yù)知任務(wù)

（1）自主移動到零件區(qū)看板前方。

（2）自主移動到看板條碼標(biāo)注的零件箱前方。

（3）自主抓取1個(gè)高爾夫球。

（4）自主移動到看板條碼標(biāo)注的零件車前方。

（5）自主將一個(gè)高爾夫球放到看板條碼標(biāo)注的零件車

車架內(nèi)。

（6）自主抓取看板條碼標(biāo)注的已裝好零件的零件車。

（7）自主抓取看板條碼標(biāo)注的已裝好零件的零件車移

動到看板條碼標(biāo)注的工作站前方。

（8）自主將看板條碼標(biāo)注的已裝好零件的零件車放置

在看板條碼標(biāo)注的工作站上。

（9）自主移動到零件區(qū)入口，且機(jī)器人完全通過零件區(qū)

入口處的黑色膠帶。

(10)自主關(guān)閉機(jī)器人指示燈，表明機(jī)器人已完成所有任

務(wù)。

機(jī)器人自主運(yùn)行連續(xù)性完全已知任務(wù)

(1)正確裝好第一輛零件車并送至工作站一。

主程

(2)正確裝好第二輛零件車并送至工作站二。

序編

(3)正確裝好第三輛零件車并送至工作站三。

程、

5(4)正確裝好第四輛零件車并送至工作站四。20

測試

(5)正確裝好第五輛零件車并送至工作站五。

與調(diào)

(6)正確裝好第六輛零件車并送至工作站六。

試

(7)關(guān)閉機(jī)器人指示燈，表明機(jī)器人已完成所有任務(wù)。

(8)任務(wù)完成情況及用時(shí)統(tǒng)計(jì)。

遙控模式下控制機(jī)器人完成任務(wù)

(1)正確裝好第一輛零件車并送至工作站一。

(2)正確裝好第二輛零件車并送至工作站二。

(3)正確裝好第三輛零件車并送至工作站三。

(4)正確裝好第四輛零件車并送至工作站四。

(5)正確裝好第五輛零件車并送至工作站五。

(6)正確裝好第六輛零件車并送至工作站六。

(7)關(guān)閉機(jī)器人指示燈，表明機(jī)器人已完成所有任務(wù)。

賽場(8)任務(wù)完成情況及用時(shí)統(tǒng)計(jì)。

640

表現(xiàn)機(jī)器人自主運(yùn)行連續(xù)性完全預(yù)知任務(wù)

(1)正確裝好第一輛零件車并送至工作站一。

(2)正確裝好第二輛零件車并送至工作站二。

(3)正確裝好第三輛零件車并送至工作站三。

(4)正確裝好第四輛零件車并送至工作站四。

(5)正確裝好第五輛零件車并送至工作站五。

(6)正確裝好第六輛零件車并送至工作站六。

(7)關(guān)閉機(jī)器人指示燈，表明機(jī)器人已完成所有任務(wù)。

(8)任務(wù)完成情況及用時(shí)統(tǒng)計(jì)。

總分100

6

4.命題方式

4.1命題流程

根據(jù)技術(shù)文件開發(fā)賽題，比賽前公布競賽題目，一般在比賽時(shí)不再變更題目

內(nèi)容。

4.2最終競賽題目產(chǎn)生方式

組委會、賽區(qū)工作人員共同研究協(xié)商場地布局，制定移動機(jī)器人項(xiàng)目競賽所

需場地、設(shè)備、工具、材料等設(shè)計(jì)方案。在賽前經(jīng)過專家的討論分析后，由專家

組長組織確定賽題。除特殊情況，一般賽題正式公布后，不再改動。

5.成績評判方式

5.1評判流程

（1）執(zhí)場裁判員根據(jù)裁判細(xì)則評判任務(wù)是否完成并填寫記錄表；

（2）執(zhí)場裁判和選手在記錄表簽字確認(rèn)；

（3）記錄表交由裁判長審核簽字；

（4）裁判長簽字后記錄表由記分員輸入電腦并簽字確認(rèn)。

5.2裁判員在評判工作中的任務(wù)

（1）參加賽前培訓(xùn)和網(wǎng)上論壇，了解掌握比賽各項(xiàng)技術(shù)規(guī)則、要求；

（2）服從裁判組技術(shù)工作安排，認(rèn)真做好本職工作。

5.3裁判員在評判中的紀(jì)律和要求

（1）嚴(yán)格執(zhí)裁，公平公正，不徇私舞弊；

（2）認(rèn)真參與各項(xiàng)技術(shù)工作，對有爭議的問題，應(yīng)提出客觀、公正、合理

的意見建議；

（3）堅(jiān)守崗位，不遲到、早退，嚴(yán)格遵守執(zhí)裁時(shí)間安排，保證執(zhí)裁工作正

常進(jìn)行；

（4）執(zhí)場裁判采取回避原則，不得執(zhí)裁本地區(qū)參賽隊(duì)。

7

5.4比賽所需軟硬件

5.4.1硬件設(shè)備

選手自帶移動機(jī)器人設(shè)備（可參考DLRB-MR519-45移動機(jī)器人）。

5.4.2軟件要求

自備筆記本電腦及相關(guān)軟件。

（1）推薦筆記本配置：inteli5及以上處理器，4G及以上內(nèi)存，2G獨(dú)顯，

500G及以上硬盤。

Labview編程環(huán)境推薦labview2017。

6.競賽基礎(chǔ)設(shè)施

6.1零件箱

零件箱外邊緣尺寸為298*200mm，具體尺寸如圖1所示，內(nèi)部放有零件。零

件箱都置于地板上，且靠墻設(shè)置;零件箱墻壁將用灰色管道膠帶包扎，以區(qū)分周

圍的白色地板和墻體；零件箱具有直線型、島型、U型多種布局，如圖2-4所示。

圖1零件箱尺寸圖

圖2直線型布置

8

圖3島型布置

圖4U型布置

藍(lán)色標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球黃色惠夫高爾夫球紅色標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球橙色惠夫高爾夫球

圖5高爾夫球標(biāo)準(zhǔn)

6.2零件車

零件車尺寸為100×100×57mm,零件車由2塊100×100×19毫米的板和2

塊100X38X25毫米的支架組成，零件車有一個(gè)頂柱，配有4個(gè)130毫米長、直徑

為6毫米的木釘，其作用是可容納最多3個(gè)零件（卡車零件/高爾夫球）,柱的

頂端需要按2毫米、4毫米的數(shù)值進(jìn)行倒角處理（詳情見附圖1）零件小車將用

灰色管道膠帶包扎，以區(qū)分周圍的白色地板和墻體。

6.3工作站

9

工作站是一塊擋板（或平臺），用于接收零件車，尺寸120×100×76毫米；

工作站置于地板上方從0到114毫米平臺上；工作站將用灰色管道膠帶包扎，以

區(qū)分周圍的白色地板和墻體。

圖6工作站尺寸圖

（a）工作站可能置于場地地板

（b）工作站可能置于57mm高的平臺上

10

（c）工作站可能置于114mm高的平臺上

圖7工作站放置位置

6.4條形碼

工作站條形碼模板如下圖：

圖8條形碼模板

7.競賽場地要求

7.1場地

競賽場地為4000*2000mm，場地光滑、堅(jiān)硬、平整。護(hù)板三邊高240mm，后

護(hù)板高450mm；場地內(nèi)部放置零件箱、零件車、工作站及條形碼。競賽場地共有

兩種布局，其一為固定布局（布局詳見附圖2），進(jìn)行已知場地競賽；其二為未

知布局，在比賽日當(dāng)天公布，用于現(xiàn)場競賽。

7.2場地照明要求

11

賽場采光、照明和通風(fēng)良好，場地周邊能夠進(jìn)行行走，以便選手進(jìn)行調(diào)試。

在競賽區(qū)設(shè)置裁判評委工作區(qū)1個(gè)，成績評判登錄區(qū)1個(gè)，選手被賽區(qū)一個(gè)，光

線充足，便于參賽。在不影響選手比賽的情況下，設(shè)置參觀通道。

8.安全要求

8.1安全規(guī)則

（1）遵守安全操作規(guī)程，如果發(fā)生嚴(yán)重的創(chuàng)傷或類似的情景，取消選手比

賽。

（2）參賽選手必須在整個(gè)比賽期間穿著堅(jiān)固的鞋子。

（3）比賽期間要求保持環(huán)境整潔，不在高空擺放任何工具和可墜落物品，

地面保持沒有任何線頭等垃圾以及零部件。

（4）注意電源插座標(biāo)準(zhǔn)和額定電流，安全使用220V/50Hz交流電。

（5）按正確的方式使用打線刀、剪刀，不要將刀具的鋒利端朝向手或身體

部位的方向。不能在手上或地上進(jìn)行端接。

（6）操作時(shí)注意不要磕碰橋架和機(jī)柜的門等尖銳部位。

（7）不允許超出自己的比賽工位去操作，如：將電纜伸向自己的工作區(qū)域

以外。

（8）保持環(huán)境整齊、清潔。在比賽開始前和結(jié)束后，工作臺面不能擺放器

材，只能擺放試題、筆、紙等文具。

（9）裁判在檢查或評判選手的現(xiàn)場工作時(shí)，要注意安全。

（10）賽位隔離

在自己的比賽區(qū)域，確保自己的材料不會干擾旁邊參賽者的比賽區(qū)域，個(gè)人

的行為也不妨礙他人工作。

（11）環(huán)境衛(wèi)生

保持地面整潔，環(huán)境衛(wèi)生，做到整理、整頓、清掃、清潔和職業(yè)素養(yǎng)5S。

8.2易燃、有毒有害物品的管理和限制

妥善保管光纖熔接使用的酒精，以及其它一切易燃易爆危險(xiǎn)品。避免任何堆

積的廢紙或者其他易燃材料。如果確系工作場地使用所需，比賽場地只能存放當(dāng)

日所需數(shù)量的易燃材料。

易燃的廢棄物，如紙張、硬紙包裝箱、箔片等必須擺放在專門的垃圾容器中，

容器每日至少倒空一次，轉(zhuǎn)移