大学生工程训练综合能力竞赛是教育部、财政部开展的“本科教学质量与教育改革工程”资助的竞赛之一，是我校2018年重要赛事之一，是深化实践教学改革，提升大学生工程创新意识、实践能力和团队合作精神，促进创新人才培养而开展的一项科技创新实践活动。辽宁省大学生工程训练综合能力竞赛将于2018年10月在沈阳工业大学举办。 为备战此次赛事，同时为培养我校学生的创新设计能力、实践制作能力和团队协作精神，特举办辽宁石油化工大学第四届大学生工程训练综合能力竞赛，本次竞赛由创新创业学院主办、机械工程学院和工程训练中心承办，现将有关事项通知如下。 一、大赛的主题与内容 1.本届竞赛主题： 本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”和“重力势能驱动的自控行走小车越障竞赛”两部分内容。 要求经过一定的前期准备，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结构设计方案、工艺设计方案、创业企划书3项报告以及制作过程视频。 2.竞赛命题一：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。竞赛时统一用质量为1Kg的重块铅垂下降来获得，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1 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：“S”型赛道避障行驶竞赛 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，如图2所示。经现场公开抽签，在200～300mm范围内产生一个“S”型赛道第一轮障碍物间距变化值和变化方向。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。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。 
图2 无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图 竞赛项目Ⅱ：“8”字型赛道避障行驶竞赛 竞赛场地在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，有3个障碍成“L”形放置，“L”形的长边在球台的中线上，（放置球台时“L”形的长边平行主席台方向，短边垂直且远离主席台），经现场公开抽签，在400～500mm范围内产生“L”形的长边值，在240～340mm范围内产生“L”形的短边值。小车需绕中线上的两个障碍物按“8”字型轨迹运行，障碍物为直径20mm、长200mm的3个圆棒，圆棒中心分别放置在“L”形的3个端点上，以小车完成8字绕行圈数的多少来评定成绩，见图3。 
图3 竞赛项目二所用乒乓球台及障碍设置图 3.竞赛命题二：重力势能驱动的自控行走小车越障竞赛 小车：三轮结构，其中一轮为转向轮，另外二轮为行进轮，(要求2个行进轮用1.5mm厚度的钢板或可用激光切割加工且不超过8mm厚度的非金属板制作，要求行进轮轮毂与轮外缘之间至少有40mm的环形范围，这个范围将用于进行统一要求的设计和激光切割)，允许二行进轮中的一个轮为从动轮。小车应具有赛道障碍识别、轨迹判断及自动转向功能和制动功能，这些功能可由机械或电控装置自动实现，不允许使用人工交互遥控，见图4。 
图4 小车示意图 小车行进所需能量：只能来自给定的重力势能，小车出发初始势能为400mm高度×1Kg砝码质量，竞赛时使用的同一规格标准砝码（钢制Φ50×65mm）。若使用机械控制转向或刹车，其能量也需来自上述给定的重力势能。 电控装置：主控电路必须采用带单片机的电路，电路的设计及制作、检测元器件、电机（允许用舵机）及驱动电路自行选定。电控装置所用电源为5号碱性电池，电池自备，比赛时须安装到车上并随车行走。小车上安装的电控装置必须确保不能增加小车的行进能量。 赛道：赛道宽度1.2米，形成长约15.4米宽约2.4米（不计赛道边缘道牙厚度）的环形赛道，其中两直线段长度为13.0米，两端外缘为曲率半径为1.2米的半圆形，中心线总长度约30米，见图5。 
图5 赛道示意图 赛道边缘设有高度为80mm的道牙挡板。赛道上间隔不等（随机）交错设置多个障碍墙，障碍墙高度约80mm，相邻障碍墙之间最小间距为1米，每个障碍墙从赛道一侧边缘延伸至超过中线100—150mm。 在直赛道段设置有1段坡道，坡道由上坡道、坡顶平道和下坡道组成，上坡道的坡度4度（3±1°），下坡道的坡度1.5度（1.5±0.5°）；坡顶高度60±2mm，坡顶长度为250±2mm。坡道位置将事先公布，出发线在平赛道上，具体位置抽签决定。 4.现场竞赛内容 （1）参赛小车机械拆卸及重装 由2名参赛队员参与竞赛；对本队参赛小车上的所有零件进行拆卸，裁判人员根据爆炸图进行检查，完成后，重新装配。拆装工具自带，对违反规定的行为按减分法处理。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。本项内容在规定时间内完成得分，违规或延时完成者减分，不能完成者不得分。 （2）参赛徽标的设计及3D打印制作 由1名参赛队员参与竞赛；经抽签，按照大赛统一规定要求，在计算机上设计3D打印图样，绘制出图样的零件图，零件图上需标示出配合尺寸公差，并用3D打印制作出来。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。本项内容在规定时间内完成得分，违规或延时完成者减分，不能完成者不得分。 （3）小车避障行驶竞赛 用装配调试完成的小车，进行避障行驶竞赛，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）主控电路板焊接及调试 由1名参赛队员参与竞赛；在事先准备好的（主控电路）PCB板上焊接所有的元器件，并完成调试。本项内容在规定时间内完成得分，违规减分。 （5）小车行进轮的设计及激光切割 由1名参赛队员参与竞赛；根据各队2个行进轮的具体尺寸，按照大赛规定的轮毂图样要求，在计算机上设计出行进轮的激光切割图样，绘制出行进轮的零件图，零件图上需标示出配合尺寸公差，并在激光切割机上，用1.5mm厚金属板或者非金属板加工出2个行进轮。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。本项内容在规定时间内完成得分，违规或延时完成者减分，不能完成者不得分。 （6）小车机电联合调试 各队3名队员一起，将2个新加工的行进轮和主控电路板安装到小车上，并完成调试。本项内容在规定时间内完成得分，违规或延时完成者减分，如果新制作的行进轮有问题，可申请使用原来的行进轮，每个扣3分，同时后续行驶竞赛得分扣除20%；如果主控电路板有问题，可申请使用原来的主控电路板，扣5分，同时后续行驶竞赛得分扣除20%；联调无法完成者不能进入后续比赛。 （7）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。 二、报名时间 2018年5月2日---2018年5月20日，报名时需将报名表（见附件1）发送到指定邮箱：jxsjlnpu@126.com。 三、参赛对象与条件 本校全日制本科学生，无专业限制。参赛者必须具有一定的机械创新设计能力、动手制作能力、三维绘图能力和语言表达能力。 四、提交材料 2018年8月31日前提交以下4项材料，电子版发送到邮箱jxsjlnpu@126.com，校赛比赛时间初定9月初，具体时间和地点另行通知。 （1）制作完成的无碳小车； （2）参赛作品的结构设计方案、加工工艺方案及创业企划书共3个文件（分别提交纸质版文件一式2份、电子版文件1份），文件按发布的统一格式编写； （3）一份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）答辩PPT文件 1份，内容是阐述小车的设计、制作方案说明及体会。 五、比赛流程 各参赛队在比赛前按照赛事规定完成制作参赛小车、作品方案设计、三维设计、动画设计、视频录像，并提交关于参赛作品的结构设计方案、加工工艺方案、创业企划书及PPT文件。三种竞赛项目按照评分标准进行分组比赛，按照小车实际行进路程得分排序，每个项目前2组代表学校参加10月份在沈阳工业大学举办的省级竞赛。 六、奖项设置 竞赛设一、二、三等奖项，比例分别为10％、20％和30%。 七、竞赛培训会 为了各参赛小组能充分理解本次竞赛的要求和设计要点，石油化工装备创新基地将举办竞赛培训会，具体时间和地点将在比赛QQ群里通知，请各参赛小组及时了解比赛信息。 八、联系方式 联系人：高兴军，机械楼四楼石油化工装备创新基地，QQ群：476988958，邮箱：jxsjlnpu@126.com 竞赛官网：http://www.gcxl.edu.cn 机械工程学院 2018.5.2 |