一、竞赛主题:
惯性避障小车的设计和制作。 要求经过一定的前期准备后,参赛队设计制作一辆无动力惯性滑行的避障小车,并进行现场竞争性运行考核。小车在规定的坡路以自身势能释放获得动力,使小车行驶尽可能长的距离,同时避开路上的障碍。每个参赛作品要提交相关的结构设计、工艺设计、控制系统 3 项报告。
二、竞赛场地:
主场地一:广东工业大学体育馆。
主场地二:工程训练中心 - 实验四号楼一楼 103.
主场地三:工程训练中心-实验四号楼一楼101。
主场地四:电工电子实验中心-实验三号楼三楼。
主场地一为小车现场竞赛赛场,主场地二为小车前轮的设计及快速原型加工场地;主场地三为小车前轮轴加工场地,加工需要的通用工卡量具由参赛队自带;主场地四为电路板焊接场地,所需的焊接工具、元件、电路板裸板等自带。
三、报名要求;
每个参赛队人数不超过3人,指导教师及领队共2人。
四、命题要求
1) 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。小车可以采用标准件,如轴承、垫片、螺钉、螺栓、销钉等。
2) 小车的最大质量1000克(重量应该可调,以适应比赛场地);
3) 单独轮的轮毂与轮外缘之间至少有10mm的环形范围(如图1),这个范围将用于进行统一要求的设计和3D打印,具体结构形式根据现场发放图纸进行设计。单独轮的轴为阶梯轴,最大外径10mm(现场准备有外径10mm的铝合金棒料)。
4) 小车行进所需能量:只能来自下滑时的重力势能转换获得,不可使用任何其他的能量来源。

图 1 前轮结构示意图
5) 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(舵机)及驱动电路自行选定。电控装置所用电池自备,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,只能用于转向避障。
6) 赛道(见图2):赛道宽度2米,长约40米(不计赛道边缘厚度)的长形赛道,赛道边缘设有高度为80mm的挡板。赛道上距离出发线10米处放置第一个障碍,之后间隔不等(随机)交错设置多个障碍墙,障碍墙高度约80mm,相邻障碍墙之间的间距为1.5~2米,每个障碍墙从赛道一侧边缘延伸至超过中线100—150mm。出发时斜坡的斜度10-20度,斜坡水平投影长度约900mm。

图2 场地示意图
五、竞赛方式
1)本校制作:参赛队伍按照竞赛命题的要求,在各自所在的学校内,自主设计,独立制作出参赛小车。
2)集中参赛:参赛队携带在本校制作完成并调试好的小车作品和关于作品的设计报告参加竞赛,报告按竞赛发布的统一格式编写。
3)竞赛过程:
(1)第一竞赛环节:
携带在校内制作完成的作品,在集中比赛现场进行比赛。比赛前进行抽签,按抽签顺序进行比赛;将小车放在组委会提供的斜坡上并调整好位置(具体位置和方向由参赛队自定),利用小车的惯性进行滑行并避开赛道上的障碍,至小车停止为止,测量滑行距离及避开障碍的数量。小车有效的运行距离为:停止时小车距出发线最近端与出发线之间的垂直距离。比赛准备时间 3 分钟,比赛共进行两轮,取其中最好成绩。
评分标准:第一竞赛环节计分:设计分+直线滑行分+避障数量分。
设计分:由竞赛评审组对每个参赛队提交的设计报告进行评阅。此项成绩满分10分,其中结构设计方案3.5分,工艺设计方案3.5分,控制系统设计方案3分。
其中:
(a)结构设计
完整性要求:小车装配图1幅(A4纸1页),设计说明书1-2页(A4);
正确性要求:结构设计正确,选材和工艺合理;
创新性要求:有独立见解及创新设计思想;
规范性要求:图纸表达完整,标注正确;文字描述准确、清晰。
(b)工艺设计
按照中批量(500台/年)的生产纲领,自选作品车上一个较复杂的零件,设计并提交工艺设计方案(A4,2-3页)。
(c)控制系统设计
完整性要求:程序流程图1幅(A4纸1页);电路图1幅,要求标注所有电子元器件(A4纸1页);电路设计说明书1-2页(A4)。
正确性要求:控制原理与电路设计正确,器件选则合理。
创新性要求:有独立见解及创新点。
规范性要求:图纸表达完整,标注规范;文字描述准确、清晰。
直线滑行分:按照滑行直线距离计分,按照每米2分计算直线滑行分。
避障数量分:每避过一个障碍记12分。
(2)第二竞赛环节:
根据报名情况决定参加第二阶段队伍的数量。报名数量大于30个参赛队,取第一阶段成绩排前50% 的队伍参加第二阶段的比赛,争夺一、二、三等奖。报名数量小于等于30个队,所有队伍参加第二阶段比赛。
(A)现场加工制作:每队派三名队员参加第二阶段的加工制作比赛,其中一名队员进行小车前轮零件的设计(所用设计软件由参赛队员自行选择,自带笔记本电脑)以及快速成型加工制作,所用设备为太尔时代UP!桌面3D打印机(没有该设备的学校可到广东工业大学工程训练中心进行简单的培训),其中设计30分钟,加工制作30分钟;第二名队员进行前轮轴的现场加工制作(车床为C6132,所需的刀具、量具等自带),时间30分钟。第三名队员进行电路板的焊接,需要焊接除单片机外控制板的全部零件(除电机驱动板、传感器驱动板外,所有电路板都要焊接),时间30分钟(所需的电路板的裸板、元件及工具等自带)。注:焊接所需的电路板的裸板、元件报到时上交。
(B)将现场加工制作的前轮、前轮轴和电路板安装至小车上进行调试,参加第二阶段的运行比赛,若所加工的零件无法装配或使用,可申请使用原来的零件,每使用一个零件减5分,同时总分将减少30%。,其它规则同第一阶段。调试时间40分钟。
遇到下列情况时将终止比赛:
1) 小车的尺寸、重量超过规定参数;
2) 小车滑行时零部件脱落;
3) 小车在行进时人为接触车辆。
4) 小车使用了其它能量。
(4)竞赛设备
设备:车床为C6132,太尔时代UP!桌面3D打印机。
第二竞赛环节计分:直线滑行分+避障数量分+加工分。
第一竞赛环节得分按照20%计入第二竞赛环节的总分。
直线滑行分和避障数量分的计算同第一阶段。
加工分:此项成绩满分30 分(每个零件10分),分成质量分和时间分。零件加工不完整,每出现一个缺陷扣1分;加工时间每延长 5 分钟,扣 1 分;延时超过 20 分钟还没有完成任务的,不得分。选手在加工竞赛过程中有违规现象,每发现一处扣罚 1 分,情节严重者加罚,直至停止其比赛。
具体数据可能会有所变化,请随时留意组委会发布的比赛消息。如有变动,以竞赛网站发布信息为准。