2018年山东省职业院校技能大赛中职组“工业产品设计与创客实践”试题

2018年山东省职业院校技能大赛中职组

“工业产品设计与创客实践”赛项试题

参赛选手须知

1.比赛时间4小时，赛题共3大题5道题目，参赛选手需完成全部题目。

2.参赛选手应始终保持赛题、图册完整，不得拆散赛题或图册。

3.参赛选手须严格按照题目规定的路径及名称存储文件，并在比赛过程中及时保存。

4.工程图依题目图纸样式，按机械制图“图样画法”国家标准绘制；工程图标题栏、明细栏要求如下：

（1）六视图、爆炸图标题栏要求填写图样名称、图样代号及基础视图比例；零件图标题栏要求填写图样

名称、图样代号、零件材料、零件重量及基础视图比例。

零件材料

图样名称

零件重量视图比例

图样代号

（2）工程图明细栏要求包含序号、代号、名称、数量、材料、重量及备注；明细栏总宽180mm，各列宽

度依次为8mm、40mm、44mm、8mm、38mm、22mm、20mm。

3

2

1

序号代号名称数量材料重量备注

5.题目中模型及工程图、效果图、动画等由AutodeskInventor完成；说明（制造）文档用MicrosoftWord或

MicrosoftPowerPoint完成。

参赛选手确认表

赛位号设备正常赛题完整（9页）图册完整（28页）数据完整（5文件夹）

请勿填写姓名确认后在表格中划“√”，如有问题应在比赛正式开始前报告现场裁判。

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题目1躺式自行车（30%）

躺式自行车如图1-1，请根据给出的图纸及要求，完成产品模型建立与设计表达。本题需提交的文件及相关要

求见表1-1；所有文件须保存在“F:\赛位号\1-躺式自行车”；不得为不同类型的文件单独创建文件夹。

图1-1躺式自行车

表1-1题目1需提交的文件

内容需提交的文件文件命名方式要求（备注）

项目项目文件躺式自行车.ipj

车外壳A仅模型车架壳A.ipt

车外壳B仅模型车架壳B.ipt

座椅上壳仅模型座椅上壳.ipt

座椅下壳仅模型座椅下壳.ipt

曲柄仅模型曲柄.ipt

脚蹬模型及工程图脚蹬.ipt脚蹬.idw

零左车把仅模型左车把.ipt

件右车把仅模型右车把.ipt

车把安装盒仅模型左车把安装盒.ipt

车把安装盒盖仅模型右车把安装盒.ipt

左车把套仅模型左车把套.ipt

右车把套仅模型右车把套.ipt

轮毂-4模型及工程图轮毂-4.ipt轮毂-4.idw

轮毂盖-4孔仅模型轮毂盖-4孔.ipt

躺式自行车.iam其余零件已提供

部件模型、六视

躺式自行车六视图.idw

部件相关图、爆炸图及明

躺式自行车.ipn

细栏

躺式自行车爆炸图.idw

按照提供的视频，由Studio渲染

设计表达展示动画躺式自行车展示动画.wmv完成，时长5秒；大小1280×720。

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题目2无人机（40%）

无人机用于空中摄影，如图2-1。本题目分为两部分，请首先根据给出的图纸及要求，完成无人机的模

型建立与设计表达；再根据题目中列出的需求，完成无人机的设计改进。

图2-1无人机

题目2-1无人机建模与表达（30%）

根据给出的图纸及要求，完成无人机的模型建立与设计表达。本题需提交的文件及相关要求见表2-1；

所有文件须保存在“F:\赛位号\2-1-无人机”；不得为不同类型的文件单独创建文件夹。

表2-1题目2-1需提交的文件

内容需提交的文件文件命名方式要求（备注）

项目项目文件无人机.ipj

上壳仅模型上壳.ipt

下壳模型及工程图下壳.ipt、下壳.idw

散热网罩模型及工程图散热网罩.ipt、散热网罩.idw

电机座仅模型电机座.ipt

上壳密封盖仅模型上壳密封盖.ipt

零螺旋桨仅模型螺旋桨.ipt

件

装饰带1仅模型装饰带1.ipt

装饰带2仅模型装饰带2.ipt

支脚模型及工程图支脚.ipt、支脚.idw

相机固定盘仅模型相机固定盘.ipt

相机固定架仅模型相机固定架.ip

无人机.iam其余零件已提供

部件模型、六

无人机六视图.idw

视图、爆炸图

部件相关无人机.ipn

及明细栏

无人机爆炸图.idw

完整表达产品的部件装配或拆解过

设计表达装拆动画无人机装拆动画.wmv程并添加特写镜头；分辨率为

1280×720。

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题目2-2无人机设计改进（10%）

无人机常用作玩具、航模与航拍。从安全性角度出发，飞行器螺旋桨还应具有保护结构；从使用便捷角度

出发，该保护结构应该便于安装，不用拆卸无人机能够一步装拆；从操纵者观察角度出发，无人机的前后方为

能够一眼识别。具体要求如下。

［设计要求］

1．为保证使用安全，飞行器螺旋桨周围应具有保护结构，防止飞行过程中因撞击障碍物而造成破坏。

2．为保证快捷使用，保护套应拆装方便，能够实现一步拆装。

3．为保证飞行顺利，新增或改进后的零件，特别是支架与螺旋桨保护结构应尽可能轻便。

4．为保证操纵者能够观察无人机状态，需要操纵者一眼分辨出无人机的前后方位。

5．考虑各零件间的连接方式的合理性与产品外观的美观性。

［文件要求］

需要提交的文件见表2-2。所有文件须保存在“F:\赛位号\2-2-无人机设计改进\”；不得为不同类型的文

件建立单独的文件夹。

表2-2题目2-2需提交的文件

内容需提交的文件文件命名方式备注

项目项目文件无人机改进.ipj

改进后无人机的未修改零件使用原零件名称；

零件×.ipt

所有零件模型调整或新增零件按其用途命名。

无人机改进.iam需将螺旋桨保护结构一同装入。

部件部件文件、六视图、无人机改进六视图.idw参考题目2-1无人机六视图。

相关爆炸图及明细栏

无人机改进.ipn

无人机改进爆炸图.idw参考题目2-1无人机爆炸图。

无人机改进1.png、

效果图由Studio渲染完成，应突出设

无人机改进2.png、

效果图计改进的相关内容；分辨率1280×

无人机改进3.png

720。

（或其他图片格式）

设计

表达

无人机设计说明.docx说明文档应将产品图片与文字相结

说明文档

（或.doc、.pptx、.ppt文件）合，介绍设计改进的相关内容。

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题目3一平米板创客实践（30%）

本题目由3-1和3-2两部分组成。第一部分要求选手设计可参数驱动的机械零件齿轮；第二部分要求选手

使用设计完成的零件，按要求进一步完成小车设计。

题目3-1齿轮设计实践（5.5%）

任务1根据下图，创建齿轮参数化模型。要求齿轮模型可通过参数表中的模数（M）、齿数（Z）、齿

宽（B）（必须使用指定的字母M/Z/B表示）进行驱动，快速生成所需的齿轮模型。

图3-1齿轮设计图

任务2若使用3D打印方式制造此齿轮，请以节省材料、缩短打印时间为原则选择合适的打印方向，并

使用PPT表达加工方式。PPT无需再次创建，使用原PPT文件贴图后直接保存即可（如图3-2）。

图3-2齿轮打印方向

表3-1题目3-1需提交的文件

内容要求提供的文件文件命名方式备注

保存在“F:\赛位号\3-1-齿轮设计实

齿轮模型齿轮参数化设计模型齿轮.ipt

践”

制造说明打印方向选择说明齿轮打印方向说明.pptPPT模板已提供，贴图后保存即可。

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题目3-2智能小车设计实践（24.5%）

智能车如图3-3（仅供参考，不可复制此外观），要求选手发挥创意，

设计一款车，车种类不限，仅用板材、圆柱棒和套管即可加工制造的小

车模型。

［核心部件］核心部件共9个，如图3-4（模型已提供），各核心部

件对应的功能说明见表3-2。

图3-3智能小车

图3-4已提供模型尺寸图

表3-2智能小车功能及核心部件说明

序号核心部件基本功能备注

1电机提供动力电机可为小车驱动和转向提供动力

2超声波探测模块超声波防撞利用超声波发射信号，可以避开较大的障碍物

3红外避障模块红外探测防撞利用红外线测距，可以避开小车前方的小型障碍物

4红外循迹模块捕捉地面黑白线循迹模块能探测地面上的轨迹线，使小车可按轨迹行驶

5太阳能电池板转换光能为电能为小车提供电能，任何放置方式下，电池板外露

［设计要求］

1.产品尺寸要求

整体尺寸在200mm×100mm×120mm至400mm×200mm×240mm范围内，且可由给定的4块板材加工制造。

2.产品功能要求

（1）此款智能小车由电机驱动，同时可由太阳能板提供临时电力，请设计可放置太阳能板的结构，考虑光

照强度，连接牢固可靠，考虑模型大小，外形美观，适当放置太阳能板，板数不限。

（2）电机顺时针旋转时，智能小车前进，相反则为后退。后轮与电动机的传动比为1：12，请选择合适的

齿轮组成轮系完成运动传递。齿轮模型由题目3-1所创建的齿轮模型生成，但齿轮参数必须从表3-3中选择，相

同规格的齿轮可重复使用。齿轮参数见表3-3。

（3）利用平面四杆机构，设计前轮转向机构，利用所提供的材料完成小车前轮转向机构的设计。车轮转向原

理参考图3-5

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（4）智能小车能够完成超声波避障、黑白线寻迹等功能。将提供的各种功能模块核心部件，放在各自合理

的位置，要求结构合理，完美实现功能。

表3-3可供选择的齿轮

齿轮名称ABCDEF

模数（mm）11111.251.25

齿数102040604060

图3-5转向原理图（参考）

3.产品拼装要求

为满足用户自行拼装要求，板材之间须设置卡槽式连接。

4.设计变更要求

（1）由于板材厚度待定，基础模型应满足“一键选择厚度”的要求，即通过参数表中一步调整便可修改全

部板材相应结构的尺寸数据；板材厚度可选择为3mm或5mm。

（2）上述设计变更要求仅在基础模型体现即可；零部件、动画使用板厚3mm即可。

5.产品制造要求

产品使用平板、圆柱棒及圆柱套管经切割制造，具体材料为：

平板提供4块厚度待定（可能为3mm或5mm），大小为500mm×500mm的平板可供使用，除轴外的全部

零部件均由相同厚度（3mm或5mm的某一种厚度）板材搭建，且全部零部件可由4块500mm×500mm的板切割

完成。

圆柱棒提供总长总长度为1000mm、直径5mm圆柱棒供制作轴类零件，圆柱棒总长度为1000mm。

圆柱套管提供总长为长度为500mm，外径6mm、内径5mm圆柱套管。

［制造要求］

1.智能小车将使用有机玻璃板经激光切割机制造。现有4块厚度待定的500mm×500mm的有机玻璃板可

供使用，选手设计的板式智能小车模型应全部由相同厚度板材搭建，即全部均为板式零件，且全部板材可由4

块500mm×500mm的板完成切割。

2.由于板材厚度待定(可能为3mm或5mm)的，所创建的模型应满足“一键选择厚度”的要求，即通过一

步操作便可修改全部板材及相应结构的相关尺寸数据。

3.为节约成本，应在500mm×500mm的有机玻璃板材中尽量集中排布所需切割的板材轮廓。若设计的智

能小车既能存放上述全部物品又可节约整张板材，则可获得加分。

4.为满足用户自行拼装要求，板材之间须设置卡槽式连接。

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［出图要求］

1.直接使用提供的工程图文件“加工图.idw”完成加工图，加工图无需标题栏，无需添加中心线与尺寸

标注。

2.激光切割机将直接根据加工图中的零件轮廓进行加工，故全部图样必须使用1:1比例。

3.加工图中需包含全部零件；当某一形状、尺寸的板材需被多次（如两次）使用时，则加工图需多次（两

次）出现该零件轮廓。

4.考虑用户拼装，所有零件图形须编号，如为“实体1”对应的零件编号为“1”，如图3-6。

图3-6板材加工图编号要求

5.由于全部零件厚度一致，出图时每个零件仅需表达切割尺寸的一个视图，如图3-7。

图3-7板材加工图视图选择

6.工程图文件“智能小车加工图.idw”中的十字线表示四块板材之间的分界线，零件轮廓不可跨越该分界

线，否则将无法加工，如图3-8。

图3-8零件轮廓不可跨越板材分界线

7.为节约成本，应集中使用板材并减少边角料。工程图文件“加工图.idw”已标出四块板材的区域——图

中1、2、3、4，出图时应先集中在第一块板材中布置零件轮廓，待第一块板材布满后再使用第二块板材，以此

类推。若满足收纳要求且按1:1比例绘制全部零件轮廓后仍有整块500mm×500mm区域剩余，则可获得加分。

［文件要求］

本题目需提交的文件见表3-4。所有文件须保存在“F:\赛位号\3-智能小车设计实践\”；不得为不同类型

的文件建立单独的文件夹。

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表3-4题目3-2需提交的文件

内容