“博创尚和杯”机电综合设计挑战赛赛项竞赛规程

年度机械行业职业教育技能大赛“博创尚和杯”机电综合设计挑战赛赛项竞赛规程一、赛项名称机电综合设计挑战赛二、赛项组别及参赛对象（一）赛项组别高职组（二）参赛对象参赛选手必须是2019年度在籍高等职业院校学生，不得跨校组队；不限性别，年龄须不超过25周岁（当年）。三、竞赛拟定时间及地点（一）竞赛时间2019年10月25-27日（二）竞赛地点杭州梦想小镇（浙江省杭州市余杭区灵长线未来科技城学术交流中心）报到地点和住宿酒店等安排详见报到通知。四、竞赛方式与内容竞赛方式竞赛以团体赛方式进行，每队限报4名参赛选手,每队限报2名指导教师，指导教师须为本校专兼职教师。每个单位（以二级学院为单位）不得超过2支队伍参赛。擂台赛采用小组赛和淘汰赛进行，由赛项组委会按照竞赛流程组织各领队参加公开抽签，确定各队参赛场次。（二）竞赛内容本赛项围绕机械设计及制造、自动化技术专业的机械设计、CAD/CAM、C语言、微机原理、传感器技术和检测技术等核心课程的综合训练，运用模块化的结构、传感、控制、驱动伺服组件搭建擂台机器人，学生通过擂台上作品的对抗最终判定胜负，达到考核学生掌握课程知识，综合运用机电技术实践制作智能机电产品，根据赛场情况创造性的设计结构、修改程序，锻炼创新思维的目的。在机械设计制造方面：重点考核学生根据作品功能需求，在有限时间、材料条件下创造性的机构设计能力、优化结构设计能力。在传感控制方面：重点考核学生熟练掌握传感器原理、调试，现场设计与集成合理的自动化控制系统的能力，利用测试设备快速验证电气系统有效性，排除故障的能力。在程序设计方面：重点考核学生围绕作品功能，分析软件设计需求，编写关键程序模块，开展关键参数调试设置的能力。考察学生针对擂台对手，临场调整程序策略的应变能力。除了以上三个方面，擂台比赛时间短，任务重，试题变化多样，还可以培养考察机械设计制造、自动化不同专业学生紧密合作、高效协同的团队能力。竞赛分为两部分进行：第一部分：擂台机器人设计制作（1天）按照比赛试题，搭建符合要求的机器人结构、传感器系统，修改控制器程序，测试擂台对抗功能。第二部分：擂台比赛（1-2天）按照抽签分组进行小组赛和淘汰赛，最终决出比赛名次。五、竞赛规则（一）竞赛场地1.比赛的擂台是放在一个高度0.5米，边长3.8米的台上。2.比赛擂台大小为长、宽分别为是2400mm，高60mm的正方形矮台，台上表面即为比赛场地。底色从外侧四角到中心分别为纯黑到纯白渐变的灰度。擂台四边中间有长1400mm，高50mm的围挡。出发区用正蓝色和正黄色颜色涂敷，平地尺寸300mm*400mm，出发坡道水平长度为400mm，宽度为400mm，坡道顶端高度与擂台平齐，即60mm。机器人从出发区启动后，沿着该坡道走上擂台。3.场地地面为黑色。擂台四周700mm处有高200mm的方形黑色围栏。比赛开始后，围栏内区域不得有任何障碍物或人。场地中央有一个正方形红色区域，区域中心是一个白色“武”字。4.场地的材质为木质，场地表面最大承重能力50kg。场地表面的材料为亚光PVC膜，各种颜色和线条用计算机彩色喷绘的形式产生。(注意选择精度较高、亚光塑料纸面的“写真”，而不是布面料、精度较低的“喷绘”)。5.场地的照明要求：赛场的照度为600Lux到1200Lux之间，场地上各区域的照度应柔和均匀，各区域照度差不超过300Lux。6.比赛承办单位因客观条件限制，提供的正式比赛场地的颜色、材质、光照度等细节，可能与规则规定的标准场地有少量差异。比赛队伍应认识到这一点，机器人需要对外界条件有一定的适应能力。（二）参赛队伍要求1.每个参赛队必须命名，如：****学校**队，并将队名标签贴于机器人显著位置，队名标签应准备黄底和蓝底两套，根据出发区颜色贴对应色标标签，以便于区分。2.各参赛队员参赛时，请自备用于程序设计的电脑、参赛用的各种器材和常用工具。3.比赛过程中只允许参赛选手、裁判员和有关工作人员进入比赛区域，其他人员不得进入。凡擅自进入者给予警告，并将违纪处分记入该代表队的违纪档案，直接影响该队的总成绩。4.参赛机器人必须是自主机器人，自行决定其行动，不得通过线缆与任何其他器材（包括电源）连接。除此之外，场外队员或者其他人员禁止人工遥控或采用外部计算机遥控机器人。一经发现将立刻取消比赛资格并通过大赛组委会通报批评。5.参赛队员必须服从裁判，比赛进行中如发生异议，须由领队以书面形式申请复议，由裁判做出最终裁决，并做出说明。复议申请必须在下一轮比赛之前提出，否则将不予受理。6.竞赛期间，场内外一律禁止使用各种设备或其它方式控制他人的机器人，组委会一旦发现，将对肇事队员进行严肃的纪律处分。建议所有参赛队要提高自己机器人抗干扰能力。（三）竞赛细则1.竞赛形式：机器人自主从斜坡登上6cm高的比赛场地，寻找对手并将对手打倒或者推下擂台，在此过程中，如机器人倒下，可以自行站立继续比赛；被推下擂台，重新从出发区爬坡比赛。2.机器人攻击装置禁止用倾斜或者带铲子的底盘，机器人整体材料须为非黑色塑料，即机器人除了螺钉、螺母（只能起连接作用，不得用于突出结构及外部支撑防护使用）、轮胎（轮子直径在68mm以内）、电机支架、轴套、驱动器外壳、控制器连接件之外，其他结构只能使用非黑色塑料件。机器人不允许贴黑色胶带或其他故意涂黑的行为，不允许使用透明材料。当值裁判有权对以干扰对方机器人检测为目的的装饰要求相关参赛队现场进行修改。机器人身体部分需具备头部、躯干、四肢几个基本的人体特征，必须具备两个手臂（每个手臂不少于3个动力关节）。机器人在开始比赛前，最多也只能有两条手臂，任何多出的类似手臂功能的部分是禁止的。比赛过程中，如果缺失手臂，比赛可以正常进行，且不做任何判罚。机器人的底盘（地面往上150mm）在场地上的投影尺寸不得超过240x240mm的正方形。底盘必须与场地表面平行，不允许斜面。底盘下表面与地面的距离至少50mm。前后电机轴心的距离不能超过120mm。底盘可以使用电机或者舵机，底盘使用电机和舵机总和不能超过4个。从地面到底盘下表面之间，如果需要安装传感器，只允许安装在电机前后轴之间，除此之外，只允许有电机支架，电机，线束，腿部连接件（螺钉、螺母、垫片），不允许再有多余的结构对机器人形成支撑。机器人必须有明显的腿部特征，腿部长度必须大于150mm，单支腿部各部分的横截面积不允许超过2000mm²，腿部不允许添加横向的固定装置。完整的机器人整体高度不低于500mm，重量不超过4kg，机器人的两条手臂肩关节轴心距地面的高度不低于400mm。机器人控制系统包含控制系统的供电电池的最底端离地面的高度必须大于300mm。如果控制系统和动力系统共用一块电池，电池离地面高度必须大于300mm。比赛过程中，机器人的两条手臂肩关节轴心距地面的高度不低于300mm。参赛机器人必须是自主机器人，自行决定其行动，不得通过线缆与任何其他器材（包括电源）连接。规定的重量和尺寸允许有±5%的误差，结果以现场测量工具为准。机器人必须由参赛队自己制作，资格认证时，参赛队必须对自己完成的结构、控制、软件等部分进行说明。3.分组及排名方法1）比赛分组及对阵方法：比赛分为小组赛和淘汰赛，赛前领队会议时以抽签方式进行小组赛的分组。根据参赛队伍数量的不同灵活分组，原则上每个组不超过4支队伍，不少于3支队伍。同一个小组的每个队伍分别对阵，获胜积3分，负不得分，平局积1分，并记录净胜小分。2）小组排名方法：积分高的排名靠前，积分相同先比相互间的胜负关系，然后比净胜分，净胜分高的排名靠前，如果净胜分还相同，总失分少的队伍排名靠前。还不能分出名次重赛一场来决定排名先后，重赛采用足球加时金球制的方法，只要有队伍得分就获胜。每组前两名出线。3）总体排名方法：先按照平均积分的原则，先排出各小组第一的名次，然后用同样的方法排出各小组第二的名次，如果平均积分相同，净胜分多的队伍排名靠前，如果净胜分还相同，总失分少的队伍排名靠前，如果总失分也相同仍然是按照小组排名里重赛的方法来决定排名。各小组三四名的队伍也按照同样方法进行排名。4）出线队伍对阵方法：先进行第一轮淘汰赛，按照排名靠后队伍相互对阵的原则保留2的n次方支队伍。举例说明，取出小组前两名后，如果是14支队伍，那么在第一轮淘汰赛后只保留8支队伍；如果是18支队伍，在第一轮淘汰赛后保留16支队伍。然后进行第二轮淘汰赛，按照第一名对阵最后一名的原则进行对阵，直到三四名和冠亚军决赛。5）同一时间，每支队伍只能有一台机器人在场上比赛，每场比赛每支队伍最多可用多台机器人轮流上场，每台机器人可上场多次，机器人在台上比赛过程中不能更换，只有在己方机器人掉下擂台，并经裁判同意重启时，方可更换机器人从出发区重新登台继续比赛。6）每局比赛时间2分钟。六、技术规范（一）相关知识与技能1.电气控制技术2.传感器技术3.单片机原理与应用4.单片机接口技术5.C语言程序设计6.机械制造工艺基础7.机电一体化技术（二）参考相关职业标准和技术标准1.电气设备用图形符号GB/T5465.2-19962.机械安全机械电气设备第1部分GB5226.1-20023.机械设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-01）4.电气设备安装工国家职业标准（职业编码6-23-10-02）5.可编程序控制系统设计师国家职业标准（职业编吗X2-02-13-10）七、技术平台参赛队伍采用创意之星模块化机器人平台参加比赛，采用统一标准的控制器、动力模块、传感器、供电模块、结构件等。（一）控制器：可选用Multiflex-AVR控制器或LUBY控制器，图形化编程和C语言混合编程，支持KeilIDE编程开发，与高职相关专业开设的C语言、微机原理、总线与接口等核心课程配套。控制器接口丰富，具有反接保护、过流保护功能。（二）驱动部件：1、采用CDS5516数字舵机及配套舵盘，控制精度高，位置伺服控制分辨率可达0.35度，响应速度快，响应时间可达2ms，串行总线连接，最多可连接254个节点，300°位置控制范围，可整周旋转。2.采用BDMC系列大功率驱动模块及配套电机。（三）结构件：有L型、U型、I型等几十种、数百个精密高强度ABS材质的结构零件，通用花键连接结构，可以任意拼装。（四）传感器：与高职相关专业开设的传感器技术、检测技术等专业匹配。配置了温度传感器、光强传感器、姿态传感器、灰度传感器、声音传感器、霍尔传感器、碰撞传感器、视觉传感器、语音传感器、红外接近传感器、红外测距传感器、超声接近传感器。（五）供电模块选用7.4V、14.8V、22.2V锂电池模块八、成绩评定（一）评分原则比赛分为小组赛和淘汰赛，小组赛阶段每个小组的队伍分别对阵，获胜积3分，负不得分，平局积1分，并记录净胜小分。淘汰赛阶段先进行第一轮淘汰赛按照排名靠后队伍相互对阵的原则保留2的n次方支队伍，然后进行第二轮淘汰赛，按照第一名对阵最后一名的原则进行对阵，直到三四名和冠亚军决赛。（二）评分细则比赛开始前，参赛队员将机器摆在出发区等待出发，准备好后向裁判举手示意（此时机器人须为检录时状态）；裁判吹哨前，机器人必须处于静止状态，三次违规提前运动，取消当场比赛资格。裁判吹哨后，参赛队员必须用非接触的方式启动机器人，不能再接触机器人，接触一次给对方加4分，然后重新重启出发。比赛开始后，一方完成登台另一方10秒没有登台，登台方加1分，并以10秒为单位继续读秒。比赛过程中参赛队员任何部位（包括手持物品）未经裁判员同意进入比赛区的，每次给对方加1分。未经裁判允许，触碰到机器人的，每次给对方加4分。比赛中一方从非围挡处掉下擂台，对方得1分。一方从围挡处掉下擂台时，如果对方也倒在擂台上，对方得3分；如果对方还站立在擂台上，对方得5分，机器人任何部位接触到地面即视为掉下擂台。掉台的一方重新从对应斜坡上台开始比赛，并以每10秒得1分，给对方加分直至登上擂台。双方先后掉下擂台，都不得分，重新从对应出发区开始出发比赛。如果一方倒在擂台上，对方得1分，在此期间裁判继续读秒，并以每10秒得1分，给对方加分，直至倒下的机器人站立起来。机器人倒下的一方也可以选择重启机器人，对方再加3分。比赛过程中，除四个轮子外，任何部位接触擂台一次给对方加1分，一直接触擂台的，以10秒为单位读秒给对方加分。机器人重启后需从出发区爬坡上台，不允许直接放到擂台上，出现一次给对方加3分，并要求其重新启动。比赛开始前，参赛队长可以向裁判员宣布本队弃权，弃权后，对方5：0获胜；比赛过程中弃权，在双方所得分的基础上按照剩余时间每10秒给对方加1分。消极比赛：在比赛过程中主动采取静止不动或及其慢速的移动超过20秒。在比赛过程中，裁判有权要求消极比赛的机器人重新启动并给对方加1分。如两参赛队伍有恶意消极比赛或故意刷分的行为，当值裁判有权取消相应队伍的参赛资格并通报批评。胜负判定：比赛结束后，得分多的一方获胜。评分表：评分项加分值备注启动违规提前启动提前启动三次取消比赛资格触碰启动4接触机器人给对方加4分，然后重新重启出发登台1每领先对方登台10秒擂台上的一方加1分干扰比赛进入比赛区域1参赛队员任何部位（包括手持物品）未经裁判员同意进入比赛区的，每次给对方加1分触碰机器人允许3经裁判允许可重启机器人对方加3分，未经裁判允许，触碰到机器人的，每次给对方加4分，并重启重新出发未经允许4倒在擂台上（除轮子外，任何部位接触擂台既算倒地）1一方倒地对方加1分，在此期间裁判继续读秒，并以每10秒得1分，给对方加分，直至倒下的机器人站立起来或选择重新重启出发对方掉下擂台（任何部位触碰擂台外即为掉下擂台）在非围挡处1比赛中一方从非围挡处掉下擂台，对方得1分。一方从围挡处掉下擂台时，如果对方也倒在擂台上，对方得3分；如果对方还站立在擂台上，对方得5分（掉台的一方重新从对应斜坡上台开始比赛。双方先后掉下擂台，都不得分，重新从对应出发区开始出发比赛）在围挡处己方倒在擂台上3己方站在擂台上5重启出发允许3经裁判允许可重启机器人对方加3分，未经裁判允许，触碰到机器人的，每次给对方加4分，并重启重新出发未经允许4重启后直接放在擂台上3并要求重启重新从出发去出发对方弃权赛前5赛前弃权对方5：0获胜，比赛过程中弃权，取消本场成绩，并在双方所得分的基础上按照剩余时间每10秒给对方加1分赛中每10秒加1消极比赛1在擂台上主动采取静止不动或以及其缓慢的速度运动超过20秒（三）奖项设置1.赛项设团体一、二、三等奖。按照竞赛总成绩由高到低排序，以实际参赛队总数为基数，一、二、三等奖获奖比例分别为10%、25%、35%（小数点后四舍五入）。2.获得团体一等奖参赛队的指导教师，由主办方授予“2019年度机械行业职业教育技能大赛优秀指导教师”，并颁发荣誉证书。九、赛项安全（一）赛场所有人员（赛场管理与组织人员、裁判员、参赛员以及观摩人员）不得在竞赛现场内外吸烟，不听劝阻者给予通报批评或清退竞赛现场，造成严重后果的将依法处理。（二）未经允许不得使用和移动竞赛场内的任何设施设备（包括消防器材等），工具使用后放回原处。（三）选手在竞赛中必须遵守赛场的各项规章制度和操作规程，安全、合理的使用各种设施设备和工具，出现严重违章操作加工设备的，裁判视情节轻重进行批评和终止竞赛。（四）选手参加实际操作竞赛前，应由参赛校进行安全教育。竞赛中如发现问题应及时解决，无法解决的问题应及时向裁判员报告，裁判员视情况予以判定，并协调处理。十、竞赛须知（一）参赛人员不得占用其他组别展示台和调试台，不允许各队在非本队区域长时间停留，不得占用通道或围坐在地面。严禁争抢桌椅、电源等。（二）不使用有安全隐患的接线板、大功率电器（300W及以上），电器不使用及时断电。如在使用过程中因自身使用不当或违规操作导致火灾及其它安全事故发生，将由参赛队伍承担责任。（三）各学校组织代表队时，须单独为参赛选手购买大赛期间的“人身意外伤害保险”。（四）严禁吸烟、打闹、拥堵，不得与他人发生争吵、斗殴等冲突。（五）贵重物品随身携带，以免遗失或被盗。（六）赛场禁止食用餐饮，请不要将食品、饮料（除纯净水）带入赛场。各参赛队伍应每天派人维护所在区域的公共卫生，保护墙面、地面整洁，不允许移动桌椅等，将每日产生的垃圾携带离场并放至指定位置。（七）比赛过程中应遵从裁判判罚，不得在现场与裁判争执。如有异议，比赛结束后可根据流程提出申诉。（八）大赛期间各参赛队伍应听从组委会工作人员安排。十一、申诉与仲裁（一）申诉1.参赛队对不符合竞赛规定的设备、工具、软件，有失公正的评判、奖励，以及对工作人员的违规行为等均可提出书面申诉。2.申诉应在下一轮竞赛开始前提出，超过时效将不予受理。申诉时，应按照规定的程序由参赛队向相应赛项仲裁工作组递交书面申诉