2012学校无碳小车竞赛命题
大学生工程综合能力竞赛内容及方式
大学生工程综合能力竞赛内容及方式竞赛内容1、竞赛命题竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。
竞赛命题为“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而得到的。
该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为1Kg的标准砝码（φ50×65 mm，碳钢制作）来获得，要求砝码的可下降高度为400±2mm。
标准砝码始终由小车承载，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在行走过程中完成所有动作所需的能量均由此给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。
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。
2、竞赛项目完成一台符合本命题要求的可运行的机械装置，进行现场竞争性运行考核。
竞赛分为“S”型赛道场地赛和“8”字型赛道场地赛。
竞赛时经现场公开抽签，在700～1300mm范围内产生一个“S”型赛道障碍物间距值，在300～500mm范围内产生一个“8”字型赛道障碍物间距值。
(1)“S”型赛道场地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。
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。
见图2。
图2 无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图赛道宽度为2米，出发端线距第一个障碍及障碍与障碍之间的间距均相同，具体数值由开始时的抽签产生。
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。
(2)“8”字型赛道场地赛小车在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，绕两个障碍物按“8”字型轨迹运行。
竞赛评分细则
竞赛评分细则（一）、无碳小车越障竞赛1.竞赛总成绩构成竞赛总成绩主要包括：第一轮赛道避障行驶竞赛、参赛徽标的设计及3D打印制作、参赛小车机械拆卸及重装、第二轮赛道避障行驶竞赛、现场问辩、方案评审六部分。
项目1(“S”型比赛)、项目2(“8”字型比赛)的总分具体计算公式如下：S1=A1+B1+C1+D1+E1S2= A2+B2+C2+D2+E2其中：S1和S2：项目1和项目2的总分；A1和A2：项目1和项目2的第一轮赛道避障行驶竞赛得分，满分40分；B1和B2：项目1和项目2的徽标设计及3D打印制作得分，满分20分；C1和C2：项目1和项目2的小车机械拆卸及重装得分，满分20分；D1和D2：项目1和项目2的第二轮赛道避障行驶竞赛得分，满分40分；E1和E2：项目1和项目2的方案评审得分，满分40分。
2. 第一轮赛道避障行驶竞赛此环节满分40分，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(Φ20mm)、砝码脱离小车、小车停止或小车掉下赛道均视为本次比赛结束。
各队使用组委会统一提供的标准砝码参赛。
出发点自定，每队小车运行2次，取2次成绩中最好成绩。
项目1（S形）小车的有效行走应为“S”型路线，即小车从赛道中线一侧绕过1个桩后，车整体穿过赛道中线且桩不被撞倒，重复上述动作直到小车停止。
评分标准：小车有效的运行距离为：小车起止点之间平行于赛道中线的直线距离，每米得2分，测量读数精确到毫米；每成功绕过1个桩得8分，以车体投影全部越过赛道中线为判据；桩被撞倒不得分；桩未倒，但被完全推出定位圆区域(Φ20mm)也不得分；一次绕过2个或2个以上桩时只算1个；多次绕过同1个桩时只算1次。
如果小车运行到赛道终点撞上横挡板而停止时，砝码还有剩余高度，则用钢板尺对此高度进行测量，并在记录单上记录剩余高度，记录单位为毫米。
本队得分：(距离*2+桩数*8-扣分)*400/(400-剩余高度)本项成绩：A1= 40*本队得分/本项最高得分项目2（8字）小车的有效行走应为“8”字型路线，即小车在没撞倒桩、没掉下赛道的情况下，行走轨迹为交替绕过中线上2个桩同时不碰到第3个桩的封闭8字形。
大学生工程训练综合能力竞赛命题及规则
2012年北京市大学生工程训练综合能力竞赛规则根据《全国大学生工程训练综合能力竞赛章程》，为规范北京市第二届大学生“无碳小车越障竞赛”工程训练综合能力竞赛各项工作，遵循“公平、公正、公开、科学、规范”的原则，特制订本规则。
一、参赛要求（一）参赛队要求参赛队应在校级竞赛（含两所或多所高校合作举办）基础上产生，校级竞赛的参赛队数原则上不应少于上报参加北京市竞赛参赛队数的3倍。
每所高校的工程训练中心限上报北京市竞赛2－4个参赛队，其中1－2个参赛队参加竞赛工程Ⅰ的比赛，1－2个参赛队参加竞赛工程Ⅱ的比赛。
对未组织校级竞赛的高校，组委会在北京市竞赛中评定奖项时有权作出适当处理。
每个参赛队的学生不超过3人，指导教师不超过2人。
（二）赛前工作1.参赛队以抽签形式获得组号。
组号按竞赛工程Ⅰ和竞赛工程Ⅱ分别编号，每个参赛队只能参加其中一个竞赛工程的比赛。
2.各参赛队在报到时上交相关文件（包括无碳小车结构设计方案、工程管理方案、加工工艺方案、成本分析方案以及2种徽标方案）的纸质版和电子版，由工作人员与参赛队当面检查点清；所有外包装由参赛队自己准备，并应注明抽签组号。
3.参赛队负责准备本队需用的所有刀具、量具、工具及其他用具，种类、规格不限，比赛时带入现场。
4.竞赛组委会提前一天开放加工、装配、比赛场地。
5.在集中竞赛阶段的现场竞赛过程中，参赛学生可以使用各种图书资料和计算机，但不得与本参赛队之外的人员进行交流，也不可以与指导教师交流。
（三）载荷和重块要求驱动小车行走及转向的动力载荷只能由给定重力势能（4焦耳）转换得到。
动力载荷按要求(Φ50×65mm,质量≤1kg,材料：普通碳钢)准备，重块落差400±2mm，并随小车一起运动时铅垂下落，不允许从小车上掉落。
（四）无碳小车要求1.设计制作全部在本校完成，小车具有转向控制结构，且具有可调节功能，以适应不同间距障碍物的竞赛场地；2.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；3.参赛小车应有方便测量的标记，始终保持与车身相对静止，以便测量小车竞赛行走距离；4.参赛小车除从动力载荷的势能转换能量外，不允许采用任何其他能量。
无碳小车--四川省竞赛竞赛规则
报到信息
一、报到时间：2013 年 1 月 18 日（周五）下午 2:00—5:00 二、报到地点：西南科技大学工程技术中心西九综合楼 1-3 三、竞赛场地：西南科技大学工程技术中心 四、住宿安排： 1、专家及指导教师住宿：友谊楼 2、学生住宿：学生公寓西苑六号楼（男生）
学生公寓北苑二号楼（女生） 3、就餐食堂：学生二食堂 五、报到时需准备和提交的材料 1、小车、身份证、学生证 2、参赛队报名表（纸质盖章版） 3、设计报告（纸质版二份、电子版光盘一份） 4、校赛资料（光盘一张） 5、参赛队校旗一面（2 号校旗 2.4*1.6 米） 注:2-5 项内容均在参赛队报到时提交工作人员。
10:40— 11:40 8:30— 9:10 9:20— 10:20 10:40— 11:40
11:40— 12:10 11:00— 13:00
早餐
见餐券
项目 I 快速原 型 项目 I 小车调 修 项目 I 小车竞 赛 项目 II 小车 调修 项目 II 小车 竞赛 项目 II 快速 原型
现场答辩
本组参赛队数-1 2、按新的障碍物间距调整小车后，进行小车运行比赛（满分 80 分，起评分 30 分） 经现场公开抽签，在 1 米±100mm 范围内产生一个新的障碍物间距。 本组各队根据新的障碍物间距对自己的小车进行调整装配或修配。组委会在 现场提供普通车床、钳工台及调试场地。在规定的时间内，各队应完成调整修配 内容。无法完成者，不能进入后续比赛。 本组各队携带调整修配后小车，在调整障碍物间距后的竞赛场地上进行比 赛。竞赛计分规则同第一竞赛环节。 此项竞赛任务成绩编号为 IA2，本组各参赛队按本项得分由多到少排出名 次，按下列公式计算各队此项成绩：
督与检查。 会务组：负责竞赛期间的各项接待、服务性工作。
无碳小车比赛规则
3.以重力势能驱动的绕S形路径行走的自行小车命题编号（HBGX2015-3）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。
给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为1Kg的重块（￠50×65 mm，普通碳钢）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。
竞赛小车在前行时能够自动交错绕过赛道上设置的障碍物。
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。
见图2。
图2：无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图3.1 本校制作参赛学生以小组为单位，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。
3.2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结构设计方案、工程管理方案、加工工艺方案及成本分析方案等4份报告（纸质版+电子版）参加竞赛。
报告按竞赛秘书处发布的统一格式编写。
3.3报告的评分由竞赛评审组对每个参赛队提交的方案报告进行评阅。
此项成绩编号为IA，满分30分，其中结构设计方案7.5分，工艺设计方案7.5分，成本分析方案7.5分，工程管理设计方案7.5分。
（1）结构设计报告评分（7.5分）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：传动原理与机构设计正确，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。
无碳越障小车设计说明1(1)
设计思想：
看到此次竞赛主题，我们认为，能否很好地解决小车的驱动问题 和自动转向问题是设计成功不否的关键。围绕这个中心，我们展开了 一系列理论分析不验证。最终确定了我们的设计思想：重力驱动不仿 自行车式转向。
驱动方面：驱动其行走的能量是根据能量转换原理，由给定重力 势能转换来的。绳子的拉力作为动力，将物体下落的势能尽可能的转 化为小车的动能，迚而克服阻力做功，尽可能使小车匀速运动。 转向方面：主要仿照自行车转向的方案，利用曲柄摇杆机构控制 小车的自动转向。
利用转向轮中心轴偏转，实现小车转向。本方案设 计中小车动力转变通过改变绳子绕在绳轮上丌同位置来改 变其输出，
小车运动轨迹示意图：
动力系统设计：
设计主体思路：首先利用重力势能转化成由绳子带 动可调的绳轮式原动机构带动后轮驱动小车的前迚。
理论计算数据：能量用4J计算可以得到运行最大距 离，但实际运行中，能量运用率无法达到100%，相互抵 消不否需要实验数据说明。
小车整体及外观初步设计：
小车底板设计：小车底板宽度180mm，总长度300mm， 前半部分采用等腰梯形，上底100mm，下底180mm， 高100mm，后半部分为矩形设计长为200mm，宽度为 180mm。底板厚度3mm。 重物支撑架设计：采用长度为600mm，宽度50mm，厚 度为3mm中部为空的塑料板，另外重物支撑架两边用两 根长度为300mm的塑料棒支撑。 转向装置设计：转向连杆统一采用直径1mm的硬质铝棒， 中轴采用钢棒。转向轮位于小车中轴线上，转向轮轴线不 前底板相距30mm。转向轮外径为50mm，最大宽度 15.625mm。 后轮驱动设计：后轮外径60mm，宽度为10mm，两轮 中轴线离后底板30mm，采用嵌入式放置，小齿轮位于两 后轮连线中心处。
无碳小车说明书
无碳小车设计说明书学院: 行知工学分院班级: 机械1３2班学生姓名:学号:指导老师：完成时间: 2015 年 6 月 1５日1、绪论1、1小车得设计命题设计一种小车,驱动其行走及转向得能量就是根据能量转换原理，由给定重力势能转换来得。
给定重力势能为４焦耳(取g=10m/s2)，设计时统一用质量为1Kg得重块(￠50×65 mm,普通碳钢）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。
如图1、1所示。
图1、１要求小车行走过程中完成所有动作所需得能量均由此重力势能转换获得,不可使用任何其她得能量来源。
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得竞赛场地。
要求小车为三轮结构,具体设计、材料选用及加工制作均由学生自主完成。
1、2小车得整体设计要求小车设计过程需要完成:机械设计、工艺方案设计、经济成本分析与工程管理方案设计。
命题中得工程管理项要求综合考虑材料、加工、制造成本等各方面因素,提出合理得工程计划。
设计能力项要求对参赛作品得设计具有创新性与规范性。
命题中得制造工艺能力项要求综合运用加工制造工艺得知识。
1、3小车得设计方法在小车得设计方法上，我们借鉴了参数化设计、优化设计、系统设计等现代设计发明理论方法。
采用CAXA、SoｌidWorｋｓ2０12等辅助软件设计。
２、设计方案2、１尺寸设计由于小车实在平面上运行,转弯半径较小,所以定小车得宽度为1５0mｍ,长度为150ｍm,使其能拥有更佳得灵活性。
如图2、1所示。
图2、12、2最大转角因为小车长为150mm，当绕过最大偏移距离为500mm得圆弧时能得到最大转角，如图3、2所示,即可得最大转角位2６、８9７°、如图２、2所示。
、、图２、2设曲柄长度为1０，已知最大转角位26、897°,由图2、3所示可知可得最大偏移距离图2、３偏移距离Ｌ=10 ／tan(２6、897°）=１９、７１mm2、３后轮直径设计传动机构得功能就是把动力与运动传递到转弯机构与驱动轮上。
2012学校无碳小车竞赛命题
哈尔滨工程大学第二届大学生工程训练综合能力竞赛命题2012-06-16全国大学生工程训练综合能力竞赛以“重在实践，鼓励创新”为指导思想，旨在加强大学生工程实践能力、创新意识和合作精神的培养，激发大学生进行科学研究与探索的兴趣，挖掘大学生的创新潜能与智慧，为优秀人才脱颖而出创造良好的条件。
此竞赛自2009年开赛以来，已连续进行了两届国赛，一致受到好评。
该竞赛最终的目的不是为了培养一小部分尖子生，而是要尽可能地让这样的活动得到普及，让更多学生参与并从中受益，得到锻炼。
为提高我校学生的工程训练综合能力，该竞赛将在我校长期全面开展，是我校学生科创活动和重要赛事之一。
根据“第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题与第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题”提出本次比赛命题三项，命题中要求参赛学生对参赛作品的设计应具有创新性。
哈尔滨工程大学第二届大学生工程训练综合能力竞赛命题本届比赛命题主题：本届竞赛命题主题为“无碳小车竞赛”。
要求经过一定的前期准备后，在集中比赛现场进行“无碳小车”运行竞赛。
本届竞赛设竞赛项目I、竞赛项目Ⅱ和竞赛项目Ⅲ。
一个参赛队只可参与一个项目比赛。
一、竞赛项目I直线轨迹前行的自行小车。
1.功能设计要求：给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。
以小车前行距离的远近来评定成绩。
给定重力势能为2.5焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为500g的重锤（φ50×32mm，普通碳钢）垂直下降来获得，落差200±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。
要求小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量形式。
小车具体采用结构不限（三轮、四轮结构均可），具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。
2.成绩评定：根据小车前行的距离（小车标志点与出发标准线的垂直距离），由远到近确定排名成绩。
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哈尔滨工程大学第二届大学生工程训练综合能力竞赛
命题
2012-06-16
全国大学生工程训练综合能力竞赛以“重在实践，鼓励创新”为指导思想，旨在加强大学生工程实践能力、创新意识和合作精神的培养，激发大学生进行科学研究与探索的兴趣，挖掘大学生的创新潜能与智慧，为优秀人才脱颖而出创造良好的条件。
此竞赛自2009年开赛以来，已连续进行了两届国赛，一致受到好评。
该竞赛最终的目的不是为了培养一小部分尖子生，而是要尽可能地让这样的活动得到普及，让更多学生参与并从中受益，得到锻炼。
为提高我校学生的工程训练综合能力，该竞赛将在我校长期全面开展，是我校学生科创活动和重要赛事之一。
根据“第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题与第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题”提出本次比赛命题三项，命题中要求参赛学生对参赛作品的设计应具有创新性。
哈尔滨工程大学第二届大学生
工程训练综合能力竞赛命题
本届比赛命题主题：
本届竞赛命题主题为“无碳小车竞赛”。
要求经过一定的前期准备后，在集中比赛现场进行“无碳小车”运行竞赛。
本届竞赛设竞赛项目I、竞赛项目Ⅱ和竞赛项目Ⅲ。
一个参赛队只可参与一个项目比赛。
一、竞赛项目I
直线轨迹前行的自行小车。
1.功能设计要求：
给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。
以小车前行距离的远近来评定成绩。
给定重力势能为2.5焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为500g的重锤（φ50×32mm，普通碳钢）垂直下降来获得，落差200±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。
要求小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量形式。
小车具体采用结构不限（三轮、四轮结构均可），具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。
2.成绩评定：
根据小车前行的距离（小车标志点与出发标准线的垂直距离），由远到近确定排名成绩。
图1：无碳小车示意图
1000
S
图2： 无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图
二、 竞赛项目Ⅱ
“S ”形轨迹绕行的自行小车。
1.功能设计要求：
给定一定重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械
能并以此驱动小车行走的装置。
要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量来源。
给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为1Kg 的重块（￠
50×65 mm ，普通碳钢）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，不允许掉落。
参赛小车要求具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能。
该自行
小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物（每间隔1米，放置一个直径20mm 、高200mm 的弹性障碍圆棒）。
要求小车为三轮结构，具体设计、材料选用以及加工制作均由参赛学生自主完
成。
2.成绩评定：
小车有效的绕障方法为：小车从赛道一侧越过一个障碍后，整体穿过赛道中线
且障碍物不被撞倒（擦碰障碍，但没碰倒者，视为通过）；重复上述动作，直至小车
停止。
小车有效的运行距离为：停止时小车距出发线最远端与出发线之间的垂直距离。
测量此距离，每米得2分，测量读数精确到厘米；每绕过一个障碍得8分（以小车整体越过赛道中线为准），一次绕过2个或2个以上障碍时只算1个；多次绕过同1个障碍时只算1次，障碍物被撞倒不得分；障碍物未倒，但被推出定点区域也不得分。
最后根据得分确定排名成绩。
图3：无碳小车示意图
图4：无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图
三、竞赛项目Ⅲ
“8”字形轨迹绕行的自行小车
1.功能设计要求：
给定一定重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并以此驱动小车行走的装置。
要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量来源。
给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为1Kg的重块（￠
50×65 mm，普通碳钢）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，不允许掉落。
参赛小车要求具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能。
小车绕相距400mm距离的两个障碍沿“8”字形轨迹行走，绕行时不可以撞倒障碍物。
障碍物为直径20mm、长200mm的弹性障碍圆棒，放置在半张标准乒乓球台的中线上。
要求小车为三轮结构，具体设计、材料选用以及加工制作均由参赛学生自主完成。
2.成绩评定：
有效的一个标准的“8”字绕障方式为：小车的行走轨迹为绕过两个障碍的“8”字形，两个障碍分别在“8”字的封闭环内。
比赛中，小车应重复上述动作，直至小车停止。
小车绕障过程中每完成一个标准的“8”字绕行得12分；完成“8”字绕行，只绕过1个障碍，得6分；完成“8”字绕行，没有绕过障碍，得2分；障碍物被撞倒或被推出定点区域，视为没有绕过障碍；擦碰障碍，障碍物未倒，也没将障碍物推出定点区域，视为通过，但要扣1分。
重锤脱离小车、小车停止或小车掉下球台比赛结束。
最后根据得分确定排名成绩。
图5：竞赛项目二所用乒乓球台及障碍设置图。