【中国青少年机器人竞赛 综合技能】综合技能教材
第十二届中国青少年机器人竞赛机器人综合技能小学组比赛须知
第十二届中国青少年机器人竞赛机器人综合技能小学组比赛须知⑴在准备区和比赛区不得用各种相机拍摄场地图或赛台。
⑵在2.5小时的准备时间内，可以在准备区和比赛区的赛台上进行调试，但每支参赛队不应长时间占用赛台。
在比赛区赛台上的调试必须在开始比赛前15分钟结束。
⑶根据本队使用的器材向裁判领取相应的编程软件光盘并自行安装到计算机上。
关于计算机使用方面的问题，可以要求裁判员或志愿者协助。
⑷ A、B、C三个赛台中央的8个拼装块的图形是完全一样的。
除“健身长跑”要在赛台中央的非十字线拼装块上完成外，其它要完成的任务分布在周围的16个十字线拼装块上，如下表所示：任务所在的拼装块编号点球大战巧避障碍保龄球健身长跑赛台A322非十字线赛台B6322赛台C63非十字线超出规定完成的任务不加分。
⑸提示：①各参赛队应按照场地图右上角所标的第一、二、三轮比赛所用的赛台的顺序，在2.5小时的准备时间内首先完成第一轮比赛的程序，剩余的时间及各轮之间的等候时间内再完成第二、三轮的程序。
②所发的场地图上有全部任务，对某一赛台编程时，可自己用一小纸片将该赛台上没有的任务盖住，以免混淆。
⑹完成“点球大战”任务击球时，机器人的部分结构可以伸入有“足球”的拼装块，但轮子不能进入该拼装块，否则，完成任务无效；完成“保龄球”或“巧避障碍”任务释放小球时，机器人的任何部分在地面的正投影不得进入有“球瓶”或障碍的拼装块，否则完成任务无效；完成健身长跑任务时机器人必须不脱离黑线地跑完所有的非十字拼装块（不要求连续）。
⑺准备时间结束后，机器人应在准备区边上列队。
参赛队在第一次上场前领取自己的机器人，此后，在两场比赛间隙可对自己的机器人进行调试，但只能使用准备区的赛台。
⑻允许以不正确的方式通过转弯标志，但每次要扣除5分。
允许从任何方向、任意多次地通过待命区。
⑼机器人启动及返回待命区时可以从锥台的任何方向下、上，不按黑线运动不是犯规。
比赛中，机器人可以多次通过待命区。
综合技能竞赛规则解析
6 清除月面障碍
目录
4.6.1 待清除的“障碍点”击用此去添掉加标标题签（或在罐外包一 层铝箔）的标准355毫升易拉罐表示，向上直立。罐 中装黄沙（不能采用液体），使重量达到500g。障 碍被布置在黑色引导线点或击此它添们加的标交题叉点上。 4.6.2 清理障碍的标准是把它移动到不再与黑色引导 线接触的地方。每成功清理一个障碍记20分，全部 清触理后加记计分。10分。机器人点击与此障添碍加所标在题 的拼装块脱离接 4.6.3 获得50分就算完成清理障碍任务。
记60分，标志超出原有拼装块扣10分，标志颠倒扣
10分。
点击此添加标题
4.7.3 得到50分即为完成树立标志任务。
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8 回收设备
目录
4.8.1 机器人将定点点观击测此任添加务标放题置在观测点上的探测设 备模型放回自己身上。回收的模型不得与地面接触。
4.8.2 机器人与探测设备所在的分区脱离接触后记分。 回收一个探测设备记4点0分击此，添回加收标第题二个探测设备记20分， 与地面接触的探测设备不记分。
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目录
10 休眠与唤醒
4.10.1 机器人到达某个规定的拼装块，机器人在地面 的投影应完全在该拼点装击块此内添，加标然题后静止不动（休眠）， 在不短于10秒钟后，开始以一个规定的方式（旋转、 前进、后退、按一定的要求开/关1个LED等）在指定 的拼装块内动作（唤点醒击）此。添加标题 4.10.2 完成休眠任务记20分；完成唤醒任务记40分。 在唤醒后动作过程中，机器人与地面的接触点（面） 每超出拼装块一次，点扣击5此分添。加标题 4.10.3 获得50分就算完成休眠与唤醒任务。
• #5 有两条连接正方形相邻两边中点的圆弧形黑色引导线，圆弧半 径为250mm，拼装时可能旋转90°。
青少年机器人综合技能比赛细则
倒下的骨牌数只要大于等于10，就是完成了多米诺 骨牌任务。
点球大战
在某个拼装块上有一个内 高80mm、内宽140mm、深 40mm的黑色球门。在以球 门中央为圆心、400 mm为 半径的圆弧上有3个放在小 橡皮圆环上的桔黄色乒乓 球。其中一个球正对球门 中央，另两球分居两边， 与第一个球相距不超过 150mm，如图3所示。机器 人每次只能把1个球踢进球 门，已经离开橡皮圆环的 球不能再踢。
经过比赛，学生们不仅完成自己的比赛机器人， 也提升了对科技的认识,利用科技来积极影响周 围世界。
机器人要从待命
综合技能比赛任务与规则 区启动，完成任
务后还要回到待
命区
场地中央有放置8块可换
拼装块的位置。可换拼装
比赛场地示意图（待命区的位置块前只的公是数布量。示和如意具果体可位换）置拼在装赛块
在中国青少年机器人竞赛中设置机器人综合技能比 赛的目的是检验青少年对机器人技术的理解和掌握 程度，激发我国青少年对机器人技术的兴趣，培养 动手、动脑的能力。
综合技能比赛主题 第十一届的三个比赛 场地都是一样的
第十二届机器人综合技能比赛的主题为 “机器人嘉年华”
比赛中，参赛队要在三个有不同任务的场地上运 行自己的机器人，机器人从待命区出发，在尽可 能短的时间内展示自己的各种技能，完成规定任 务，获取尽可能高的得分。
不足8块，由带黑色十字
引导线的固定拼装块补足
机器人要完成的任务 一般分布在场地周围 的16块带黑色十字引 导线的固定拼装块中。
机器人待命区 （十如字图或1丁）字：交长叉 5处0转0m弯m标、志宽（如 5图020）mm：的机锥器台人机在 器遇人到要转从弯待标命志区时 启应动按， 图完示成正任确务动 后作还通要过回转到弯待标命志。 区。
中国青少年机器人竞赛真题集
中国青少年机器人竞赛真题集第一题：机器人行走机器人竞赛是一个充满创意和挑战的活动，参赛选手需要设计和编程机器人来完成各种任务。
其中一项基础技能是机器人的行走能力。
机器人行走的关键在于稳定性和灵活性。
选手需要保证机器人在行走时不失去平衡，同时能够适应不同的地形和环境。
一种常见的机器人行走模式是使用四条腿。
这种设计可以提供更好的稳定性和适应性，因为四条腿可以分别控制，改变机器人的步幅和步态。
选手可以通过调整机器人的腿部关节的角度和位置来实现前进、后退、转向等动作。
另一种常见的机器人行走模式是使用轮子。
这种设计可以提供更好的速度和灵活性，但在不平坦的地形上可能会面临一些挑战。
选手可以通过增加机器人的轮子数量或者调整轮子的尺寸和摆放位置来改善机器人在不同地形上的行走能力。
除了机器人的机械结构，编程也起着重要的作用。
选手需要编写代码来控制机器人的运动，包括行走的速度、方向和步态等。
编程语言的选择也是一个关键因素，常见的编程语言包括C++，Python等。
机器人行走是机器人竞赛的基础，也是其他任务的前提。
通过不断练习和改进，参赛选手可以提高机器人的行走能力，为后续的竞赛任务做好准备。
第二题：机器人拼图机器人拼图是中国青少年机器人竞赛中的一项任务，要求选手设计和编程机器人完成一个拼图的挑战。
在机器人拼图的任务中，选手需要将散落在地板上的拼图块重新组合成完整的图案。
这项任务考验了机器人的视觉识别能力和手眼协调能力。
为了完成这个任务，选手需要首先设计机器人的摄像头系统。
摄像头可以将地板上的拼图块进行拍照并传输给机器人的控制系统。
接下来，选手需要编写代码来分析图像中的拼图块，识别拼图块之间的关系，判断拼图块的正确位置。
一旦机器人完成了图像识别，选手需要设计机器人的机械臂系统。
机械臂可以根据图像识别结果的指导，精确地抓取并移动拼图块，将其放置到正确的位置。
机器人拼图任务的难点在于对图像的处理和识别。
由于光线和角度的变化，图像中的拼图块可能会发生形变或者变形。
全国青少年机器人技术等级考试详细介绍说课材料
全国青少年机器人技术等级考试详细介绍全国青少年机器人技术等级考试班纳机器人授权培训介绍全国青少年机器人技术等级考试是由中国电子学会发起的面向青少年机器人技术能力水平的社会化评价项目。
中国电子学会是工业和信息化部直属事业单位，是中国科学技术协会的团体会员单位。
全国青少年机器人技术等级考试面向青少年群体的年龄为6-18周岁，学级为小学1年级至高中3年级。
全国青少年机器人技术等级考试设有独立的标准工作组、教材编写组和考试服务组。
考试采用在线计算机考试与动手实际操作考试相结合的方式。
考试标准汲取国内外高校的人才选拔标准，支持创客教育的实践与工程化理念，全面考察青少年在机构结构、电子电路、软件编程、智能硬件应用、传感器应用、通信等方面的知识能力和实践能力。
等级考试不指定任何机器人器材品牌型号，全面体现考试标准的公正性、权威性与前沿性。
中文名全国青少年机器人技术等级考试外文名QualificationCertifyforNationalYouthRoboticsLevelTest全国青少年机器人技术等级考试项目说明技术发展背景机器人技术是当今全球工业现代化进程中必不可少的关键技术。
国务院总理李克强在政府工作报告中提出，中国推动产业结构迈向中高端，要实施“中国制造2025”,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。
无论是“工业4.0”还是“中国制造2025”，都离不开机器人技术的研发、应用和推广。
国务院总理李克强在2015年的政府工作报告中提出，中国推动产业结构迈向中高端，要实施“中国制造2025”,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国。
高端制造业的发展，对未来人才队伍的建设提出了更高的要求和挑战。
在我国规模庞大的青少年群体中，及早准备，提前布局，打造具有相关理论知识、技术能力和创造能力的机器人青少年群体，对于在“十三五”到“十四五”期间，我国顺利实现制造业转型升级，获取未来10至20年的国家人才竞争力，至关重要。
全国青少年机器人技术等级考试三级教材
《全国青少年机器人技术等级考试三级教材》是由中国电子学会编写的一本机器人技术等级考试教材，适合 8-15 岁的青少年学习。
本教材主要介绍了机器人的基础知识和基本操作，包括传感器、电机、编程等方面的内容。
同时，教材还注重培养学生的创造力和实践能力，鼓励学生自己动手制作机器人，并在实践中不断探索和尝试。
以下是本教材的主要内容：
1. 机器人的定义和发展史：介绍机器人的定义、发展历程和未来趋势。
2. 机器人的组成和分类：介绍机器人的组成部分和不同类型的机器人。
3. 传感器的基础知识：介绍传感器的种类、工作原理和应用领域。
4. 电机的基础知识：介绍电机的种类、工作原理和驱动方式。
5. 编程基础：介绍编程的基本概念、编程语言和编程工具。
6. 机器人的控制：介绍机器人的控制方式和控制电路。
7. 机器人的应用：介绍机器人在各个领域的应用和发展前景。
8. 机器人的制作：介绍如何制作简单的机器人，包括材料选择、设计和组装等。
本教材内容丰富，形式多样，适合青少年的学习特点。
通过学习本教材，学生可以掌握机器人的基础知识和基本操作，提高自己的创造力和实践能力。
同时，教材还注重培养学生的团队合作精神和创新意识，为学生的未来发展打下良好的基础。
综合技能赛简介
2014年综合技能竞赛整机
2015年综合技能竞赛整机
大功率伺服 器马达
伺服驱动板
双轴马达 伺服器马达
稳压驱动板
X2控制器 伺服器马达
颜色传感器 月岩马达
测试马达方向
由于马达从出厂到应用，驱动方向会有所不同，需要人手去操作设置好马达的方向。
设置方法：
打开电源，点击屏 幕这里
点击编 码马达
设置方向键
先使用
(GoLineSlowTime)模块让机器人走
到BC之间，再进入数线程序，提高成功率。
案例操作讲解
案子二：
我们假设它将要在B出口停止，那么将其分解出 来就是，先用 模块的1号传感器检测到A段， 然后左转。再用 的7号通道，右转，再一次
使用1号传感器，应该就能够到达B点了，于 是就得到如下程序。
基本模块简要说明
GoLineSlowTime
图标：
说明：慢速GoLine时间模块（一个左上角有个S，一般走没有交 叉线路的拼装图可以使用它来穿过，例如S形状和弓形）。 参数：1个 Time：要走的时间，单位1/100秒
基本模块简要说明
图标：
TuanLeft
Tuan说明：在十字交叉路 口右转90°的模块。 参数：0个
无交叉线路 (简易型)
有交错线路的规则组合图形
案例操作讲解
案子一：
想让车子由A点到达C点，可以使用（GoLineSlow）
模块，1号和7光感同时检测到两端黑线，就到达C
点的。但是机器人在运行A到B段的过程中，由于转
弯幅度比较大，可能存在误判，最保险的方法就是
然后马达会根据进度条的进程 开始运动，如果进度条都是正 数的时候，左右马达一同向前， 则方向正确，不用调整。如果 方向不对，就点击上图所示的 “设置方向键”，设置到一同 向前，一同向后即可。
第十八届中国青少年机器人竞赛机器人 比赛主题与规则(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】第十八届中国青少年机器人竞赛机器人综合技能比赛主题与规则1机器人综合技能比赛简介机器人综合技能比赛是中国青少年机器人竞赛项目之一。
其活动对象为中小学生，要求参加比赛的代表队在现场自行拼装机器人、编制机器人运行程序、调试和操作机器人。
参赛的机器人是程序控制的，可以在赛前公布的竞赛场地上，按照本规则进行比赛活动。
在中国青少年机器人竞赛中设置机器人综合技能比赛的目的是检验青少年对机器人技术的理解和掌握程度，激发我国青少年对机器人技术的兴趣，培养动手、动脑的能力。
2比赛主题本届机器人综合技能比赛的主题为“海洋开发”。
海洋是地球上最广阔的水体，自古以来人类就与海洋有着密切的联系，海洋能源、资源的开发与利用，是人类维持自身的生存与发展，拓展生存空间的可行途径。
人类的海洋经济活动以及建立的海洋经济关系，经历了一个漫长的历史发展过程，如今向海洋进军，开发利用海洋资源，成为现今扩大人类生存空间、增加资源储备的重要出路。
世界各国对海洋资源和开发高度关注，不断强化海洋发展战略，运用高科技进行海洋的开发与管理。
中国正是这样一个海洋国家，而且是世界上最早开发、利用海洋，发展海洋经济的国家之一。
海洋开发可分为海洋油气资源、生物资源、海洋能源、海水综合利用和海洋环境保护等专项开发技术。
现代海洋开发活动中，海洋石油、天然气的开发、海洋捕捞属于已成熟的产业，正在进行技术改造和进一步扩大生产。
海水淡化、潮汐发电、海底隧道等正在迅速发展，因此海洋开发具有极大的发展前景。
本届比赛就是用机器人模拟海洋资源开发，加深青少年对海洋这个大宝库的了解，培养青少年的海洋、海权意识和科技探索能力。
3比赛场地与环境3.1场地图1是比赛场地的示意图，待命区的位置只是示意。
图1 比赛场地示意图3.2赛场规格与要求3.21机器人比赛场内部是拼装块拼接而成。
场地四周装有白色木质围栏，栏高200mm，厚15～20mm。
为提高参赛队应变能力，正式比赛的场地会有变化，场地长度为3-6米，宽度2-4米；基础拼装块为用厚15～20mm、长500mm、宽500mm 的木工板，有可能进行100%-200%的等比例放大，场地道具尺寸不变。
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端口说明
用户 按钮
从上至下： 信号 正极 负极
从右至左： 1~16:全部舵机口 123456‥‥
主机—竞赛扩展板组合
看清楚主机正反前后，避免 与竞赛扩展板组合时出错
检查好是否有堵住的孔位， 以及主机上的排阵是否完好
功率驱动板
大功率自带稳压功能，适合于轨迹类项目，如综合技 能等，每路驱动能力强，且能实现变速、变向及刹车 功能。(详情参考2路大功率驱动板产品手册)
轴承
45×36×51mm 70g
0-300°
0.32°
半双工异步串行总线
当AI舵机连接电源且开关打开，指示 灯会闪烁红光。
用于安装AI舵机到机器人结构上，使 用M2.5螺丝。
安装孔
2个，用于连接主机、电源和开关，或进行AI舵机的串联。
指示灯
具体接线 及使用说 明详见附
录5
接串口
注意事项 当AI舵机连接电源且开关打开时，禁止手动转动舵机。
注意检测马达接线 处的焊点是否牢固
注意：安装之前对马达进行检测，确保马达 是没有损坏。
数字指南针
数字指南针传感器用于检测球门方位，并能分析机器人 进攻，防守方向，便于机器人快速采取策略。此传感器 采用32位STM机器人V2.0的扩展接口。(详情参考数字 指南针传感器V2.0产品手册)
连接线(黑色接地) 校正按钮
主机供电接口
大功率供电接口
基本检测
1.机器的组装检测
马达驱动的检测
确保马达已经与大功率正确连接，如图所示
基本检测
1.机器的组装检测
大功率与主机接口的检测
确保大功率与主机的连接线正常，如图所示
基本检测
2.马达的测试
首先将大功率开关打开，再将主机开关打开，如图所示
开关已标注
点击测试进入下一界面
点击 测试
机器人的组装
第一步：将所有的配件和工具准备好,如下图所示
安 装 视 频
机器人的组装
第二步：首先对底盘进行组装
1.安装马达和轮子及辅助套件
机器人的组装
2.安装多通道灰度传感器
机器人的组装
3.安装大功率驱动板
机器人的组装
4.安装主机及连接线的对应连接
机器人的组装
第三步：上层板的组装
安装需要用到的舵机
长、宽、高、重 63*46*11mm，27.7g
竞赛扩展板
IIC口：
详
从左至右依次是
情
信号 信号 正极 负极
参 考
充电口
翼
电源接口
动
竞 主机与扩展
赛
板组合接口
接
口 主机开关
板
布 复位 局 按钮
介
绍
从左至右：
1~12:模数复用口
13~16：舵4321
扩展口0
扩展口1
串口： 从左至右依次是 信号 信号 正极 负极
马达连接0号 口
供主机电源 输出
马达连接1号 口
电源输入口
马大控制线 接口
电源开关
输出电压调节 （电位器）
给大功率进行供电时，一定要确 保大功率电源开关处于关闭状态。
双轴减速电机
双轴减速电机具有很好的同步性，特别适合用于走轨迹 类的项目中，机器人在进行转弯的时候，能够达到很好 的效果，而且易于安装和拆卸，是比赛类项目的理想选 择。(详情参考2路大功率驱动板产品手册)
内置电源开关 默认向右(开)
USB 下 载 程序接口
TF卡插口
翼动主控操作界面
程序运行 测试程序
存放程序 其他
开机正常 显示界面
主控参数技术指标 C 内 核 采用RAM contex内核；
P 存 储 6M内部存储，最大支持4GTF 卡扩展； Flash 存储器至少可
U
擦除/编程100,000 次，保存数
“一”是开，“O”是 关
基本检测，默认左马达为0，右马达为1
在进行马达测试时也可以同时检测两个马达，直接点击下面的加 减，此时两个马 达会同步进行转动，点击加减分别看马达正反转 是否正常(范围-100~+100)。
基本检测
3.伺服舵机的测试
首先进入测试，点击舵机，(默认是普通舵机)如果有安装普通伺 服舵机，那么就会以默认的125°动作一下，此时，可根据伺服 舵机的接口来选择控制端口，通过加减来对伺服舵机进行测试： 分别达到最大和最小，看看伺舵机是否正常.
指示灯(共12颗)
注意：指南针接主机串口，注意方向，裸露的铜皮 朝外(即背对主机)。指南针校正详见附录2
多通道灰度
多通道灰度传感器用于检测地面黑线，传感器由7个独 立检测模块组成，呈直线排列。传感器的数据传输使用 扩展接口. (详情参考多通道灰度V3.0产品手册)
黑线指示灯 电源指示灯 扩展接口
IIC接口 校正按钮
据的时间长达100年；
类 型
名称
数 量
描述
现场参 数调试
1 支持
液晶显
彩屏、触摸屏
示 1 （2.4”240*320），支持
主
中文；
机 功能按 参钮
2
复位键1个、用户按钮1个；
数 外部存 储
1
最大支持4GTF卡扩展（用 户扩展）
下 USB 载
1
USB2.0全速下载接口，升 级系统；
蓝牙 1 内置，下载程序及通讯；
机器人的组装
第四步：将底板与上层板进行组合准备
机器人的组装
第四步：机器人组装完成
给机器供电 之前，确保 主机开关和 大功率开关 都处于关闭
状态
具体安装步骤
可参考安装视 频
基本检测
1.机器的组装检测
电源的检测
主机的电源，大功率的电源及AI数字舵机的电源开关进行检查(此舵机没 有可以不检查)，确保所有电源都已经插好并且没有插错。如下图所示。
综合技能 基础教材
硬件环境
主控平台
纳英特智能机器人平台采用 ST 公司的STM32F103VET6 作为主控 制器，内核采用了 ARM公司 Cortex -M3 存储容量大，运行速度 快、外围接口丰富、稳定可靠，支持图形化及 C 语言编程，同时 兼容原配件，是进行竞赛、教学的理想选择。(详情参考翼动主控 用户手册)
普通伺服舵机
普通伺服舵机不仅易于控制，而且便于安装，其角度的 灵活性对于完成任务有很大的帮助，是做机械手臂的理 想选择 (抓取、搬移、聚拢、击打、升降、翻转等)，也 是目前机器人项目中常用的伺服舵机之一。详见附录4
安装之前注意检 查舵机是否正常
注意接线： 黑线接主机 负极 红线接主机 正极 橙色接主机 信号线
数字伺服舵机
名称 简介
AI舵机V1.0
产品编码
AI舵机是内部有位置反馈的一种电机，可以精确地指定一个角度，它会自动移向并停 留在指定的角度。可用来制作手臂、腿和其它来回移动而不是转圈的机械附属肢体。
额定电压 静态电流
尺寸 重量 控制角度 分辨率 通信类型
指示灯 轴承 安装孔
串行接口
DC6-12V <25mA