中科技能大赛机器人.docx

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中科技能大赛机器人

“2012年全国职业院校技能大赛”中职组

机器人技术应用赛项规程

一、竞赛名称

机器人技术应用

二、竞赛目的

通过技能大赛促进工学结合人才培养和课程改革与创新的步伐，探索培养企业需要的机器人使用、维护的高素质技能型人才新途径、新方法。

本方案以机器人技术为背景，通过仓储运输等工业化现场模拟为载体，提炼竞赛内容；按照技术应用要求和安装调试（反映动手能力和基本技能要求）的实际过程编排竞赛过程；检阅参赛队组织管理、团队协作、工作效率、质量与成本控制、安全意识等职业素养；引导职业学校关注行业在“机器人技术应用”方面的发展趋势及新技术的应用；物化竞赛结果，提高竞赛成绩评定的客观性，增强观赏性和扩大宣传效应。

促进智能机器人技术（机器人设备安装、调试、维护、使用）的普及。

三、竞赛方式与内容

（一）竞赛方式

本项目为团队比赛，每个省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团、单列市选派4支代表队，每个参赛队由3名选手（设场上队长一名）和2名指导教师组成。

参赛队组成专业类型包括：

信息技术、电子信息技术、加工制造专业类（含计算机、电子技术、自动控制、机电、微电子技术、电子电气应用、电力应用、光伏发电技术应用、计算机技术应用）等。

（二）竞赛内容

1.比赛场地

图1场地立体效果图

图2场地立体效果图

本场地模拟了一个自动装配线的布局。

（

）尺寸：

大小为4米*6米。

其中外围档板高10cm，材质为木工板。

（2）工位区：

共有5个，比赛开始后，机器人将在指定工位上摆放指定数量工件，工位区编号从1~5，其中5号工位区位置不变，1~4号工位区位置、方向可变，图1中区域标示线标注的是1~4号工位在场地上可能摆放的位置。

（3）出发区：

机器人正式启动前所停泊的区域。

（4）工件：

使用尼龙材料，8个工件，工件编号从1号~8号。

（5）工件存放区：

比赛开始时，工件存放区叠加放置了8个工件，共分2列，一列工件1~工件4从下到上依次叠放，另一列工件5~工件8从下到上依次叠放（如图1所示）。

比赛场地上工位的位置、工位的朝向、每个工位上需要放置的工件数量、工件编号都是随机的，在大赛开始时，现场公布。

（6）终点区：

机器人结束全部任务后所停泊的区域。

所有比赛道具的图纸请见附件，各参赛学校可以根据图纸自行制作，也可以向大赛合作企业购买。

2.比赛机器人

大赛的机器人设备采用北京中科远洋科技有限公司的ZKRT-300型机器人综合实训平台，每个参赛队必须使用指定的机器人平台，否则不得参加比赛。

正式比赛所用的机器人设备必须以零件方式由各个参赛队带到比赛现场。

3.比赛使用工具和量具

比赛使用工具和量具自带，下面所列工具仅作参考：

（1）内六角扳手1套

（2）孔用卡簧钳1把、轴用卡簧钳1把

（3）6"活络扳手1把

（4）尖嘴钳2把

（5）十字螺丝刀2把

（6）一字螺丝刀1把

（7）小锤子1把

（8）平口钳（80mm）1台

（9）Φ25、Φ34铜棒各一根

（10）润滑油枪1把

（11）剥线钳1把

（12）压线钳1把

（13）万用表1只

（14）电铬铁1把

（15）呆扳手1套

（16）工位器具和工装

（17）其它辅助工具和材料

禁止使用汽油、煤油、柴油或其它易燃物品作为清洗剂。

四、竞赛规则

（一）任务要求

参赛队的比赛包括3个阶段

1.机器人的装配阶段

参赛队员在规定的时间内在安装工位从零件开始组装机器人，并进行现场编程。

（1）按照机械装配图组装机器人设备

主要装配任务是：

①行走轮组件装配

②槽轮回转机构装配

③丝杠升降机构装配

④同步带平移机构装配

⑤双曲线槽轮手爪机构装配

⑥总装

（2）按照电路图连接机器人电路

主要装配任务是：

①电机线走线

②传感器安装、走线

③电路板走线

④压线端子、穿线号

⑤接线

⑥电缆拖链安装

机器人的部分电路连接线在比赛时将由参赛队利用现场提供的导线重新接线（包括确定线长、压线端子、穿线号）

（3）根据赛前公布的场地布置图和具体任务编写机器人工作程序，并进行调试。

（4）参赛队机器人装配完成后，就可以向裁判申请进行功能测试，功能测试完毕，裁判将记录装配时间，以后，参赛队不允许再进行任何装配工作。

（5）本阶段比赛时间为4小时，参赛队可以提前向裁判提请装配结束，并进行功能测试。

2.机器人试运行阶段

（1）此阶段由裁判安排到比赛场地上调试机器人运行程序。

（2）本阶段时间为30分钟。

（3）本阶段，参赛队不允许再进行任何装配工作，若机器人发生故障，经裁判允许，可以进行修理。

（4）运行程序调试完毕，就可以向裁判申请进行任务运行测试。

3.机器人运行阶段

此阶段，机器人在比赛场地上完成任务。

（1）让机器人从出发区启动运行；

（2）机器人沿白色引导线前进,运行至工件存放区抓取工件；

（3）沿白色引导线继续运行至第一个指定工位,向工位上摆放指定编号的工件；

（4）机器人继续运行至下一个指定工位摆放指定编号工件；

（5）依此类推,直到指定工位上都有相应工件摆放；

（6）机器人在每个工位上需要摆放的工件编号在赛前公布；

（7）机器人继续运行直至任务完成后回到终点区停止，裁判记录最终得分和完成时间。

（8）本阶段比赛时间为30分钟。

（9）机器人在出发区放置完毕后，操作机器人的队员必须立即退出赛地，站在木质围栏外。

（10）一旦机器人启动，参赛队员不得接触机器人。

（11）当运行时，机器人发生故障时，参赛队可以向裁判申请“重试”机器人，“重试”的申请被裁判允许后，参赛队员必须把机器人搬回到机器人启动区，并尽快启动。

（12）“重试”时，机器人的任何部件均不能更换，机器人的能源也不能补充或增加，工件状态可保持不变，也可将工件全部恢复至比赛开始状态。

五、评分方式与奖项设定

（一）评分方式

根据参赛队在规定的时间内完成工作任务的情况，结合维修电工国家职业标准高级工的技能要求进行评分，满分为100分。

参赛队的成绩由运行任务分（占总分38%）、运行任务时间分（占总分10%）、功能实现分（占总分22%）、装配时间分（占总分10%）、装配工艺分（占总分15%）和职业与安全意识分（占总分5%）组成。

1.运行任务分38分

机器人需要按照任务要求在指定的工位上摆放8个工件，每一个工位上需要放置指定编号的工件，正确放置的工件4分/个；在一个工位上放置2个工件时，可以并排放置，也可以堆叠放置，若实现堆叠，则上部工件得6分。

2.功能实现分22分

装配完成的机器人具备了下列几种功能，则获得相应得分：

（1）机械手实现回转功能，得3分；

测试方法：

机械手先逆时针旋转180度，停止5秒，再顺时针旋转180度后停止。

（2）机械手实现上升、下降功能，各得4分；

测试方法：

①上升：

机械手从最低位上升，分别在4个位置处停止5秒，直至最高位停止。

②下降：

机械手从最高位下降，分别在4个位置处停止5秒，直至最低位停止。

（3）机械手实现平移功能，得3分；

测试方法：

机械手从最前端开始向后移动，直至最后端停止5秒，再反向运动，直至最前端停止。

（4）机械手实现夹紧、松开功能，各得2分；

测试方法：

机械手夹紧一个工件后持续5秒，再松开到位。

（5）机器人底盘实现前进、后退、左转、右转功能，各得1分。

测试方法：

机器人以恒定速度前进5秒，停止3秒，再以同样速度后退5秒，停止3秒，左转90度，停止3秒，右转90度后停止。

3.装配时间分10分

将所有参赛队的装配完成时间，按照从小到大顺序排列，再以10%间隔分成第1-第10个区间，第1区间的参赛队得10分，第2区间的参赛队得9分，以后各区间以此类推。

4.任务运行时间分10分

将所有参赛队的任务运行完成时间，按照从小到大顺序排列，再以10%间隔分成第1-第10个区间，第1区间的参赛队得10分，第2区间的参赛队得9分，以后各区间以此类推。

5.装配工艺分15分

设备组装与调试的工艺步骤合理，方法正确，测量工具的使用符合规范；电路与气路连接、布线符合工艺要求、安全要求和技术要求，整齐、美观、可靠。

主要从以下几个指标考核：

（1）零件表面无锈迹、油污、毛刺、损伤的现象

（2）零件堆放整齐规范，场地整洁，布局合理

（3）装配文件齐全、装配工艺文件制订规范

（4）严格执行操作安全规程

（5）按照装配工艺文件要求进行装配

（6）过盈配合面、滑动部件表面装配加润滑油

（7）轴承准确定位，装配工艺正确

（8）带轮装配方法正确，同步带松紧合适

（9）装配流程合理

（10）装配过程中无损伤零件

（11）装配后外形美观整洁，排线整齐

（12）机械零件连接紧固，正确，电气接线符合要求

（13）运动部件运转灵活，无卡阻、爬行现象；运动过程中，电线不与其它零件发生碰擦

（14）调试过程中无失控现象，没有碰撞、过载或其它损伤机械零件的行为，电气零件无烧坏现象

6.职业与安全意识5分

完成工作任务的所有操作符合安全操作规程；工具摆放、包装物品、导线线头等的处理，符合职业岗位的要求和相关行业标准；遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱惜赛场的设备和器材，保持工位的整洁。

7.违规扣分

选手有下列情形，需从比赛成绩中扣分：

（1）在完成工作任务的过程中，因操作不当破坏赛场提供的设备，视情节扣5-10分；

（2）出现污染赛场环境，工具遗忘在赛场等不符合职业规范的行为，视情节扣3-6分。

（3）在机器人装配结束功能测试完成后，若更换零件，则视情节扣2-10分。

8.成绩评定方式

比赛成绩按照总得分从高到底排列，若总得分相同，则按照完成运行任务的得分排名，得分高的队伍排名在前；若得分相同，则按照完成运行任务的时间排名，用时少的队伍排名在前；若用时相同，则由裁判组综合评定。

（二）奖项设定

竞赛设参赛选手团体奖，一等奖占比10%，二等奖占比20%，三等奖占比30%。

获得一等奖的参赛队指导教师由组委会颁发优秀指导教师证书。

六、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，均可提出申诉。

2.申诉应在竞赛结束后2小时内提出，超过时效将不予受理。

申诉时，应按照规定的程序由参赛队领队向相应赛项仲裁工作组递交书面申诉报告。

报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及到的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。

事实依据不充分、仅凭主观臆断的申诉将不予受理。

申诉报告须有申诉的参赛选手、领队签名。

3.赛项仲裁工作组收到申诉报告后，应根据申诉事由进行审查，6小时内书面通知申诉方，告知申诉处理结果。

如受理申诉，要通知申诉方举办听证会的时间和地点；如不受理申诉，要说明理由。

4.申诉人不得无故拒不接受处理结果，不允许采取过激行为刁难、攻击工作人员，否则视为放弃申诉。

申诉人不满意赛项仲裁工作组的处理结果的，可向大赛赛区仲裁委员会提出复议申请。

（二）仲裁

大赛采用两级仲裁机制。

赛项设仲裁工作组，赛区设仲裁委员会。

赛项仲裁工作组接受由代表队领队提出的对裁判结果的申诉。

大赛执委会办公室选派人员参加赛区仲裁委员会工作。

赛项仲裁工作组在接到申诉后的2小时内组织复议，并及时反馈复议结果。

申诉方对复议结果仍有异议，可由省（市）领队向赛区仲裁委员会提出申诉。

赛区仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。

七、备注

本规则解释权归机器人项目专家组。

“2012年全国职业院校技能大赛”

中职组机器人赛项技术规范

一、赛场环境

（一）比赛用场馆

比赛场馆分为正式场地和准备场地。

1.正式比赛场地

比赛场馆需要大约1600-2000平方米空间，需要提供足够的的灯光设备。

包括一些以下部分：

（1）4米*6米的正式比赛场地4个。

（2）大屏幕计时装置，用于倒计时。

2.比赛准备场地

主要用于参赛队机器人的准备、维修、调试场地。

每个参赛队拥有一个大约9平方米的安装工位，内部配有电源5孔插座1个，参赛队标牌。

（二）比赛场地及道具

1.场地示意图

2.比赛场地规格

比赛在方形场地（6000mm╳4000mm）上进行，场地四周有木质围栏（高100mm，厚30mm）。

比赛场地的地板是20mm厚的木板，表层为深绿色贴面板（刷乳胶漆）。

3.比赛道具

（1）工位存放区：

叠加放置了8个工件。

（2）出发区：

机器人正式启动前所停泊的区域，上铺设蓝色贴纸。

（3）终点区：

机器人任务完成后所停泊的区域，上铺设蓝色贴纸。

（4）工位区：

共有5个，比赛开始后，机器人将在工位区上摆放指定编号的工件。

（5）工件：

使用尼龙，8个工件，工件编号从1号~8号。

二、竞赛设备技术平台

（一）竞赛机器人

竞赛机器人采用北京中科远洋科技有限公司的ZKRT-300型机器人综合实训平台。

机器人综合实训平台是面向中职和高职院校的机器人实训室所开发的机器人实训平台，可以针对中高职院校的机电、自动化、机器人、电子信息等专业提供综合性实训教学。

包括一台自动堆垛式载运机器人，以及用于进一步扩展的电机、机械臂、输送机构、夹紧机构，光电、超声、红外等传感器，扩展控制电路，实训用教材等。

该机器人由控制电路、各种传感器、运动底盘、回转部件、平移部件、升降部件、夹紧部件等组成。

机械部件中涵盖了工业上常用的丝杠传动机构、槽轮机构、同步带机构、凸轮机构以及矩形线性滚动导轨、圆柱导杆式线性滚动导轨等，工业化、精密化设计。

底盘由表面氧化处理铝板加工而成，是安装其它工作部件的平台。

底盘下方安装有巡线传感器用于感知场地上所贴的白色引导条信息，在控制电路控制下可以沿着白条巡线前进，并通过对十字交叉点的计数掌握机器人在场地上的具体位置，实现全场定位。

底盘采用后轮驱动的3轮式车体，行走性能较好，控制方便灵活。

两个后轮由两个直流减速电机通过同步带机构实现差速驱动，可方便地控制机器人的行驶路径，并且转弯半径小，转向灵活。

循线传感器装在前轮附近，保证机器人良好的循线性能。

回转部件由90度槽轮机构实现，每次动作回转90度，可连续回转两次实现180度回转。

槽轮机构可实现高精度回转定位。

前后平移部件采用同步带传动方式，线性滚动导轨组件导向，运动速度高、噪音低、行程长。

升降部件由直流电机、丝杠螺母和线性流动导轨组件等组成，利用接近开关实现多个位置的控制。

平行夹紧机构采用双曲线槽凸轮机构，保证夹紧机构有良好的适应性和对中性能，夹紧可靠方便。

（二）比赛用器材

1.6米*4米的比赛场地：

数量4；

2.工件存放区：

采用铝合金型材，具体尺寸见附件，数量1；

3.工位区：

采用铝合金型材，具体尺寸见附件，数量5;

4.工件：

采用尼龙，数量8;

5.测试仪器：

台式电脑、优利德万用表、优利德示波器（含频率计）;

6.精密电子秤1台：

最大称重100kg，精确到小数点后2位。

“2012年全国职业院校技能大赛”

中职组机器人赛项须知

一、参赛队须知

1.参赛队选手在报名获得确认后，原则上不再更换，如筹备过程中，选手因故不能参赛，所在学校需出具书面说明并按相关参赛选手资格补充人员并接受审核；竞赛开始后，参赛队不得更换参赛选手，允许队员缺席比赛。

2.参赛队自带计算机、竞赛机器人（以散件方式）、设备附件和工具等，但不能使用存在不安全因素的工具；大赛统一提供每队一路电源，提供一定数量计算机和仪器设备作为参赛队应急使用。

3.参赛队使用的所有机器人部件及所用工具随身携带、使用货运卡车或者托运方式运到承办校。

4.参赛队在报到时将机器人和配件以散件方式运到比赛安装工位，并接受裁判检查。

5.各参赛队正式比赛在正式比赛期间，禁止使用通讯工具，准时进场、准时离场，不得无故拖延。

6.参赛队携带机器人到达比赛场地后，必须服从工作人员指挥。

7.参赛队对大赛组委会以后发布的所有文件都要仔细阅读，确切了解大赛时间安排、评判细节等，以保证顺利参加大赛。

8.对于本规则没有规定的行为，裁判组有全权做出裁决。

在有争议的情况下，裁判的裁决是最终裁决，任何媒体资料都不做参考。

9.对规则的任何修改将由组委会以“常见问题FAQ”的形式发布。

10.竞赛所用的平台统一由赛项组委会及主办方提供，不得使用非指定平台，如有违反，以舞弊论处，取消该队参赛资格。

11.本规程中未说明的道具重量和尺寸的允许误差均为±5%。

12.本竞赛项目的解释权归大赛组委会。

二、指导教师须知

1.每个参赛队可配主、副指导教师各一名，指导教师经报名、审核后确定，一经确定不得更换。

允许指导教师缺席比赛。

2.在正式比赛阶段，不允许指导教师上场指导，禁止使用通讯工具。

准时进场、准时离场，不得无故拖延。

三、竞赛选手须知

1.参赛选手应严格遵守赛场规章、操作规程和工艺准则，保证人身及设备安全，接受裁判员的监督和警示，文明竞赛。

2.选手凭证入场，在赛场内操作期间要始终佩带参赛凭证以备检查。

3.上场比赛期间，选手禁止携带使用通讯工具。

4.竞赛过程中，因严重操作失误或安全事故不能进行比赛的（例如因所设计的电路板发生短路导致机器人起火的），现场裁判员有权中止该队比赛。

5.比赛阶段，参赛选手在安装工位内活动，不得影响其他参赛队的工作、不得进入其他参赛队的工作区域，违者取消参赛队比赛资格。

6.参赛选手在安装工位内组装、调试机器人时，不能破坏准备场地内的任何器材和地面，否则取消参赛队比赛资格。

7.在参赛期间，选手应当注意保持工作环境及设备摆放符合企业生产“5S”的原则。

四、赛场管理须知

1.竞赛现场设现场裁判组，负责监督检查参赛队安全有序竞赛。

如遇疑问或争议，须请示裁判长，裁判长的决定为现场最终裁定。

2.裁判工作实行回避制度。

有组队参加竞赛的院校，其教师不得参加裁判工作。

3.参赛队进入赛场，裁判员及赛场工作人员应按规定审查允许带入赛场的物品，经审查后如发现不允许带入赛场的物品，交由参赛队随行人员保管，赛场不提供保管服务。

五、赛场纪律

符合下列情形之一的参赛队，经裁判组裁定后取消其比赛资格：

1.不服从裁判、工作人员、扰乱赛场秩序、干扰其他参赛队比赛情况，裁判组应提出警告。

累计警告2次，或情节特别严重，造成竞赛中止的，经裁判长裁定后，中止比赛，并取消参赛资格和竞赛成绩。

2.竞赛过程中，产生重大安全事故、或有产生重大安全事故隐患，经裁判员提示无效的，裁判员可停止其比赛，并取消参赛资格和竞赛成绩。

附件：

图1工件存放区尺寸图

图2工位区尺寸图

图3工件尺寸图