2018金磚+大賽之首屆“移動(dòng)機(jī)器人”賽項(xiàng)技術(shù)規(guī)程（精簡(jiǎn)版）
一、競(jìng)賽項(xiàng)目
賽項(xiàng)編號(hào)：JZ004
賽項(xiàng)名稱：移動(dòng)機(jī)器人
賽項(xiàng)組別：中職組、高校組、教師組
賽項(xiàng)歸屬產(chǎn)業(yè)：智能制造、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)、新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)
賽項(xiàng)類型：國(guó)際級(jí)競(jìng)賽
二、競(jìng)賽目的
以“中國(guó)制造2025”為背景，針對(duì)裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)崗位技能提升的要求，面向全國(guó)中等職業(yè)學(xué)校和高等院校機(jī)器人工程、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)、機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù)等專業(yè)，圍繞真實(shí)工作過(guò)程、任務(wù)和要求設(shè)計(jì)競(jìng)賽內(nèi)容，重點(diǎn)考察選手的實(shí)際動(dòng)手能力、規(guī)范操作和創(chuàng)新創(chuàng)意水平，檢驗(yàn)參賽選手的綜合職業(yè)能力。通過(guò)技能競(jìng)賽促進(jìn)中等職業(yè)學(xué)校和高等院校機(jī)器人相關(guān)專業(yè)發(fā)展、課程建設(shè)和人才培養(yǎng)質(zhì)量，為世界技能大賽移動(dòng)機(jī)器人賽項(xiàng)助力，解決機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迅猛增長(zhǎng)與專業(yè)人才嚴(yán)重短缺的矛盾，提升機(jī)器人技能型人才水平和數(shù)量，服務(wù)智能制造領(lǐng)域，為探索申請(qǐng)世界技能大賽開(kāi)設(shè)金磚板塊積累成果和經(jīng)驗(yàn)。
三、競(jìng)賽內(nèi)容
（一）競(jìng)賽方式
競(jìng)賽為團(tuán)體賽，每隊(duì)由2名選手組成。整個(gè)競(jìng)賽過(guò)程包括：第一階段“實(shí)操競(jìng)賽”和第二階段“答辯展示”兩個(gè)方面內(nèi)容。學(xué)生組實(shí)操競(jìng)賽與答辯展示在總成績(jī)中權(quán)重分別為90%和10%，教師組實(shí)操競(jìng)賽與答辯展示在總成績(jī)中權(quán)重分別占70%和30%。
每所院校每個(gè)組別限報(bào)1支參賽隊(duì)，參賽選手為同一學(xué)校，不允許跨校組隊(duì)；決賽時(shí)中職組、高校組、教師組參賽隊(duì)伍，每組均不超過(guò)40支隊(duì)伍。
天津博諾機(jī)器人技術(shù)有限公司將針對(duì)競(jìng)賽內(nèi)容分批組織培訓(xùn)，每次培訓(xùn)結(jié)束，由賽項(xiàng)組委會(huì)根據(jù)專家組命題題庫(kù)，抽取試題和邀請(qǐng)第三方裁判，對(duì)培訓(xùn)學(xué)員進(jìn)行考試選撥，根據(jù)每批次考試結(jié)果，由賽項(xiàng)組委會(huì)通知公示晉級(jí)決賽的隊(duì)伍名單。
（二）實(shí)操競(jìng)賽內(nèi)容
參賽選手在270分鐘內(nèi)，根據(jù)賽場(chǎng)提供的任務(wù)書(shū)和有關(guān)資料，完成競(jìng)賽任務(wù)。
1．移動(dòng)機(jī)器人整體裝調(diào)任務(wù)。
2．移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制調(diào)試任務(wù)。
3．場(chǎng)地遙控運(yùn)行任務(wù)。
4．移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行任務(wù)。
（三）答辯展示內(nèi)容
學(xué)生組（含中職組與高校組）答辯展示環(huán)節(jié)，要求參賽選手（選1名代表）圍繞“移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”這一主題，在10分鐘時(shí)間內(nèi)進(jìn)行技術(shù)文件展示及答辯匯報(bào)，主要考察選手在執(zhí)行工作任務(wù)過(guò)程中的功能和結(jié)構(gòu)、使用價(jià)值、節(jié)約成本、人性化設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作、事故預(yù)防、環(huán)保性、創(chuàng)新性等八個(gè)方面的職業(yè)能力。
教師組（選1名代表）答辯展示采用說(shuō)課形式，時(shí)間為15分鐘，內(nèi)容與移動(dòng)機(jī)器人相關(guān)即可，說(shuō)課內(nèi)容包含但不限于：課程教學(xué)目標(biāo)和定位，學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)媒體、資源和環(huán)境選擇以及教學(xué)評(píng)價(jià)。該項(xiàng)目旨在考察教師對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)、課件制作、師范素養(yǎng)等師范技能的掌握程度。
所有參賽選手的技術(shù)文件（PPT、視頻等）由各參賽隊(duì)在賽前提前制作完成。
四、競(jìng)賽方式
本賽項(xiàng)為團(tuán)體賽，不計(jì)選手個(gè)人成績(jī)，統(tǒng)計(jì)參賽隊(duì)總成績(jī)進(jìn)行排序。每支參賽隊(duì)由2名選手組成，指定1人為隊(duì)長(zhǎng)，學(xué)生組競(jìng)賽可以設(shè)置不超過(guò)2名指導(dǎo)教師，每隊(duì)設(shè)置領(lǐng)隊(duì)1名。
競(jìng)賽采取多場(chǎng)次進(jìn)行，由賽項(xiàng)組委會(huì)按照競(jìng)賽流程組織各領(lǐng)隊(duì)參加公開(kāi)抽簽，確定各隊(duì)參賽場(chǎng)次。參賽隊(duì)按照抽簽確定的參賽時(shí)段分批次進(jìn)入競(jìng)賽場(chǎng)地參賽。
五、技術(shù)規(guī)范
1．競(jìng)賽標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)教育部中等職業(yè)學(xué)校和高等院校加工制造專業(yè)類教學(xué)指導(dǎo)方案，參照工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)維修工、工業(yè)機(jī)器人操作調(diào)整工、工業(yè)機(jī)器人安全規(guī)范等國(guó)家職業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施，如表3所示。
表3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
| 序號(hào) |
標(biāo)準(zhǔn)號(hào) |
名稱 |
| 1 |
JX04-24-01 |
工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)維修工 |
| 2 |
JX04-24-02 |
工業(yè)機(jī)器人操作調(diào)整工 |
| 3 |
GBT 26154-2010 |
裝配機(jī)器人通用技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn) |
| 4 |
GB 11291-1997 |
工業(yè)機(jī)器人安全規(guī)范 |
| 5 |
SJ/T 10533-94 |
電子設(shè)備制造防靜電技術(shù)要求 |
| 6 |
JY 0001-2003 |
教學(xué)儀器設(shè)備產(chǎn)品一般質(zhì)量要求 |
| 7 |
LD/T81.1-2006 |
職業(yè)技能實(shí)訓(xùn)和鑒定設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范 |
| 8 |
6-05-02-03 |
數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn) |
| 9 |
6-08-04-02 |
電子設(shè)備裝接工國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn) |
2．職業(yè)道德
（1）敬業(yè)愛(ài)崗，忠于職守，嚴(yán)于律已；
（2）刻苦學(xué)習(xí)，鉆研業(yè)務(wù)，善于觀察，勤于思考；
（3）認(rèn)真負(fù)責(zé)，吃苦耐勞；
（4）遵守操作規(guī)程，安全、文明生產(chǎn)；
（5）著裝規(guī)范整潔，愛(ài)護(hù)設(shè)備，保持工作環(huán)境清潔有序。
3．相關(guān)知識(shí)與技能
（1）小型機(jī)器人的工作原理；
（2）小型機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)、安裝、檢測(cè)、調(diào)試；
（3）小型機(jī)器人控制系統(tǒng)原理、裝配、調(diào)試和故障排除；
（4）小型機(jī)器人應(yīng)用程序編寫(xiě)；
（5）小型機(jī)器人整機(jī)調(diào)試。
六、技術(shù)平臺(tái)
本次大賽的競(jìng)賽平臺(tái)采用基于第44屆世界技能大賽研制的BNRT-MOB-44型移動(dòng)機(jī)器人，競(jìng)賽器材由組委會(huì)統(tǒng)一提供。每套設(shè)備由上百種零件組成。采用模塊化設(shè)計(jì)，具備通用型接口，可以根據(jù)需求組成不同結(jié)構(gòu)形式，能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，同時(shí)能夠滿足技能競(jìng)賽要求。
移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備如圖1所示。
圖1 BNRT-MOB-44型移動(dòng)機(jī)器人套件
1．配置工業(yè)級(jí)的鋁合金結(jié)構(gòu)組件；
2．配置NImyRIO控制器、NI LabVIEW學(xué)生版軟件及工具包；
3．配置傳感器套件：智能相機(jī)、無(wú)線遙控手柄、USB-HUB、超聲波測(cè)距傳感器、陀螺儀、IR紅外傳感器、QTI傳感器、12V6800mAh的鋰電池和充電器、ON/OFF電源開(kāi)關(guān)、電線和控制電路板；
4．配置帶編碼器的12V直流減速電機(jī)；
5．配置5V數(shù)字舵機(jī)。
6．配置4x60mm麥克納姆輪組件；
7．配置2x190mm的直線導(dǎo)軌和滑塊；
8．主控制器如圖2所示，直流供電范圍為6V~16V，易于上手使用、編程開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，板載資源豐富：共有40條數(shù)字I/O線，支持SPI、PWM輸出、正交編碼器輸入、UART和I2C，以及8個(gè)單端模擬輸入，2個(gè)差分模擬輸入，4個(gè)單端模擬輸出和2個(gè)對(duì)地參考模擬輸出，方便通過(guò)編程控制連接各種傳感器及外圍設(shè)備；
圖2 主控制器實(shí)物圖
9．電機(jī)和傳感器控制板如圖3所示，包含直流減速電機(jī)控制模塊、電源模塊、光耦隔離模塊、6路電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、5路舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、5路超聲波測(cè)距模塊、陀螺儀模塊、雙P34插針接口等方便控制和連接主控制器；
圖3 控制板實(shí)物圖
10．支架和結(jié)構(gòu)組件
彈簧聯(lián)軸器（外徑19長(zhǎng)25孔徑6-8），無(wú)油軸套（外徑10內(nèi)徑8），滾珠絲杠（帶螺母）1204長(zhǎng)270，淺茶色半透明有機(jī)玻璃板180×240×3，螺絲（M3×10mm），螺絲（M3×6mm），螺絲（M3×8mm），尼龍防松螺母M3，內(nèi)六角扳手3mm，內(nèi)六角扳手2.5mm，內(nèi)六角扳手2mm，扳手5.5mm，3D打印固定件一組，電機(jī)固定支架4個(gè)，U型鋁型材車身底盤(pán)配件，機(jī)械手爪配件一套，手爪提升機(jī)構(gòu)一套；
11．配套移動(dòng)機(jī)器人教材和教學(xué)視頻，可滿足1.LabVIEW圖形化編程軟件的使用，2.myRIO功能IO基本使用，3.機(jī)械結(jié)構(gòu)的搭建，4.直流電機(jī)閉環(huán)PID調(diào)速，5.myRIO控制器開(kāi)發(fā)，6.ARM與FPGA的使用練習(xí)，7.移動(dòng)機(jī)器人場(chǎng)地分揀，8.移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)識(shí)別等實(shí)訓(xùn)要求。
七、成績(jī)?cè)u(píng)定
采用過(guò)程評(píng)價(jià)與結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合、能力評(píng)價(jià)與職業(yè)素養(yǎng)評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。競(jìng)賽項(xiàng)目滿分為100分，具體評(píng)分細(xì)則如表4所示。
表4 競(jìng)賽項(xiàng)目配分表
| 項(xiàng)目 |
任務(wù)一 |
任務(wù)二 |
任務(wù)三 |
任務(wù)四 |
職業(yè)素養(yǎng) |
答辯
展示 |
| 學(xué)生組 |
20 |
20 |
20 |
20 |
10 |
10 |
| 教師組 |
15 |
15 |
15 |
15 |
10 |
30 |
| 任務(wù)一：移動(dòng)機(jī)器人整體裝調(diào) |
| 序號(hào) |
裝調(diào)任務(wù)要求 |
分值 |
| 學(xué)生 |
教師 |
| 1 |
移動(dòng)平臺(tái)輪系正確安裝，螺釘緊固 |
2 |
2 |
| 2 |
傳感器支架安裝與調(diào)整 |
2 |
1 |
| 3 |
導(dǎo)軌安裝與調(diào)整 |
2 |
2 |
| 4 |
絲杠及其連接部分的安裝 |
2 |
1 |
| 5 |
提升電機(jī)單元安裝與絲杠調(diào)整 |
2 |
1 |
| 6 |
myRIO控制器支撐底板的安裝 |
2 |
1 |
| 7 |
舵機(jī)安裝 |
2 |
1 |
| 8 |
手爪安裝 |
2 |
2 |
| 9 |
電氣線路連接 |
2 |
2 |
| 10 |
網(wǎng)絡(luò)通信地址設(shè)置 |
2 |
2 |
| 合計(jì) |
20 |
15 |
| 任務(wù)二：移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制調(diào)試 |
| 序號(hào) |
在工作臺(tái)上的機(jī)器人性能要求 |
分值 |
| 學(xué)生 |
教師 |
| 驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能要求 |
| 1 |
驅(qū)動(dòng)電機(jī)方向控制：正向/反向旋轉(zhuǎn) |
2 |
1 |
| 2 |
驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度控制：慢速/快速旋轉(zhuǎn) |
2 |
1 |
| 3 |
機(jī)器人直線運(yùn)動(dòng)控制：前進(jìn)/后退 |
2 |
1 |
| 4 |
機(jī)器人轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)控制：左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn) |
2 |
1 |
| 5 |
機(jī)器人平移運(yùn)動(dòng)控制：左平移/右平移 |
2 |
1 |
| 信息采集系統(tǒng)性能 |
| 6 |
超聲測(cè)距傳感器和紅外傳感器 |
2 |
2 |
| 7 |
手柄的調(diào)試界面與通信 |
2 |
2 |
| 8 |
視覺(jué)系統(tǒng)（圖像采集） |
2 |
2 |
| 針對(duì)目標(biāo)物體的性能 |
| 9 |
手爪張開(kāi)/夾緊 |
2 |
2 |
| 10 |
手臂上升/下降 |
2 |
2 |
| 合計(jì) |
20 |
15 |
| 任務(wù)三：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)聯(lián)調(diào) |
| 序號(hào) |
評(píng)分項(xiàng)目 |
分值 |
| 學(xué)生 |
教師 |
| 1 |
使移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)完成沿U型走廊行走，且不碰到走廊與前、后端墻壁 |
5 |
3 |
| 2 |
智能視覺(jué)系統(tǒng)完成對(duì)目標(biāo)球的顏色識(shí)別與二維碼識(shí)別 |
5 |
4 |
| 3 |
移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)完成尋找固定位置放置臺(tái)球并抓取 |
5 |
4 |
| 4 |
移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)完成將臺(tái)球放置指定位置，并返回場(chǎng)地 |
5 |
4 |
| 合計(jì) |
20 |
15 |
| 任務(wù)四：場(chǎng)地任務(wù) |
| 序號(hào) |
評(píng)分項(xiàng)目 |
分值 |
| 學(xué)生 |
教師 |
| 1 |
遙控移動(dòng)機(jī)器人完成任務(wù) |
10 |
7 |
| 2 |
移動(dòng)自動(dòng)完成工作任務(wù) |
10 |
8 |
| 合計(jì) |
20 |
15 |
| 任務(wù)五：職業(yè)素養(yǎng) |
| 序號(hào) |
評(píng)分項(xiàng)目 |
分值 |
| 1 |
公平競(jìng)賽，遵守賽場(chǎng)紀(jì)律 |
2 |
| 2 |
操作規(guī)范，無(wú)事故 |
2 |
| 3 |
著裝規(guī)范整潔，愛(ài)護(hù)設(shè)備，保持競(jìng)賽環(huán)境清潔有序 |
2 |
| 4 |
團(tuán)隊(duì)分工合理，冷靜、高效，一絲不茍 |
2 |
| 5 |
工具的使用符合工業(yè)安全 |
2 |
| 合計(jì) |
10 |
| 任務(wù)六：答辯展示 |
| 序號(hào) |
評(píng)分項(xiàng)目 |
分值 |
| 學(xué)生 |
教師 |
| 1 |
功能和結(jié)構(gòu) |
1 |
3 |
| 2 |
使用價(jià)值 |
1 |
3 |
| 3 |
節(jié)約成本 |
1 |
3 |
| 4 |
人性化設(shè)計(jì) |
1 |
3 |
| 5 |
團(tuán)隊(duì)合作 |
1 |
3 |
| 6 |
事故預(yù)防 |
1 |
3 |
| 7 |
環(huán)保性 |
1 |
3 |
| 8 |
創(chuàng)造性 |
1 |
3 |
| 9 |
答辯展示效果 |
2 |
6 |
| 合計(jì) |
10 |
30 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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