2014年广东省中等职业学校技能大赛机器人技术应用项目竞赛规程范

2014年广东省中等职业学校技能大赛

机器人技术应用竞赛规程

一、竞赛名称

机器人技术应用（3人一队，团队项目，每个地区不超过3队） 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。

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

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

重要说明：（1）图A的工件存放区的工作台是用螺钉固定的，但方向可以180

度转换。

（2）工件存放区的工作台上叠加放置了8个工件，分为2列叠放，每列4个，顺序为：从下至上5-8号或从下至上8-5号工件；从下至上1-4号或从下至上4-1号工件。强调：编号顺序是连续的，但每列工件存放的位置顺序可变。

（3）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。注意：工位区的工作台不一定用螺钉固定。

图A 场地立体效果图

图B 场地立体效果图

本场地模拟了一个自动装配线的布局。

（1）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A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列叠放，每列工件依次编号顺序叠放4个，但2列位置可以交换。

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（其他非机器人原配的备用零件或芯片也不得带进场）。

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

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（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4个阶段 1. 机器人安装与编程调试阶段

此阶段时间为120分钟。

图1 机器人整机示意图

把图1为机器人整机装配图，可分解为如下五个部件：底盘部件（如图2），回转部件（如图3），升降部件（如图4），平移部件（如图5）和夹紧部件（如图6）；

图2 底盘部件示意图

图3 回转部件示意图

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图4 升降部件示意图

图5 平移部件示意图

图6 夹紧部件示意图

上述五个部件，在参赛前可以把底盘部件（图2）和回转部件（图3）这两部分预先装配好，而其他三部分升降部件（如图4）、平移部件（如图5）和夹紧部件（如图6）必须拆散为零件带到现场再装配。

机器人安装与编程调试阶段（120分钟）主要完成以下任务： （1）按照机器人整机图（如图1）组装机器人设备，主要装配任务包括：

①丝杠升降机构装配 ②同步带平移机构装配 ③双曲线槽轮夹紧机构装配 ④总装

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（2）按照电路图连接机器人电路（除了操作面板的线不用做外，其它所有的线都在比赛时现场做走线、压线端子、穿线号、接线和做工艺等）；主要装配任务包括： 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书编写机器人工作程序，并进行调试。

参赛队完成此阶段的任务后，就可以向裁判申请进行功能测试，裁判将记录任务完成时间，以后，参赛队不允许再进行任何操作，否则作违规扣分。

2. 功能测试阶段

此阶段由裁判安排，裁判对完成编程的参赛队进行功能测试；功能测试完毕，等候安排机器人试运行，此时，参赛队也不允许再进行任何工作，否则作违规扣分。 3. 机器人试运行阶段

此阶段由裁判安排到比赛场地上调试机器人运行程序。本阶段时间为30分钟。

（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，但可能被扣分。

（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,直到指定工位上都按任务要求把相应工件摆放好； （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，否则扣分。

（10）一旦机器人启动，参赛队员不得接触机器人，否则扣分。 （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（但原来的得分不算），并尽快启动；或者在原位置“重试”（原来的得分保留）。

（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

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45%）、运行任务时间分（占总分10%）、功能实现分（占总分22%）、编程时间分（占总分6%）、装配工艺分（占总分12%）和职业与安全意识分（占总分5%）组成。

1.运行任务分

机器人需要按照任务要求在指定的工位上摆放好8个工件，每一个工

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位上按要求放置好指定编号的工件。

2.功能实现分

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； （2）机械手实现上升、下降功能； （3）机械手实现平移功能； （4）机械手实现夹紧、松开功能；

（5）机器人底盘实现前进、后退、左转、右转功能。 3.装配时间分

将所有参赛队的装配完成时间，按照从小到大顺序排列。 4.任务运行时间分

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。 5.装配工艺分

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） 严格执行操作安全规程

（4） 过盈配合面、滑动部件表面装配加润滑油 （5） 轴承准确定位，装配工艺正确 （6） 带轮装配方法正确，同步带松紧合适 （7） 装配流程合理 （8） 装配过程中无损伤零件 （9） 装配后外形美观整洁，排线整齐

（10） 机械零件连接紧固，正确，电气接线符合要求

（11） 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

（12） 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

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。 六、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2个。 （2）放置1个时钟，或大屏幕计时装置。 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（见上面的图A和图B）

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七、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。

该机器人由控制电路、各种传感器、运动底盘部件、回转部件、升降部件、平移部件、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。 八、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。

以上有不完善的地方在赛前领队会再补充说明，赛场出现不可预测的问题由裁判长裁决，参赛队员要服从裁判的处理。如有问题可以在竞赛结束后30分钟内向仲裁提出书面申诉。

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附件：

图C 工件存放区尺寸图

图D 工位区尺寸图

图E 工件尺寸图

附件：机器人拆散零件表（机器人平移、手抓和升降部件零件）

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 零件名称 升降电机安装版 下固定块 上固定块 升降滑块 升降丝杠 升降丝杠铜垫 升降感应块 升降导杆 平移37电机座（G） 平移带轮座 第 15 页 共 16 页

数量 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1

11 平移带轮轴 1 12 平移电机同步带轮 1 13 平移同步带轮 1 14 V行夹紧块 2 15 手抓固定板 1 16 手指滑杆左固定板 2 17 手指滑杆 2 18 同步带下压块 1 19 同步带上压块 1 20 手指电机座 1 21 双曲线槽凸轮 1 22 回转感应快片 1 23 平移同步带轮铜套 1 24 手指 2 25 手指块 2 26 手指浮动销 4 27 浮动夹紧块 2 28 平移接近感应片 2 29 接线板1安装底板 1 30 丝杆螺母 1 31 丝杆压缩弹簧 4 32 拖链1支槽 1 33 升降拖链安装板 1 34 警示灯架 1 35 升降拖链动安装板 1 36 固定拖链槽 1 37 手抓挡板 1 38 推力球轴承 1 39 带法拉线性衬套（加长型） 2 40 ST套 4 41 线缆拖链（带托连接头6个） 85 42 弹性联轴器 1 43 线性导轨副（一滑块） 1 44 同步带 1 45 圆柱销 2 46 轴用弹性挡圈 8 47 轴用弹性挡圈 1 48 螺钉标准件 1 49 接近开关（OMRON) 8 50 接近开关（OMRON) 2 51 报警灯 1 52 其他执行电机 4 53 线，线号，插针 1

11 平移带轮轴 1 12 平移电机同步带轮 1 13 平移同步带轮 1 14 V行夹紧块 2 15 手抓固定板 1 16 手指滑杆左固定板 2 17 手指滑杆 2 18 同步带下压块 1 19 同步带上压块 1 20 手指电机座 1 21 双曲线槽凸轮 1 22 回转感应快片 1 23 平移同步带轮铜套 1 24 手指 2 25 手指块 2 26 手指浮动销 4 27 浮动夹紧块 2 28 平移接近感应片 2 29 接线板1安装底板 1 30 丝杆螺母 1 31 丝杆压缩弹簧 4 32 拖链1支槽 1 33 升降拖链安装板 1 34 警示灯架 1 35 升降拖链动安装板 1 36 固定拖链槽 1 37 手抓挡板 1 38 推力球轴承 1 39 带法拉线性衬套（加长型） 2 40 ST套 4 41 线缆拖链（带托连接头6个） 85 42 弹性联轴器 1 43 线性导轨副（一滑块） 1 44 同步带 1 45 圆柱销 2 46 轴用弹性挡圈 8 47 轴用弹性挡圈 1 48 螺钉标准件 1 49 接近开关（OMRON) 8 50 接近开关（OMRON) 2 51 报警灯 1 52 其他执行电机 4 53 线，线号，插针 1

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