2018金磚+大賽之首屆“移動機器人”賽項技術(shù)規(guī)程（精簡版）
一、競賽項目
賽項編號：JZ004
賽項名稱：移動機器人
賽項組別：中職組、高校組、教師組
賽項歸屬產(chǎn)業(yè)：智能制造、機器人產(chǎn)業(yè)、新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)
賽項類型：國際級競賽
二、競賽目的
以“中國制造2025”為背景，針對裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級對崗位技能提升的要求，面向全國中等職業(yè)學校和高等院校機器人工程、工業(yè)機器人技術(shù)、機器人應用與維護、機電一體化和自動化技術(shù)等專業(yè)，圍繞真實工作過程、任務(wù)和要求設(shè)計競賽內(nèi)容，重點考察選手的實際動手能力、規(guī)范操作和創(chuàng)新創(chuàng)意水平，檢驗參賽選手的綜合職業(yè)能力。通過技能競賽促進中等職業(yè)學校和高等院校機器人相關(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機器人賽項助力，解決機器人產(chǎn)業(yè)迅猛增長與專業(yè)人才嚴重短缺的矛盾，提升機器人技能型人才水平和數(shù)量，服務(wù)智能制造領(lǐng)域，為探索申請世界技能大賽開設(shè)金磚板塊積累成果和經(jīng)驗。
三、競賽內(nèi)容
（一）競賽方式
競賽為團體賽，每隊由2名選手組成。整個競賽過程包括：第一階段“實操競賽”和第二階段“答辯展示”兩個方面內(nèi)容。學生組實操競賽與答辯展示在總成績中權(quán)重分別為90%和10%，教師組實操競賽與答辯展示在總成績中權(quán)重分別占70%和30%。
每所院校每個組別限報1支參賽隊，參賽選手為同一學校，不允許跨校組隊；決賽時中職組、高校組、教師組參賽隊伍，每組均不超過40支隊伍。
天津博諾機器人技術(shù)有限公司將針對競賽內(nèi)容分批組織培訓，每次培訓結(jié)束，由賽項組委會根據(jù)專家組命題題庫，抽取試題和邀請第三方裁判，對培訓學員進行考試選撥，根據(jù)每批次考試結(jié)果，由賽項組委會通知公示晉級決賽的隊伍名單。
（二）實操競賽內(nèi)容
參賽選手在270分鐘內(nèi)，根據(jù)賽場提供的任務(wù)書和有關(guān)資料，完成競賽任務(wù)。
1．移動機器人整體裝調(diào)任務(wù)。
2．移動機器人運動控制調(diào)試任務(wù)。
3．場地遙控運行任務(wù)。
4．移動機器人系統(tǒng)自動運行任務(wù)。
（三）答辯展示內(nèi)容
學生組（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“移動機器人技術(shù)應用”這一主題，在10分鐘時間內(nèi)進行技術(shù)文件展示及答辯匯報，主要考察選手在執(zhí)行工作任務(wù)過程中的功能和結(jié)構(gòu)、使用價值、節(jié)約成本、人性化設(shè)計、團隊合作、事故預防、環(huán)保性、創(chuàng)新性等八個方面的職業(yè)能力。
教師組（選1名代表）答辯展示采用說課形式，時間為15分鐘，內(nèi)容與移動機器人相關(guān)即可，說課內(nèi)容包含但不限于：課程教學目標和定位，學習情境，學習目標、教學內(nèi)容、教學方法、教學過程、教學媒體、資源和環(huán)境選擇以及教學評價。該項目旨在考察教師對教學設(shè)計、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）由各參賽隊在賽前提前制作完成。
四、競賽方式
本賽項為團體賽，不計選手個人成績，統(tǒng)計參賽隊總成績進行排序。每支參賽隊由2名選手組成，指定1人為隊長，學生組競賽可以設(shè)置不超過2名指導教師，每隊設(shè)置領(lǐng)隊1名。
競賽采取多場次進行，由賽項組委會按照競賽流程組織各領(lǐng)隊參加公開抽簽，確定各隊參賽場次。參賽隊按照抽簽確定的參賽時段分批次進入競賽場地參賽。
五、技術(shù)規(guī)范
1．競賽標準
根據(jù)教育部中等職業(yè)學校和高等院校加工制造專業(yè)類教學指導方案，參照工業(yè)機器人裝調(diào)維修工、工業(yè)機器人操作調(diào)整工、工業(yè)機器人安全規(guī)范等國家職業(yè)技術(shù)標準要求實施，如表3所示。
表3 技術(shù)標準
| 序號 |
標準號 |
名稱 |
| 1 |
JX04-24-01 |
工業(yè)機器人裝調(diào)維修工 |
| 2 |
JX04-24-02 |
工業(yè)機器人操作調(diào)整工 |
| 3 |
GBT 26154-2010 |
裝配機器人通用技術(shù)條件標準 |
| 4 |
GB 11291-1997 |
工業(yè)機器人安全規(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)技能實訓和鑒定設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范 |
| 8 |
6-05-02-03 |
數(shù)控機床裝調(diào)維修工國家職業(yè)標準 |
| 9 |
6-08-04-02 |
電子設(shè)備裝接工國家職業(yè)標準 |
2．職業(yè)道德
（1）敬業(yè)愛崗，忠于職守，嚴于律已；
（2）刻苦學習，鉆研業(yè)務(wù)，善于觀察，勤于思考；
（3）認真負責，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，愛護設(shè)備，保持工作環(huán)境清潔有序。
3．相關(guān)知識與技能
（1）小型機器人的工作原理；
（2）小型機器人機械結(jié)構(gòu)、安裝、檢測、調(diào)試；
（3）小型機器人控制系統(tǒng)原理、裝配、調(diào)試和故障排除；
（4）小型機器人應用程序編寫；
（5）小型機器人整機調(diào)試。
六、技術(shù)平臺
本次大賽的競賽平臺采用基于第44屆世界技能大賽研制的BNRT-MOB-44型移動機器人，競賽器材由組委會統(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，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)學生創(chuàng)新思維，同時能夠滿足技能競賽要求。
移動機器人設(shè)備如圖1所示。
圖1 BNRT-MOB-44型移動機器人套件
1．配置工業(yè)級的鋁合金結(jié)構(gòu)組件；
2．配置NImyRIO控制器、NI LabVIEW學生版軟件及工具包；
3．配置傳感器套件：智能相機、無線遙控手柄、USB-HUB、超聲波測距傳感器、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；
5．配置5V數(shù)字舵機。
6．配置4x60mm麥克納姆輪組件；
7．配置2x190mm的直線導軌和滑塊；
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、編程開發(fā)簡單，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個單端模擬輸入，2個差分模擬輸入，4個單端模擬輸出和2個對地參考模擬輸出，方便通過編程控制連接各種傳感器及外圍設(shè)備；
圖2 主控制器實物圖
9．電機和傳感器控制板如圖3所示，包含直流減速電機控制模塊、電源模塊、光耦隔離模塊、6路電機驅(qū)動模塊、5路舵機驅(qū)動模塊、5路超聲波測距模塊、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 控制板實物圖
10．支架和結(jié)構(gòu)組件
彈簧聯(lián)軸器（外徑19長25孔徑6-8），無油軸套（外徑10內(nèi)徑8），滾珠絲杠（帶螺母）1204長270，淺茶色半透明有機玻璃板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，電機固定支架4個，U型鋁型材車身底盤配件，機械手爪配件一套，手爪提升機構(gòu)一套；
11．配套移動機器人教材和教學視頻，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.機械結(jié)構(gòu)的搭建，4.直流電機閉環(huán)PID調(diào)速，5.myRIO控制器開發(fā)，6.ARM與FPGA的使用練習，7.移動機器人場地分揀，8.移動機器人視覺識別等實訓要求。
七、成績評定
采用過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合、能力評價與職業(yè)素養(yǎng)評價相結(jié)合的方式。競賽項目滿分為100分，具體評分細則如表4所示。
表4 競賽項目配分表
| 項目 |
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 |
| 學生組 |
20 |
20 |
20 |
20 |
10 |
10 |
| 教師組 |
15 |
15 |
15 |
15 |
10 |
30 |
| 任務(wù)一：移動機器人整體裝調(diào) |
| 序號 |
裝調(diào)任務(wù)要求 |
分值 |
| 學生 |
教師 |
| 1 |
移動平臺輪系正確安裝，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 |
20 |
15 |
| 任務(wù)二：移動機器人運動控制調(diào)試 |
| 序號 |
在工作臺上的機器人性能要求 |
分值 |
| 學生 |
教師 |
| 驅(qū)動電機性能要求 |
| 1 |
驅(qū)動電機方向控制：正向/反向旋轉(zhuǎn) |
2 |
1 |
| 2 |
驅(qū)動電機速度控制：慢速/快速旋轉(zhuǎn) |
2 |
1 |
| 3 |
機器人直線運動控制：前進/后退 |
2 |
1 |
| 4 |
機器人轉(zhuǎn)向運動控制：左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn) |
2 |
1 |
| 5 |
機器人平移運動控制：左平移/右平移 |
2 |
1 |
| 信息采集系統(tǒng)性能 |
| 6 |
超聲測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 |
視覺系統(tǒng)（圖像采集） |
2 |
2 |
| 針對目標物體的性能 |
| 9 |
手爪張開/夾緊 |
2 |
2 |
| 10 |
手臂上升/下降 |
2 |
2 |
| 合計 |
20 |
15 |
| 任務(wù)三：移動機器人系統(tǒng)聯(lián)調(diào) |
| 序號 |
評分項目 |
分值 |
| 學生 |
教師 |
| 1 |
使移動機器人自動完成沿U型走廊行走，且不碰到走廊與前、后端墻壁 |
5 |
3 |
| 2 |
智能視覺系統(tǒng)完成對目標球的顏色識別與二維碼識別 |
5 |
4 |
| 3 |
移動機器人自動完成尋找固定位置放置臺球并抓取 |
5 |
4 |
| 4 |
移動機器人自動完成將臺球放置指定位置，并返回場地 |
5 |
4 |
| 合計 |
20 |
15 |
| 任務(wù)四：場地任務(wù) |
| 序號 |
評分項目 |
分值 |
| 學生 |
教師 |
| 1 |
遙控移動機器人完成任務(wù) |
10 |
7 |
| 2 |
移動自動完成工作任務(wù) |
10 |
8 |
| 合計 |
20 |
15 |
| 任務(wù)五：職業(yè)素養(yǎng) |
| 序號 |
評分項目 |
分值 |
| 1 |
公平競賽，遵守賽場紀律 |
2 |
| 2 |
操作規(guī)范，無事故 |
2 |
| 3 |
著裝規(guī)范整潔，愛護設(shè)備，保持競賽環(huán)境清潔有序 |
2 |
| 4 |
團隊分工合理，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 |
10 |
| 任務(wù)六：答辯展示 |
| 序號 |
評分項目 |
分值 |
| 學生 |
教師 |
| 1 |
功能和結(jié)構(gòu) |
1 |
3 |
| 2 |
使用價值 |
1 |
3 |
| 3 |
節(jié)約成本 |
1 |
3 |
| 4 |
人性化設(shè)計 |
1 |
3 |
| 5 |
團隊合作 |
1 |
3 |
| 6 |
事故預防 |
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 |
10 |
30 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
完整版技術(shù)規(guī)程下載請點擊：http://m.babyx.cn/uploadfile/2019/0303/20190303091149276.pdf
