2013年江苏省高等职业院校技能大赛
机器人技术应用项目竞赛规程
一、竞赛项目名称
机器人技术应用
主题：智能配送装配
赛项简介：模拟智慧工厂的自动化装配，根据比赛任务要求设计制作机器人，实现工件的识别、工件的抓取、运输、精确定位和装配功能。
二、竞赛方式
竞赛采取团队比赛方式，每个参赛队以学校为单位，每队由领队1名，指导教师1名，竞赛选手3名组成，男女不限，其中选定队长1名。
竞赛时间为10分钟。比赛为任务赛，各队机器人在规定时间内完成规定任务，根据最终得分确定比赛名次。
三、竞赛内容
（一）比赛场地和道具
图1场地立体效果图
本场地模拟了一个智慧工厂的布局
尺寸：大小为8米*12米。其中外围档板高10cm，材质为多层板，上面贴有30mm宽的白色引导条。地板的材质和制作方法与2012年高职比赛使用的地板完全相同。
手动出发区：手动机器人正式启动前所停泊的区域，有红蓝两个出发区，尺寸大小均为1000mm*1000mm，在场地的上方，如图1所示。
自动出发区：自动机器人正式启动前所停泊的区域，红蓝两个自动出发区的尺寸大小也为1000mm*1000mm，在场地的下方，如图1所示。
手动区：场地上方的第一根水平白线与围栏之间组成的区域（见图1），比赛时，手动机器人只能在手动区内运行。手动区内安放15个车轮存贮台、2个滚柱存贮台和2个装配柱，比赛前，有红蓝各4个车轮放置在8个车轮存贮台上，10个滚柱分别放置在2个滚柱存贮台上。
自动区：手动区以外的区域。自动区内安放4个半成品存放柱、1个成品存放柱、6个轴承内圈存贮台、6个轴承外圈存贮台和2个车轮轴存贮台，比赛前，红蓝各6套轴承内外圈、各2套车轮轴放置在轴承存贮台和车轮轴存贮台上，每个工件在存贮台上的方向随机摆放，每个存贮台上的工件颜色均不相同。
工件：
共有5种工件：轴承外圈、轴承内圈、滚柱、车轮轴和车轮。工件的材料均为有机玻璃。
轴承外圈为带底的圆筒形（图2），红蓝色各6个。外径尺寸Φ240毫米，高度80毫米，内腔底部有一直径为Φ100毫米和高度为20的凸台，其质量约为955克，整个比赛场地共有红色轴承外圈和蓝色轴承外圈各6个。
图2轴承外圈
轴承内圈如图3所示，红蓝色各6个。大端外径为Φ175毫米，小端外径为Φ110毫米，高度为80毫米，内孔直径为Φ102毫米，大端面上除了有4个Φ20毫米的圆孔外，还有4个月牙孔，该月牙孔的半径为25毫米且分布在Φ180毫米的圆周上。小端圆柱面上还有4个Φ40的圆孔。轴承内圈的质量约为285克。整个比赛场地共有红色轴承内圈和蓝色轴承内圈各6个。
图3轴承内圈
滚柱如图4所示，为外径Φ40毫米、壁厚5毫米、高度80毫米的套筒形，两端都有用于导向的倒角。滚柱的质量约为40克，数量为10个（不分红蓝）。
图4滚柱
车轮轴的外形如图5所示。上端外径为Φ158毫米，与车轮内孔相配，下端外径Φ80毫米，与轴承相配，总高220毫米，质量约为650克。红色车轮轴和蓝色车轮轴的数量各为2个。
图5车轮轴
车轮为腹板式结构，如图6所示，轮子外径Φ420毫米，胎面宽度40毫米。轮子中央凸缘处外径Φ160毫米，轮子总高70毫米，质量约955克。比赛场地共有红蓝轮子各4个。
图6车轮
其它比赛道具：
装配柱共有2个，均位于手动区，由台面、台柱和底板三部分组成，如图7所示。台面是直径为250毫米厚度5毫米的有机玻璃板，台柱是外径170毫米壁厚5毫米的有机玻璃管，底板与台面尺寸与材质完全相同，只是多了6个安装孔，用于把装配柱固定在底板上。装配柱总高300毫米，质量1480克。
图7 装配柱
半成品存贮台大小形状与装配柱相同，共有4个，均位于自动区。
成品存贮台形状与装配柱相同，只是高度为400毫米，只有1个，位于自动区。
车轮存贮台如图8所示，共有8个，均位于手动区。它是在装配柱的台面中央粘接了一块车轮固定块，固定块直径160毫米，高度50毫米。整个车轮存贮台的质量为2425克。
图8 车轮存贮台
轴承内圈存贮台和轴承外圈存贮台大小、形状相同，如图9所示，各有6个，均位于自动区，其上分别放置了轴承内圈和轴承外圈。台面是长600毫米、宽300毫米、厚10毫米的矩形有机玻璃板，中间有2个Φ112毫米、中心距360毫米的圆孔，其余部分与装配柱的台柱和底板完全相同。轴承存贮台总高305毫米，总质量2600克。
图9 轴承内圈、轴承外圈存贮台
车轴存贮台共有2个，均位于自动区，外形与轴承存贮台基本相同，只是台面上两个圆孔的尺寸为Φ82毫米（图10），其上放置车轮轴。
图10 车轴存贮台
滚柱存贮台共有2个，均位于手动区，其上放置滚柱。它是在装配柱的台面上安放了一个滚柱座（图11），它是在3毫米厚的有机玻璃管端面粘贴了一块3毫米厚的圆形有机玻璃板，然后再插入5个内径为40毫米深度为50毫米有底的有机玻璃管。滚柱座的外径与装配柱台面的直径相同，总高度为65毫米。
图11 滚柱存贮台
（二）比赛任务
1、 比赛机器人
大赛的机器人设备由机器人平台、机器人上部机构组成，其中机器人上部机构需要参赛队自行开发。每个参赛队使用2台自动机器人和1台手动机器人，每队机器人总重不超过60公斤。
（1）机器人平台：使用北京中科远洋科技有限公司的A200型和M100型机器人平台，参加过2011年和2012年全国技能大赛机器人项目的学校可以继续使用原来的机器人平台。
（2）机器人上部机构: 由参赛队根据比赛任务自行设计制作。
（3）自动机器人之间可以使用ZIGBEE模块相互通讯，手动机器人与自动机器人之间不允许通讯，机器人与参赛队员之间不允许通讯。
2、任务要求
手动机器人和自动机器人均不预装工件，手动机器人和自动机器人同时出发。
本次机器人比赛任务有3个：
手动机器人取走位于手动区边缘车轮存贮台上，与本队颜色相同的4个车轮，并且安放在手动区中央的车轮存贮台上；
自动机器人分别取与本队颜色相同的轴承内圈和外圈装配成2套轴承半成品，并且送到位于自动区中央的呈矩形分布的4个半成品存贮台上的其中任意2个上；
自动机器人和手动机器人共同在手动区的装配柱上安装车轮组件，然后自动机器人将装配好的组件运送到中央成品存贮台上。
几点说明：
（1）自动机器人可运行到手动区，手动机器人不可运行到自动区；
（2）轴承半成品的安装顺序是先安装轴承外圈，再安装轴承内圈，安装好的半成品如图12所示
图12 轴承半成品
（3）车轮组件的装配顺序是：轴承外圈——轴承内圈——4根滚柱——车轮轴——车轮，装配完成的组件如图13所示，除4根滚柱由手动机器人安装外，其余均由自动机器人安装
图13 车轮成品组件
（4）只有在任务（1）和任务（2）完成后，自动机器人才可将车轮组件放置到中央成品存贮台上。
（5）三个任务完成后比赛提前结束的条件是：手动机器人在靠近围栏的车轮存贮台上成功放置了指定颜色的车轮；在中央呈矩形分布的对角线上的3个存贮台上都放置了本队的半成品和成品。
四、评分标准
参赛队的成绩由整体设计分（占总分15%）、职业素养分（占总分5%）和任务得分（占总分80%）组成。
（一） 整体设计分评分方法
1、整体设计分满分为15分。
2、比赛裁判按照参赛队的机械图纸、电路图纸以及程序代码从自创性、先进性、合理性、稳定性和经济环保、可拓展性等因素，并根据学生的答辩成绩进行综合评定。
（二）职业素养分评分方法
1、职业素养分满分为5分。
2、职业素养分由该场比赛裁判按照参赛队以下方面表现进行评
定：
(1) 公平竞赛，遵守赛场纪律。
(2) 遵守操作规程，安全、文明参赛。
(3) 冷静、高效，分工合作，一丝不苟。
(4) 着装规范整洁，爱护设备，保持竞赛环境清洁有序。
(5) 抗工作环境干扰能力强、善于与裁判沟通。
（三） 任务得分
1、任务得分满分为80分。
2、手动机器人将1个车轮放置到手动区中央的车轮存贮台，得
3分/车轮，其中放置到靠近围栏的车轮存贮台上的车轮可得5分。
3、自动机器人完成1个轴承内圈与外圈的装配，得5分/个。
4、自动机器人将轴承半成品送到自动区中央的半成品存贮台上，并脱离接触，得3分/个。
5、手动机器人在车轮组件上安放滚珠，得4分/个滚珠。
6、自动机器人完成车轮轴的装配，得6分/机器人。
7、自动机器人完成车轮的装配，得8分/机器人。
8、自动机器人将完成的车轮组件送到位于自动区中央的成品存贮台，并脱离接触，得15分。
（四）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，因操作不当影响自己或他人完成工作任务，扣5分；
2、损坏赛场提供的设备，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5-10分。
五、赛项使用设备平台的相关标准
1、A200型自动机器人和M100手动机器人平台：平台配备了2台24VDC直流减速电机以及16路寻线传感器、寻线传感器信号处理板、处理器控制板、电机驱动板以及RFID信息读取设备，无线通讯设备，并提供了完整的机器人寻线算法以及控制程序，可以实现在比赛场地全场范围内的运动、定位；处理器控制板提供了充足的I/O接口，可以供参赛队使用。
无线通讯采用zigbee设备,符合国际化标准：IEEE Std802.15.4d标准。
机器人平台符合教学仪器设备国家标准：GB21746-2008、GB21748-2008标准。
2、参赛机器人：参赛队在提供的指定平台基础上，根据比赛任务要求，自行设计上部机构，并与平台实现对接。
3、比赛场地：符合国家标准：GB/T3324-1995、GB18584-2001、GB5296.6-2004。由木工板制成，大小8米*12米，场地上铺设有30mm宽的白色引导条，并安装了比赛器材，包括：
（1）装配柱：采用有机玻璃制作，共2个。
（2）半成品存贮台：4个
（3）成品存贮台：1个
（4）车轮存贮台：8个
（5）轴承内圈存贮台：6个
（6）轴承外圈存贮台：6个
（7）滚珠存贮台：2个
（8）车轴存贮台：2个
（9）轴承内圈：红蓝各6个
（10）轴承外圈：红蓝各6个
（11）滚珠：11个
（12）车轮：红蓝各4个
（13）车轮轴：红蓝各2个
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，超过时效不予受理。申诉时，应按照规定的程序由参赛队领队向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。
4.申诉人不得采取过激行为刁难、攻击工作人员，否则视为放弃申诉。
（二）仲裁
赛项设仲裁工作组接受由代表队领队提出的对裁判结果等方面问题的申诉。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。仲裁工作组的仲裁结果为最终结果。
