2018金砖+大赛之首届“移动机器人”赛项技术规程（精简版）
一、竞赛项目
赛项编号：JZ004
赛项名称：移动机器人
赛项组别：中职组、高校组、教师组
赛项归属产业：智能制造、机器人产业、新兴技术产业
赛项类型：国际级竞赛
二、竞赛目的
以“中国制造2025”为背景，针对装备制造业转型升级对岗位技能提升的要求，面向全国中等职业学校和高等院校机器人工程、工业机器人技术、机器人应用与维护、机电一体化和自动化技术等专业，围绕真实工作过程、任务和要求设计竞赛内容，重点考察选手的实际动手能力、规范操作和创新创意水平，检验参赛选手的综合职业能力。通过技能竞赛促进中等职业学校和高等院校机器人相关专业发展、课程建设和人才培养质量，为世界技能大赛移动机器人赛项助力，解决机器人产业迅猛增长与专业人才严重短缺的矛盾，提升机器人技能型人才水平和数量，服务智能制造领域，为探索申请世界技能大赛开设金砖板块积累成果和经验。
三、竞赛内容
（一）竞赛方式
竞赛为团体赛，每队由2名选手组成。整个竞赛过程包括：第一阶段“实操竞赛”和第二阶段“答辩展示”两个方面内容。学生组实操竞赛与答辩展示在总成绩中权重分别为90%和10%，教师组实操竞赛与答辩展示在总成绩中权重分别占70%和30%。
每所院校每个组别限报1支参赛队，参赛选手为同一学校，不允许跨校组队；决赛时中职组、高校组、教师组参赛队伍，每组均不超过40支队伍。
天津博诺机器人技术有限公司将针对竞赛内容分批组织培训，每次培训结束，由赛项组委会根据专家组命题题库，抽取试题和邀请第三方裁判，对培训学员进行考试选拨，根据每批次考试结果，由赛项组委会通知公示晋级决赛的队伍名单。
（二）实操竞赛内容
参赛选手在270分钟内，根据赛场提供的任务书和有关资料，完成竞赛任务。
1．移动机器人整体装调任务。
2．移动机器人运动控制调试任务。
3．场地遥控运行任务。
4．移动机器人系统自动运行任务。
（三）答辩展示内容
学生组（含中职组与高校组）答辩展示环节，要求参赛选手（选1名代表）围绕“移动机器人技术应用”这一主题，在10分钟时间内进行技术文件展示及答辩汇报，主要考察选手在执行工作任务过程中的功能和结构、使用价值、节约成本、人性化设计、团队合作、事故预防、环保性、创新性等八个方面的职业能力。
教师组（选1名代表）答辩展示采用说课形式，时间为15分钟，内容与移动机器人相关即可，说课内容包含但不限于：课程教学目标和定位，学习情境，学习目标、教学内容、教学方法、教学过程、教学媒体、资源和环境选择以及教学评价。该项目旨在考察教师对教学设计、课件制作、师范素养等师范技能的掌握程度。
所有参赛选手的技术文件（PPT、视频等）由各参赛队在赛前提前制作完成。
四、竞赛方式
本赛项为团体赛，不计选手个人成绩，统计参赛队总成绩进行排序。每支参赛队由2名选手组成，指定1人为队长，学生组竞赛可以设置不超过2名指导教师，每队设置领队1名。
竞赛采取多场次进行，由赛项组委会按照竞赛流程组织各领队参加公开抽签，确定各队参赛场次。参赛队按照抽签确定的参赛时段分批次进入竞赛场地参赛。
五、技术规范
1．竞赛标准
根据教育部中等职业学校和高等院校加工制造专业类教学指导方案，参照工业机器人装调维修工、工业机器人操作调整工、工业机器人安全规范等国家职业技术标准要求实施，如表3所示。
表3 技术标准
| 序号 |
标准号 |
名称 |
| 1 |
JX04-24-01 |
工业机器人装调维修工 |
| 2 |
JX04-24-02 |
工业机器人操作调整工 |
| 3 |
GBT 26154-2010 |
装配机器人通用技术条件标准 |
| 4 |
GB 11291-1997 |
工业机器人安全规范 |
| 5 |
SJ/T 10533-94 |
电子设备制造防静电技术要求 |
| 6 |
JY 0001-2003 |
教学仪器设备产品一般质量要求 |
| 7 |
LD/T81.1-2006 |
职业技能实训和鉴定设备通用技术规范 |
| 8 |
6-05-02-03 |
数控机床装调维修工国家职业标准 |
| 9 |
6-08-04-02 |
电子设备装接工国家职业标准 |
2．职业道德
（1）敬业爱岗，忠于职守，严于律已；
（2）刻苦学习，钻研业务，善于观察，勤于思考；
（3）认真负责，吃苦耐劳；
（4）遵守操作规程，安全、文明生产；
（5）着装规范整洁，爱护设备，保持工作环境清洁有序。
3．相关知识与技能
（1）小型机器人的工作原理；
（2）小型机器人机械结构、安装、检测、调试；
（3）小型机器人控制系统原理、装配、调试和故障排除；
（4）小型机器人应用程序编写；
（5）小型机器人整机调试。
六、技术平台
本次大赛的竞赛平台采用基于第44届世界技能大赛研制的BNRT-MOB-44型移动机器人，竞赛器材由组委会统一提供。每套设备由上百种零件组成。采用模块化设计，具备通用型接口，可以根据需求组成不同结构形式，能激发学生创新思维，同时能够满足技能竞赛要求。
移动机器人设备如图1所示。
图1 BNRT-MOB-44型移动机器人套件
1．配置工业级的铝合金结构组件；
2．配置NImyRIO控制器、NI LabVIEW学生版软件及工具包；
3．配置传感器套件：智能相机、无线遥控手柄、USB-HUB、超声波测距传感器、陀螺仪、IR红外传感器、QTI传感器、12V6800mAh的锂电池和充电器、ON/OFF电源开关、电线和控制电路板；
4．配置带编码器的12V直流减速电机；
5．配置5V数字舵机。
6．配置4x60mm麦克纳姆轮组件；
7．配置2x190mm的直线导轨和滑块；
8．主控制器如图2所示，直流供电范围为6V~16V，易于上手使用、编程开发简单，板载资源丰富：共有40条数字I/O线，支持SPI、PWM输出、正交编码器输入、UART和I2C，以及8个单端模拟输入，2个差分模拟输入，4个单端模拟输出和2个对地参考模拟输出，方便通过编程控制连接各种传感器及外围设备；
图2 主控制器实物图
9．电机和传感器控制板如图3所示，包含直流减速电机控制模块、电源模块、光耦隔离模块、6路电机驱动模块、5路舵机驱动模块、5路超声波测距模块、陀螺仪模块、双P34插针接口等方便控制和连接主控制器；
图3 控制板实物图
10．支架和结构组件
弹簧联轴器（外径19长25孔径6-8），无油轴套（外径10内径8），滚珠丝杠（带螺母）1204长270，浅茶色半透明有机玻璃板180×240×3，螺丝（M3×10mm），螺丝（M3×6mm），螺丝（M3×8mm），尼龙防松螺母M3，内六角扳手3mm，内六角扳手2.5mm，内六角扳手2mm，扳手5.5mm，3D打印固定件一组，电机固定支架4个，U型铝型材车身底盘配件，机械手爪配件一套，手爪提升机构一套；
11．配套移动机器人教材和教学视频，可满足1.LabVIEW图形化编程软件的使用，2.myRIO功能IO基本使用，3.机械结构的搭建，4.直流电机闭环PID调速，5.myRIO控制器开发，6.ARM与FPGA的使用练习，7.移动机器人场地分拣，8.移动机器人视觉识别等实训要求。
七、成绩评定
采用过程评价与结果评价相结合、能力评价与职业素养评价相结合的方式。竞赛项目满分为100分，具体评分细则如表4所示。
表4 竞赛项目配分表
| 项目 |
任务一 |
任务二 |
任务三 |
任务四 |
职业素养 |
答辩
展示 |
| 学生组 |
20 |
20 |
20 |
20 |
10 |
10 |
| 教师组 |
15 |
15 |
15 |
15 |
10 |
30 |
| 任务一：移动机器人整体装调 |
| 序号 |
装调任务要求 |
分值 |
| 学生 |
教师 |
| 1 |
移动平台轮系正确安装，螺钉紧固 |
2 |
2 |
| 2 |
传感器支架安装与调整 |
2 |
1 |
| 3 |
导轨安装与调整 |
2 |
2 |
| 4 |
丝杠及其连接部分的安装 |
2 |
1 |
| 5 |
提升电机单元安装与丝杠调整 |
2 |
1 |
| 6 |
myRIO控制器支撑底板的安装 |
2 |
1 |
| 7 |
舵机安装 |
2 |
1 |
| 8 |
手爪安装 |
2 |
2 |
| 9 |
电气线路连接 |
2 |
2 |
| 10 |
网络通信地址设置 |
2 |
2 |
| 合计 |
20 |
15 |
| 任务二：移动机器人运动控制调试 |
| 序号 |
在工作台上的机器人性能要求 |
分值 |
| 学生 |
教师 |
| 驱动电机性能要求 |
| 1 |
驱动电机方向控制：正向/反向旋转 |
2 |
1 |
| 2 |
驱动电机速度控制：慢速/快速旋转 |
2 |
1 |
| 3 |
机器人直线运动控制：前进/后退 |
2 |
1 |
| 4 |
机器人转向运动控制：左转/右转 |
2 |
1 |
| 5 |
机器人平移运动控制：左平移/右平移 |
2 |
1 |
| 信息采集系统性能 |
| 6 |
超声测距传感器和红外传感器 |
2 |
2 |
| 7 |
手柄的调试界面与通信 |
2 |
2 |
| 8 |
视觉系统（图像采集） |
2 |
2 |
| 针对目标物体的性能 |
| 9 |
手爪张开/夹紧 |
2 |
2 |
| 10 |
手臂上升/下降 |
2 |
2 |
| 合计 |
20 |
15 |
| 任务三：移动机器人系统联调 |
| 序号 |
评分项目 |
分值 |
| 学生 |
教师 |
| 1 |
使移动机器人自动完成沿U型走廊行走，且不碰到走廊与前、后端墙壁 |
5 |
3 |
| 2 |
智能视觉系统完成对目标球的颜色识别与二维码识别 |
5 |
4 |
| 3 |
移动机器人自动完成寻找固定位置放置台球并抓取 |
5 |
4 |
| 4 |
移动机器人自动完成将台球放置指定位置，并返回场地 |
5 |
4 |
| 合计 |
20 |
15 |
| 任务四：场地任务 |
| 序号 |
评分项目 |
分值 |
| 学生 |
教师 |
| 1 |
遥控移动机器人完成任务 |
10 |
7 |
| 2 |
移动自动完成工作任务 |
10 |
8 |
| 合计 |
20 |
15 |
| 任务五：职业素养 |
| 序号 |
评分项目 |
分值 |
| 1 |
公平竞赛，遵守赛场纪律 |
2 |
| 2 |
操作规范，无事故 |
2 |
| 3 |
着装规范整洁，爱护设备，保持竞赛环境清洁有序 |
2 |
| 4 |
团队分工合理，冷静、高效，一丝不苟 |
2 |
| 5 |
工具的使用符合工业安全 |
2 |
| 合计 |
10 |
| 任务六：答辩展示 |
| 序号 |
评分项目 |
分值 |
| 学生 |
教师 |
| 1 |
功能和结构 |
1 |
3 |
| 2 |
使用价值 |
1 |
3 |
| 3 |
节约成本 |
1 |
3 |
| 4 |
人性化设计 |
1 |
3 |
| 5 |
团队合作 |
1 |
3 |
| 6 |
事故预防 |
1 |
3 |
| 7 |
环保性 |
1 |
3 |
| 8 |
创造性 |
1 |
3 |
| 9 |
答辩展示效果 |
2 |
6 |
| 合计 |
10 |
30 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
完整版技术规程下载请点击：http://www.chinajxedu.com/uploadfile/2019/0303/20190303091149276.pdf
