第44届世界技能大赛云南省选拔赛移动机器人项目技术文件

1、第44届世界技能大赛云南省选拔赛移动机器人项目技术文件 云南技师学院2015年12月第44届世界技能大赛云南省选拔赛移动机器人项目技术文件一、竞赛技术文件制定标准移动机器人项目技术文件系依照世界技能大赛Mobile Robotics项目技术标准并参照世界技能大赛竞赛规则和竞赛指南制定。二、考核内容本次竞赛以世界技能竞赛移动机器人项目为标准，对参赛选手从设计理解、效率、功能、规范、安全等方面全面考核。竞赛包括理论知识和实际操作两个部分。竞赛内容包括:（一）理论知识部分1、考试时间：120分钟2、考试范围：制图知识、机械知识、FESTO Robotino移动机器人系统的机械构造、电路和磁路知识、仪

2、器仪表知识、模拟电子技术、数字电子技术、传感器技术、现代控制技术知识、直流电机控制的原理、结构、参数及重要参数的测量、电子驱动技术的基础、应用照相机图像处理技术的路径控制。3、机械设计：参赛者必须了解移动机器人Robotino的结构、组装以及调试，包括各类执行器（滑动器，电子抓手等）的功能和使用说明。4、软件编程：参赛者必须能在Robotino View中编写相应程序以控制Robotino的运动和其他硬件的动作，并通过软件准确地监控Robotino的动作流程及运行状态。5、有线通信：参赛者必须了解Robotino与电脑之间如何进行有线通信。6、分析能力：参赛者必须有较高的分析、处理故障的能力以

3、确保设备的正常、安全运行。（二）实际操作部分移动机器人采用：FESTO Robotino1、考试时间：180分钟2、考试范围：为全面考查参赛选手的职业综合素质和技术技能水平，实际技能操作竞赛包括移动机器人系统调试和执行器安装、软件编程、有线通信、传感器技术和分析技术等五大部分，具体内容见表1。表1 竞赛范围与内容说明序号内 容说 明1移动机器人调试以及执行器安装（1）调试移动机器人驱动系统，控制系统，图像系统等；（2）根据需求选择执行器； （3）按照要求安装执行器； （4）正确连接线路； （5）为保证移动机器人系统正常运行，对执行器进行必要调试2软件编程（1）编写程序，控制Robotino的各

4、种运动； （2）编写程序，控制各类执行器动作； （3）根据任务要求，设计执行步骤，编辑相应主程序和子程序。3有线通信（1）配置Robotino的局域网，选择相应的工作模式； （2）编写程序，建立Robotino与计算机之间的通信； （3）解决导致通信失败的基本问题。 4传感器技术（1）安装并调试传感器，正确连接电源线和信号线； （2）使用软件监测传感器信号，利用传感器信号控制Robotino和相应执行器。 5分析技术（1）采用分析性方法检测移动机器人系统的各种错误与故障； （2）在短时间内调整硬件，修改软件，使系统正常工作； （3）熟练、快速地排除各种故障； （4）优化各类任务处理方案。根据竞

5、赛组委会提供的任务书及相关资料，参赛选手完成以下工作任务： （1）设计、组装、编程和调试1）设计根据比赛任务书和现场提供的技术手册，采用供应商提供的机器人和周边配件来设计系统。 2）组装及连接根据比赛任务书，按设计要求进行组装，正确连接配件的电源线与信号线，使用软件测试各配件是否正确连接。 3）编程 根据比赛任务书设计任务执行时的逻辑步骤，编写主程序，满足任务要求的运行顺序；编写子程序，满足各步骤要求的功能。4）调试系统需按照比赛任务书、相关使用说明正常运行，应无明显的技术失误。（2）系统优化优化是指在现有正常运行程序的基础上，选手可以通过添加闭环控制单元，改变移动机器人的运行速度，调整工作流

6、程图，改变传感器，执行器相关参数，有效提高系统的运作效率，减少任务执行时间，增加安全防护等级和提高系统运动性能等。二、竞赛命题及裁判（一）竞赛命题大赛试题由竞赛专家组统一命制（二）裁判理论知识竞赛每个赛场配备2名评判人员。操作技能竞赛每个项目每个赛场配备3名评判人员，赛场另设裁判长1名，竞赛监督2名，工程技术人员2名。聘请具有相关工种考评员或有经验的职业技能竞赛的专家担任裁判，大赛裁判工作按照公平、公正、客观的原则进行。三、成绩评定1本次竞赛内容包括理论知识和实际操作两部分。理论知识的竞赛内容采用笔答方式，操作技能的竞赛内容采用现场实际操作方式。（1）理论知识竞赛满分为100分。理论知识竞赛成

7、绩取两名参赛选手的平均分后，按30的比例折算计入竞赛总成绩。（2）实际操作竞赛满分为100分。实际操作竞赛成绩按70的比例折算计入竞赛总成绩。（3）折算后的理论知识竞赛成绩与实际操作竞赛成绩相加得出参赛队竞赛总成绩，满分为100分。（4）评分办法依据过程评价与结果评价相结合，工艺评价与功能评价相结合，能力评价与职业素养评价相结合的评价原则，按照评分标准，对选手完成工作任务的情况进行评分。满分为100分，具体评分细则见赛场试卷评分标准。 注：选手有下列情形须从参赛成绩中扣分：在完成工作任务的过程中，因操作不当导致事故，扣520分，情况严重者取消竞赛资格。因违规操作损坏赛场提供的设备，污染赛场环境

8、等不符合职业规范的行为，视情节扣510分。扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作，视情节扣520分，情况严重者取消竞赛资格。（5）名次排列按比赛总成绩从高到低排列参赛选手的名次。当出现总成绩相同时，以实操成绩高者名次排在前，当出现总成绩、实操成绩均相同时，以实操总时间短者名次排在前。四、场地和设施（一）竞赛场地 竞赛场地：云南技师学院实训中心G2-308。办公场地：考务办公室云南技师学院实训中心G1-404。选手准备、休息、隔离场地：云南技师学院实训中心G1401。（二）竞赛设备比赛采用德国FESTO公司提供的国际技能大赛指定移动机器人Robotino。Robotino是多功能、带全方位驱动的高质量可移

9、动式机器人。借助3个驱动单元它可以沿各个方向运动，借助配备的摄像头、传感器，Robotino可以准确的测量距离、躲避碰撞、感知周围的坏境。借助Robotino View，用户还可以在机器人的工作状态下Robotino进行编程。参赛者将使用基础版Robotino和Festo公司提供的执行器配件。基础版Robotino主要由五个单元组成，分别为：控制单元、接口单元、供能单元、驱动单元和传感器如图1所示。Robotino操作面板如图2所示。比赛期间，需要在基础版的Robotino上安装滑动器。其中控制单元主要是由带内存卡（Compact Flash Card）的嵌入式PC构成，该内存卡上保存若干Ro

10、botino的演示程序（通过Robotino的控制键盘直接调用）和Linux操作系统。图1 Robotino结构功能示意图（1-显示面板 2-LED指示灯 3-开关 4-退出键 5、7-选择键 6-确定键）图2 Robotino操作面板示意图控制单元中有以下接口：以太网接口，2个USB接口，显示器接口（VGA），用于连接摄像头、键盘、显示器等设备如图3所示。Robotino所需电源是两节可充电蓄电池（12V，4Ah）。两节电池都安装在底盘上。此外每套Robotino系统还提供两节可充电备用电池和相配的充电器。（1-VGA接口 2-USB接口 3-以太网接口）图3 Robotino控制单元接口R

11、obotino驱动由3个相互独立的全方位驱动单元实现。它们相互间隔120°安装，驱动单元的组成如图4所示。通过感应同步器可以比较电动机速度的真实值和期望值，再通过PID元件进行反馈控制。 （1-电动机 2-感应同步器 3-万向轮 4-变速箱 5-齿轮带 ）图4 Robotino全方位驱动单元基础版Robotino装有9个红外距离传感器和防碰撞传感器。防碰撞传感器是一种接触开关，它均匀地固定在机器人底盘的环形圆周外沿上，当受到很小的外力时，防撞传感器可以向控制单元传递一个确认信号，用于保障Robotino的安全。此外，Robotino的配件箱中还提供2个光电传感器，1个电感传感器用于不

12、同情况的地面寻轨。Robotino系统还配备摄像头装置,可用来感知Robotino周围的环境，实现寻轨、寻球、颜色辨别等功能。Robotino的I/O接口分配图如图5所示。GND: 0V DIx1: 数字输入端x1 DOx2: 数字输出端x2 AIx3：模拟输入端x3 AOx4：模拟输出端x4 RELx_CO: 公共端 RELx_NC: 常闭 RELx_NO: 常开图5 Robotino I/O接口分配图（三）自带设备及赛区准备 每个参赛队自带笔记本电脑、一个空的U盘用于两台电脑间的数据传递、网线一根至少5米长。电脑中应该安装Robotino的专用编程软件Robotino View。 正式比赛

13、日的前一天，各参赛队在场地进行赛前准备后，于下午4点左右由专家组进行比赛装备与比赛仪器的检查，电脑和U盘中不能保存相关程序。检查后的Robotino、电脑和U盘将由专家组进行保管，直至正式比赛日当天。（四） 耗材、工具和仪器 根据竞赛需要，赛场提供的耗材如表2所示。竞赛工具、仪器如表3所示，以作参考，并由选手自行准备。表2 主办方提供的耗材序号名称说明单位数量1扎带根若干2冷压端子个若干表3 竞赛工具、仪器序号名称型号/规格单位数量备注1工具箱个12内六角扳手1.5mm10mm套13外六角扳手（套筒）6mm,7mm,8mm,9mm, 10mm,19mm套14活动扳手19.3mm把15剥线钳剥线

14、范围:直径0.26mm的单股电线把16压线钳压接范围：0.252.5mm2把17一字螺丝刀3×75mm把18一字螺丝刀6.5×40mm把19十字螺丝刀#0×75mm把110钢卷尺把111电工胶布黑色卷112剪刀中号把113万用表数字个114书写工具钢笔或水笔/HB铅笔/三角尺/橡皮/铅笔刀套115网线至少5米长网线根2五、竞赛方式与参赛资格及地点1比赛时间与竞赛方式比赛时间：理论竞赛 2016年1月12日 实际操作 2016 年1月13日-14日（具体时间以赛场试卷上的时间为准）2竞赛方式：竞赛采用团队竞赛形式，每个参赛队由2名选手组成（每2名选手为1组）设队长1

15、名。3参赛资格凡1995年1月1日以后出生，思想品德优秀、身心健康，具备相应职业（专业）扎实基本功和技能水平，具有较强学习能力以及身体素质、心理素质、应变能力良好的人员，均可报名参加。各院校限报1个团队。各学校负责本校参赛选手的资格审查工作，并保存相关证明材料的复印件，以备查阅。4竞赛地点：云南技师学院六竞赛规则和注意事项（一）竞赛规则1竞赛选手自带工具需于2016年1月12日17：00前送到云南技师学院指定场所进行检查，确保电脑、闪存卡等内无违规内容。2若报名学校多，竞赛采用分批次进行。各批次选手间需进行相互隔离。3赛前1小时，由竞赛现场裁判组织参赛选手抽签，并由各参赛选手对抽签结果签字确认

16、。选手根据抽签号现场查询竞赛批次和工位。4赛前30分钟，参赛选手必须持本人身份证、学生证并携（佩）带参赛证进入与抽签号对应的工位进行竞赛前的各项准备工作。竞赛裁判员负责对各参赛选手的身份检查。5参赛选手应严格遵守赛场纪律，操作技能竞赛除携带竞赛必备的用具外，不得带入任何技术资料和工具书。所有通讯工具、摄像工具一律不得带入竞赛现场。6选手在竞赛过程中不得擅自离开赛场，如有特殊情况，需经裁判同意后作特殊处理。竞赛过程中，选手若需休息、饮水或去洗手间，一律计算在操作时间内。7参赛选手在竞赛过程中，如遇问题需举手向裁判人员提问，选手之间不得互相询问，否则按作弊处理。8如果选手提前结束竞赛，应举手向裁判

17、员示意。竞赛终止时间由裁判员记录在案，选手提前结束比赛后不得再进行任何加工并不得提前离开赛场。9选手提交作业时应进行必要的清理，并提请裁判员到工位处确认。同时，参赛选手在裁判员记录的竞赛情况记录表上签字确认。10竞赛结束前10分钟，现场裁判提醒选手注意时间。随后，由参赛选手进行工位的清理工作。经裁判员检查许可后，参赛选手方可离开竞赛场地。11各参赛选手必须严格按施工规程进行操作，如出现较严重的安全事故，将立即取消竞赛资格。（二）注意事项1各赛务人员必须统一佩戴由大赛组委会印制的相应证件，着装整齐。2各赛场除现场裁判员、赛场配备的工作人员以外，其他人员未经赛点领导小组允许不得进入赛场。3新闻媒体人员进入赛场必须经过竞赛领导小组允许，并且听从现场工作人员的安排和管理，不能影响竞赛进行。七、申诉与仲裁 1.参赛选手对赛地提供的不符合竞赛规定的设备、实验材料，对有失公正的检测、评判，以及工作人员的违规行为等，均可有序地提出申诉。2.选手申诉均须通过本代表队领队、指导老师，按照规定时限以书面形式向仲裁委员会（或仲裁组）提出。仲裁委员会要认真负责地受理选手申诉，