能力風(fēng)暴WER能力挑戰(zhàn)賽-“工業(yè)時代”競賽規(guī)則

附件6能力風(fēng)暴WER能力挑戰(zhàn)賽——“工業(yè)時代”競賽規(guī)則一、主題簡介十八世紀(jì)六十年代初，人類進入了科技發(fā)展史上極其重要的一個時期：第一次工業(yè)革命。蒸汽機的出現(xiàn)讓機器開始取代人力，應(yīng)運而生的大型工廠取代個體手工作坊。生產(chǎn)力的急劇增長，刺激了對運輸?shù)男枨?，出現(xiàn)了運河、硬質(zhì)路面，甚至鐵路;煤炭代替木炭使煉鐵的成本降低，而鋼鐵產(chǎn)量的增長又讓大型鋼鐵結(jié)構(gòu)建筑成為可能。在WER能力挑戰(zhàn)賽中，參賽隊設(shè)計的機器人將化身為那個時代的礦工、建筑師、工人，開礦、修路、運輸、冶煉、建房，甚至幫助瓦特改進蒸汽機，使人類進入工業(yè)時代！二、比賽場地與環(huán)境2.1場地一層：240*210cm二層一層：240*210cm二層：204*116cm斜坡：42*140cm二層“基地”一層“基地”圖1場地比賽場地分上下兩層，（如圖1所示），支架為金屬材質(zhì)（截面2cm×2cm），兩層之間通過斜坡相連，斜坡與一層場地夾角為30度(±1度)，二層場地護欄為木板（高度10cm，厚度1-2cm）。在一層場地、二層場地、斜坡上各鋪有場地膜。場地上共有2個基地，一層基地大小為30*30cm（長*寬）；二層基地位于斜坡頂端黑色橫線以上及二層場地西北角，大小為64*40cm（長*寬）。比賽過程中，機器人可以選擇從任一基地離開或返回。2.2賽場環(huán)境機器人比賽場地環(huán)境為冷光源、低照度、無磁場干擾。但由于一般賽場環(huán)境的不確定因素較多，例如，場地表面可能有紋路和不平整，邊框上有裂縫，光照條件有變化等等。參賽隊在設(shè)計機器人時應(yīng)考慮各種應(yīng)對措施。三、任務(wù)及得分比賽任務(wù)分預(yù)設(shè)任務(wù)和附加任務(wù)。預(yù)設(shè)任務(wù)的內(nèi)容在本規(guī)則中公布，但其模型位置、方向是可以變化的，在賽前準(zhǔn)備時公布。附加任務(wù)只在賽前準(zhǔn)備時公布，參賽隊員應(yīng)據(jù)此現(xiàn)場設(shè)計機器人結(jié)構(gòu)及程序。以下描述的預(yù)設(shè)任務(wù)只是對生活中的某些情景的模擬，切勿將它們與真實生活相比。小學(xué)/初中組：同時采用高、低難度得分；高中組：僅采用高難度得分。3.1建造鐵塔鐵塔鐵塔圖2-鐵塔模型初始狀態(tài)任務(wù)模型初始狀態(tài)：鐵塔模型固定在場地上，如圖2所示。得分標(biāo)準(zhǔn)及分值：機器人將鐵塔立起，令其垂直于場地并保持到比賽結(jié)束，得50分，如圖3所示。圖3-鐵塔任務(wù)完成狀態(tài)圖皮環(huán)架皮環(huán)皮環(huán)架皮環(huán)把手3.2套環(huán)把手欄桿套桿欄桿套桿圖4-套環(huán)模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)欄桿橫向擺放在模型上，皮環(huán)放在皮環(huán)架上，如圖4所示。得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人需推開欄桿，推動把手使皮環(huán)離開皮環(huán)架，得40分。【低難度得分】機器人需推開欄桿，推動把手使皮環(huán)套入套桿，得80分，如圖5所示?！靖唠y度得分】小學(xué)/初中組：同時采用高、低難度得分；高中組：僅采用高難度得分。圖5-套環(huán)任務(wù)完成狀態(tài)圖3.3發(fā)電報手柄彩瓶磁鐵手柄彩瓶磁鐵圖6-發(fā)報機模型初始狀態(tài)任務(wù)模型初始狀態(tài)彩瓶位于模型上，手柄自然懸空，如圖6所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人需按下手柄將彩瓶吸附在磁鐵上，且懸空，得50分。圖7-發(fā)電報任務(wù)完成狀態(tài)3.4開采礦石礦石礦山礦石礦山圖8-礦石模型初始狀態(tài)任務(wù)模型初始狀態(tài)礦石平放在礦山正中間，如圖8所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人將礦石與礦山開采分離，且礦石與礦山?jīng)]有任何接觸，得30分。3.5運輸?shù)V石吊籃吊籃圖9-吊籃模型初始狀態(tài)任務(wù)模型初始狀態(tài)吊籃平放在一層場地指定位置上，如圖9所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人將任務(wù)3.4中的礦石，放到吊籃內(nèi)，且礦石的垂直投影完全在吊籃的垂直投影內(nèi)，得80分，如圖10所示。圖10-運輸?shù)V石任務(wù)完成狀態(tài)圖3.6裝載礦石升降機吊籃升降機吊籃圖11-升降機及吊籃模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)吊籃在一層場地上，升降機在二層場地上，如圖11所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人轉(zhuǎn)動升降機手柄，使吊籃上升。吊籃中沒有礦石，吊籃的平行投影高于二層最下方支架，得30分?！镜碗y度得分】吊籃中有礦石，吊籃的平行投影高于二層最下方支架，得60分。【高難度得分】小學(xué)/初中組：同時采用高、低難度得分；高中組：僅采用高難度得分。圖12-裝載任務(wù)完成狀態(tài)圖3.7鋪設(shè)路面待鋪設(shè)路面已鋪設(shè)路面待鋪設(shè)路面已鋪設(shè)路面圖13-鋪設(shè)路面模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)待鋪設(shè)路面放置在任意一側(cè)已鋪設(shè)路面的正上方，如圖13所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值新路面的垂直投影跟底板的垂直投影重疊，且新路面的垂直投影跟任意一塊已鋪設(shè)路面的垂直投影沒有重合，得60分，如圖14所示。圖14-鋪設(shè)路面任務(wù)完成狀態(tài)圖3.8開啟留聲機唱片磁頭唱片磁頭圖15-留聲機初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)留聲機的磁頭位于唱片一側(cè)且其投影與唱片沒有重合，如圖15所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人轉(zhuǎn)動磁頭與唱片上的磁鐵吸附，得50分，如圖16所示。圖16-開啟留聲機任務(wù)完成狀態(tài)圖3.9平移貨物拉桿立柱平臺貨物拉桿立柱平臺貨物圖17-平移貨物模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)貨物放在平臺的正上方，貨物與平臺在立柱一側(cè)，如圖17所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人需拉動拉桿使貨物從立柱的一側(cè)移動到拉桿一側(cè)，貨物部分投影越過兩根立柱組成的連線，貨物不在平臺上方，得30分?！镜碗y度得分】機器人需拉動拉桿使貨物從立柱的一側(cè)移動到拉桿一側(cè)，貨物部分投影越過兩根立柱組成的連線，且貨物在平臺上方，得60分，如圖18所示。【高難度得分】小學(xué)/初中組：同時采用高、低難度得分；高中組：僅采用高難度得分。圖18-平移貨物任務(wù)完成狀態(tài)圖3.10搬運貨物紅色平臺白色平臺紅色平臺白色平臺圖19貨物平臺模型初始狀態(tài)圖紅色貨物白色貨物紅色貨物白色貨物圖20-貨物模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)紅色貨物和白色貨物放置在一層場地，貨物平臺放在二層場地，如圖19、20所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人將貨物放到貨物平臺上，紅色貨物的垂直投影與紅色平臺的垂直投影完全重合，白色貨物的垂直投影與白色平臺的垂直投影完全重合，50分/個，如圖21所示。如果該貨物不是機器人通過斜坡從一層場地運送到二層場地的，則該貨物不得分。圖21-搬動貨物任務(wù)完成狀態(tài)圖3.11獲取原料旋轉(zhuǎn)門原料旋轉(zhuǎn)門原料圖22-任務(wù)模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)原料放在倉庫旋轉(zhuǎn)門的內(nèi)側(cè)，如圖22所示任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人需打開旋轉(zhuǎn)門將原料從倉庫取出，原料的垂直投影與底板的垂直投影沒有任何接觸，得50分，如圖23所示。圖23-任務(wù)完成狀態(tài)圖3.12投放原料傳送帶投放通道傳送帶投放通道圖24-模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)投放通道在傳送帶一側(cè)，如圖24所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值如果參賽隊任務(wù)3.11“獲取原料”沒有完成，可從裁判處領(lǐng)取一個備用原料。機器人將原料從投放通道投入，原料的垂直投影與傳送帶的垂直投影重合，得20分?！镜碗y度得分】機器人將任務(wù)3.11“獲取原料”中的原料從投放通道投入，原料的垂直投影與傳送帶的垂直投影重合，得50分，如圖25所示?！靖唠y度得分】小學(xué)/初中組：同時采用高、低難度得分；高中組：僅采用高難度得分。圖25-任務(wù)完成狀態(tài)圖3.13加工原料傳送帶原料成品區(qū)傳送帶原料成品區(qū)圖26-模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)原料在傳送帶一端，如圖26所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人開動傳送帶使原料通過加工區(qū)。原料的垂直投影與成品區(qū)的垂直投影重合，得50分，如圖27所示。如果參賽隊未能完成任務(wù)3.12“投放原料”，則此任務(wù)無法得分。圖27-任務(wù)完成狀態(tài)圖3.14清理廢料廢料廢料區(qū)區(qū)廢料廢料區(qū)區(qū)圖28-模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)廢料在廢料區(qū)里，如圖28所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人將廢料清理出廢料區(qū)，廢料的垂直投影與底板的垂直投影沒有任何接觸，得50分，如圖29所示。廢料廢料圖29-任務(wù)完成狀態(tài)圖3.15安裝燈泡橫杠橫杠圖30-模型初始狀態(tài)圖燈泡燈泡圖31-模型初始狀態(tài)圖任務(wù)模型初始狀態(tài)燈泡在比賽開始時給予參賽隊，如圖30、31所示。任務(wù)的得分標(biāo)準(zhǔn)及分值機器人將燈泡吸附在橫杠上，且保持到終場，得80分，如圖32所示。圖32-任務(wù)完成狀態(tài)圖3.16任務(wù)模型位置3.16.1有些任務(wù)模型位置是固定的，但方向是可以變化的；有些任務(wù)模型位置是可以變化的。任務(wù)模型位置、方向以賽前準(zhǔn)備時公布為準(zhǔn)。流水線工廠模型在一層場地上的位置是固定的。其方向是可以4個方向變化的。流水線工廠模型上機器人需要完成獲取原料、投放原料、加工原料、清理廢料4個任務(wù)。吊籃模型在一層場地位置是固定的；平移貨物任務(wù)中平臺模型在一層場地位置是固定的，拉桿的方向是朝南的。貨物模型位置是可以變化的，會出現(xiàn)在貨物位置1或貨物位置2、貨物位置3、貨物位置4、貨物位置5，但不固定。3.16.5發(fā)報機模型、礦山模型、留聲機位置是可以變化的，會固定在可變位置1或可變位置2、可變位置3。3.16.6道路模型位置是可以變化的，會固定在道路模型位置1或道路模型位置12，已鋪設(shè)路面方向是東西朝向。3.16.7鐵塔模型、升降機模型位置方向是固定的。3.16.8套環(huán)模型位置是固定的，但方向是可變化的。3.16.9貨物平臺位置是可變化的，會固定在可變位置4或可變位置5、可變位置6。3.16.10附加任務(wù)位置會出現(xiàn)在附加任務(wù)位置1或附加任務(wù)位置2，分值為200分。場地示意圖（含任務(wù)模型）四、機器人本節(jié)提供設(shè)計和構(gòu)建機器人的原則和要求。參賽前，所有機器人必須通過檢查。為保證比賽的公平，裁判會在比賽期間隨機檢查機器人。對不符合要求的機器人，需要按照本規(guī)則要求修改，如果機器人仍然不符合要求，將被取消參賽資格。4.1尺寸：每次出發(fā)前，機器人尺寸不得大于30*30*30cm（長*寬*高）；離開基地后，機器人的機構(gòu)可以自行伸展。4.2控制器：單輪比賽中，不允許更換控制器。每臺機器人只允許使用一個控制器，控制器電機的接口只允許有4個，控制器的輸入\輸出接口只允許是8個或12個。4.3執(zhí)行器：當(dāng)電機用于驅(qū)動輪時，只允許單個電機獨立驅(qū)動單個著地的輪子。比賽過程中使用電機的數(shù)量及方式為兩種：1、2個大電機加2個小電機；2、2個大電機加1個小電機加1個舵機。只允許使用直徑為70±2mm或60±2mm兩種輪胎。4.4傳感器：每臺機器人允許使用的傳感器種類和數(shù)量不限，但不得使用多個相同或者不同傳感器探頭做成的集成傳感器。4.5結(jié)構(gòu)：機器人必須使用塑料材質(zhì)的拼插式結(jié)構(gòu)，不得使用扎帶、螺釘、鉚釘、膠水、膠帶等輔助連接材料。4.6電源：每臺機器人必須自帶獨立電池，不得連接外部電源，電池電壓不得高于9V，不得使用升壓、降壓、穩(wěn)壓等電路。五、比賽5.1參賽隊5.1.1每支參賽隊?wèi)?yīng)由2名學(xué)生組成。學(xué)生必須是截止到2023年6月仍然在校的學(xué)生。5.1.2參賽隊員應(yīng)以積極的心態(tài)面對和自主地處理在比賽中遇到的所有問題，自尊、自重，友善地對待和尊重隊友、對手、志愿者、裁判員和所有為比賽付出辛勞的人，努力把自己培養(yǎng)成為有健全人格和健康心理的人。5.2賽制5.2.1WER能力挑戰(zhàn)賽按小學(xué)、初中、高中各組別分別進行。5.2.2比賽共進行2輪，不分初賽、復(fù)賽。每場比賽時間為180秒。比賽開始、結(jié)束時裁判均有哨聲，以開始、結(jié)束計時。5.2.3如果參賽隊選擇了附加任務(wù)，該場比賽時間不延長。5.2.4所有場次的比賽結(jié)束后，以每支參賽隊各場得分之和作為該隊的總成績，按總成績對參賽隊排名。5.2.5競賽組委會有可能根據(jù)參賽報名和場館的實際情況變更賽制。5.3比賽過程5.3.1搭建機器人與編程搭建機器人與編程只能在準(zhǔn)備區(qū)進行，測試程序可去參賽區(qū)。5.3.1.2參賽隊的學(xué)生隊員檢錄后方能進入準(zhǔn)備區(qū)。裁判員對參賽隊攜帶的器材進行檢查，可以攜帶已搭建的機器人進入準(zhǔn)備區(qū)。對不符合要求的機器人需要按照本規(guī)則要求修改，否則不得進入準(zhǔn)備區(qū)。隊員不得攜帶U盤、光盤、無線路由器、、相機等存儲和通信器材。所有參賽學(xué)生在準(zhǔn)備區(qū)就座后，裁判員把場地任務(wù)模型分布圖和比賽須知告知參賽隊。5.3.1.3參賽隊?wèi)?yīng)自帶便攜計算機并可攜帶維修件。參賽選手在準(zhǔn)備區(qū)不得上網(wǎng)和下載任何程序，不得使用相機等設(shè)備拍攝比賽場地，不得以任何方式與教練員或家長聯(lián)系。5.3.1.4賽前有2小時的準(zhǔn)備時間，用于參賽隊根據(jù)場地環(huán)境修改機器人的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并進行簡單的維修。5.3.1.5賽場為日常照明，參賽隊員可以標(biāo)定傳感器，但是大賽組織方不保證現(xiàn)場光線絕對不變。隨著比賽的進行，現(xiàn)場的陽光可能會有變化?，F(xiàn)場可能會有照相機或攝像機的閃光燈、補光燈或者其他賽項的未知光線影響，請參賽隊員自行解決。參賽隊員必須有秩序地進行調(diào)試及準(zhǔn)備，并且不得通過任何方式接受教練的干預(yù)。不遵守秩序的參賽隊可能受到警告或被取消參賽資格。準(zhǔn)備時間結(jié)束前，各參賽隊?wèi)?yīng)把機器人排列在準(zhǔn)備區(qū)的指定位置，封場。5.3.2賽前準(zhǔn)備5.3.2.1準(zhǔn)備上場時，隊員領(lǐng)取自己的機器人，在引導(dǎo)員帶領(lǐng)下進入比賽區(qū)。在規(guī)定時間內(nèi)未到場的參賽隊將被視為棄權(quán)。5.3.2.2上場的2名學(xué)生隊員，站立在基地附近。5.3.2.3隊員將自己的機器人放入基地。機器人的任何部分及其在地面的投影不能超出基地。5.3.2.4到場的參賽隊員應(yīng)抓緊時間（不超過2分鐘）做好啟動前的準(zhǔn)備工作。完成準(zhǔn)備工作后，隊員應(yīng)向裁判員示意。5.3.3啟動5.3.3.1裁判員確認(rèn)參賽隊已準(zhǔn)備好后，將發(fā)出“3、2、1，開始”的倒計時啟動口令。隨著倒計時開始，聽到“開始”命令的第一個字，隊員可以觸碰按鈕或者給傳感器一個信號去啟動機器人。5.3.3.2在“開始”命令前啟動機器人將被視為“誤啟動”并受到警告或處罰。5.3.3.3機器人一旦啟動，就只能受自帶的控制器中的程序控制。隊員一般不得接觸機器人（重啟的情況除外）。5.3.3.4啟動后的機器人不得故意分離出部件或把機械零件掉在場上。偶然脫落的機器人零部件，由裁判員隨時清出場地。為了策略的需要而分離部件是犯規(guī)行為。5.3.3.5啟動后的機器人如因速度過快或程序錯誤將所攜帶的物品拋出場地，該物品不得再回到場上。5.3.4重啟5.3.4.1機器人在運行中如果出現(xiàn)故障或未完成某項任務(wù)，參賽隊員可以自行將機器人拿回基地重啟。記錄一次“重啟”，重試前機器人已完成的任務(wù)得分有效，但機器人當(dāng)時攜帶的得分模型失效并由裁判代為保管至本輪比賽結(jié)束；在這個過程中計時不會暫停。5.3.4.2機器人自主運行獎勵：在每輪比賽過程中，0次重啟，則獎勵40分；1次重啟，則獎勵30分；2次重啟，則獎勵20分；3次重啟，則獎勵10分；4次及以上重啟0分。5.3.4.3每場比賽重啟的次數(shù)不限。5.3.4.4重啟期間計時不停止，也不重新開始計時。5.3.5比賽結(jié)束5.3.5.1每場比賽時間為180秒鐘。5.3.5.2參賽隊在完成一些任務(wù)后，如不準(zhǔn)備繼續(xù)比賽或完成所有任務(wù)后，應(yīng)向裁判員示意，裁判員據(jù)此停止計時，作為單輪用時，結(jié)束比賽；否則，等待裁判員的終場哨音。5.3.5.3裁判員吹響終場哨音后，參賽隊員除應(yīng)立即關(guān)斷機器人的電源外，不得與場上的機器人或任何物品接觸。5.3.5.4裁判員填寫記分表并告知參賽隊員。5.3.5.5參賽隊員將場地恢復(fù)到啟動前狀態(tài)，并立即將自己的機器人搬回準(zhǔn)備區(qū)。六、記分6.1每場比賽結(jié)束后，按完成任務(wù)的情況計算得分。完成任務(wù)的記分標(biāo)準(zhǔn)見第3節(jié)。6.2機器人可以多次自主往返基地，不算重啟。完成任務(wù)的次序不影響單項任務(wù)的得分。6.3有些任務(wù)需要將模型帶回基地才得分，其必須同時滿足：1、機器人自主回到基地且部分投影進入基地；2、機器人投影與該模型投影部分或完全重合,或機器人與該模型接觸。七、犯規(guī)和取消比賽資格7.1未準(zhǔn)時到場的參賽隊，每遲到1分鐘則判罰該隊10分。如果2分鐘后仍未到場，該隊將被取消比賽資格。7.2第1次誤啟動將受到裁判員的警告，機器人回到待命區(qū)再次啟動，計時重新開始。第2次誤啟動將被取消比賽資格。7.3為了策略的需要而分離部件是犯規(guī)行為,視情節(jié)嚴(yán)重的程度可能會被取消比賽資格。7.4如果任務(wù)模型損壞由參賽隊員或機器人造成的，不管有意還是無意，將警告一次。該場該任務(wù)不得分，即使該任務(wù)已完成。7.5比賽中，不允許在基地以外接觸任務(wù)模型；不允許在基地外接觸機器人；否則將按“重啟”處理。7.6不聽從裁判員的指示將被取消比賽資格。7.7參賽隊員在未經(jīng)裁判長允許的情況下私自與教練員或家長聯(lián)系，將被取消比賽資格。八、成績排名每個組別按總成績排名，最終得分越高的排名越靠前。如果出現(xiàn)局部并列的排名，按如下順序決定先后：（1）2輪用時總和越少的排名在前；（2）基地外接觸機器人的次數(shù)越少的排名在前；（3）所有場次中完成單項任務(wù)總數(shù)多的隊在前；（4）機器人重量小的隊