2018年山東省職業(yè)院校技能大賽中職組“工業(yè)產(chǎn)品設計與創(chuàng)客實踐”賽項樣題

2018年山東省職業(yè)院校技能大賽中職組

“工業(yè)產(chǎn)品設計與創(chuàng)客實踐”賽項樣題

參賽選手須知

1.比賽時間4小時，賽題共3大題5道題目，參賽選手需完成全部題目。

2.參賽選手應始終保持賽題、圖冊完整，不得拆散賽題或圖冊。

3.參賽選手須嚴格按照題目規(guī)定的路徑及名稱存儲文件，并在比賽過程中及時保存。

4.工程圖依題目圖紙樣式，按機械制圖“圖樣畫法”國家標準繪制；工程圖標題欄、明細欄要求如下：

（1）六視圖、爆炸圖標題欄要求填寫圖樣名稱、圖樣代號及基礎視圖比例；零件圖標題欄要求填寫圖樣

名稱、圖樣代號、零件材料、零件重量及基礎視圖比例。

零件材料

圖樣名稱

零件重量視圖比例

圖樣代號

（2）工程圖明細欄要求包含序號、代號、名稱、數(shù)量、材料、重量及備注；明細欄總寬180mm，各列寬

度依次為8mm、40mm、44mm、8mm、38mm、22mm、20mm。

3

2

1

序號代號名稱數(shù)量材料重量備注

5.各題目中模型及工程圖、效果圖、動畫等由Inventor完成，說明（制造）文檔由MicrosoftWord或MicrosoftPowerPoint完

成。

第1頁，共9頁

題目1訂書機（25%）

訂書機如圖1-1，請根據(jù)給出的圖紙及要求，完成產(chǎn)品模型建立與設計表達。本題需提交的文件

及相關要求見表1-1；所有文件須保存在“桌面\賽位號\1-訂書機”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)

建文件夾。

圖1-1訂書機

表1-1題目1需提交的文件

內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）

項目項目文件訂書機.ipj

手柄模型及工程圖手柄.ipt、手柄.idw

底座上殼模型及工程圖底座上殼.ipt、底座下殼.idw

底座下殼模型及工程圖底座下殼.ipt、底座下殼.idw

零引導塊僅模型引導塊.ipt

件訂書針槽模型及工程圖訂書針槽.ipt、訂書針槽.idw

送釘塊模型及工程圖送釘塊.ipt

壓釘塊僅模型壓釘塊.ipt

手柄軸僅模型手柄軸.ipt

訂書機.iam其余零件已提供

部件模型、六視圖、訂書機六視圖.idw

部件相關

爆炸圖及明細欄訂書機.ipn

訂書機爆炸圖.idw

展示訂書機全部零件的分解過

程，并根據(jù)各步驟零部件的特

設計表達裝拆動畫訂書機拆解動畫.wmv

點添加合適的特寫鏡頭；大小

1280×720。

第2頁，共9頁

題目2機械手（45%）

機械手是按固定程序抓取、搬運物件的自動操作裝置，如圖2-1。

本題目分為兩部分，請首先根據(jù)給出的圖紙及要求，完成機械手的模型

建立與設計表達；再根據(jù)題目中列出的需求，完成機械手手爪設計改進。

題目2-1機械手建模與表達

根據(jù)給出的圖紙及要求，完成機械手的模型建立與設計表達。本題需提

交的文件及相關要求見表2-1；所有文件須保存在“桌面\賽位號\2-1-機械

手”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。

表2-1題目2-1需提交的文件

內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）

項目項目文件機械手.ipj

底座模型及工程圖底座.ipt、底座.idw

底盤支架模型及工程圖底盤支架.ipt、底盤支架.idw

底盤模型及工程圖底盤.ipt、底盤.idw

轉(zhuǎn)盤模型及工程圖轉(zhuǎn)盤.ipt、轉(zhuǎn)盤.idw

底盤連接僅模型底盤連接.ipt

下臂內(nèi)殼僅模型下臂內(nèi)殼.ipt

下臂外殼僅模型下臂外殼.ipt

臂連接僅模型臂連接.ipt

零上臂僅模型上臂.ipt

件前臂A僅模型前臂A.ipt

前臂B僅模型前臂B.ipt

爪連接A僅模型爪連接A.ipt

爪連接B僅模型爪連接B.ipt

爪基板僅模型爪基板.ipt

爪連桿僅模型爪連桿.ipt

夾板A僅模型夾板A.ipt

夾板B僅模型夾板B.ipt

軸僅模型軸.ipt使用iPart將各尺寸軸保存于同一文件

機械手.iam其余零件已提供

部件模型、六

機械手六視圖.idw

部件相關視圖、爆炸圖

機械手.ipn

及明細欄

機械手爆炸圖.idw

按表2-2所列要求由Studio渲染完成，

設計表達展示動畫機械手展示動畫.wmv

時長5秒；大小1280×720。

第3頁，共9頁

表2-2機械手動作要求

序號部件開始（s）結(jié)束（s）動作方式備注

1轉(zhuǎn)盤01旋轉(zhuǎn)80deg

2下臂23.5旋轉(zhuǎn)60deg

旋轉(zhuǎn)方向按提

3上臂23.5旋轉(zhuǎn)30deg

供的參考動畫

4前臂12旋轉(zhuǎn)20deg后返回起始位置

進行設置

5爪連接23.5旋轉(zhuǎn)90deg

6卡爪3.553.5s~4s打開，4.5s~5s閉合

題目2-2機械手設計改進

機械手手爪部分可做替換，以適應不同尺寸物體的夾取需要。請按下列要求完成機械手手爪改進。

［設計要求］

1.通用手爪夾板設計

使用參數(shù)化工具完成通用手爪夾板設計。如圖2-2，可通過設置用戶參數(shù)自動、快速生成相應的夾板模型。

參數(shù)名稱參數(shù)含義初始值可變范圍

D被夾取物體直徑190mm180mm~210mm

a夾取時包裹角度105deg100deg~130deg

2.專用手爪裝置設計

現(xiàn)機械手手爪可穩(wěn)定夾取軸線方向長度較短的圓柱物體，而對于長度較大或具有不同直徑的物體，則需進行改

進，通過兩端共同夾取的方式保證夾取工作可靠進行，如圖2-3。已知圓柱大、小端面直徑分別為205mm、195mm，

兩夾取面之間距離為140mm（模型已提供），完成專用手爪裝置設計。

改進后

穩(wěn)定性差，兩端共同夾取，

易翻轉(zhuǎn)穩(wěn)定性提高

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［文件要求］

本題需提交的文件及相關要求見表2-3。所有文件須保存在“桌面\賽位號\2-2-機械手設計改進”；不得

為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。

表2-3題目2-2需提交的文件

內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）

項目項目文件機械手設計改進.ipj

設計要求1對應多實體零件模型

通用夾板僅模型通用夾板.ipt

（無需生成夾板A、B零件模型）

零

專用夾板1A.ipt專用夾板1B.ipt、

件專用夾板僅模型

專用夾板2A.ipt專用夾板2B.ipt設計要求2對應零件模型

其他零件僅模型按功能命名，內(nèi)容自定。

部件模型、機械手改進.iam僅設計要求2對應部件模型、六視

六視圖圖（需將被夾取物體一并裝入）

機械手改進六視圖.idw

部件相關設計要求2對應效果圖（需將被夾取

機械手改進.png

效果圖（1張）物體一并裝入），由Studio渲染完成，

（或其他圖片格式）

大小1280×720。

題目3創(chuàng)客實踐（30%）

本題目分為題目3-1和題目3-2兩部分。第一部分要求完成運動機構(gòu)設計；第二部分為一平方米板設計實踐。

題目3-1運動機構(gòu)設計

任務1曲柄搖桿機構(gòu)如圖3-1所示，AO為機架不參與運動，曲柄AB作為主動件等速轉(zhuǎn)動，在連桿BC的作

用下，搖桿OC為從動件作變速往返擺動。搖桿OC自豎直位置向左達到的極限角度為a1，向右達到的極限角度為

a2。請根據(jù)以下條件完成連桿設計，并將設計結(jié)果填入“運動機構(gòu)設計與制造.ppt”（文件已提供）。

機架孔心距離OA110mm

已知搖桿長度OC90mm

條件豎直位置向左極限角a130deg

豎直位置向右極限角a230deg

曲柄長度AB

求解

連桿長度BC

第5頁，共9頁

任務2參照圖3-1創(chuàng)建連桿機構(gòu)模型，以曲柄、連桿、搖桿、機架命名零件，用曲柄搖桿機構(gòu)命名部

件。并選擇任一桿件，確定使用3D打印方式制造時的打印方向，填入“運動機構(gòu)設計與制造.ppt”（文件已提

供）。

［文件要求］

本題需提交的文件及相關要求見表3-1。所有文件須保存在“桌面\賽位號\3-1-運動機構(gòu)設計”；

不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。

表3-1題目3-1需提交的文件

內(nèi)容要求提供的文件（結(jié)果）文件命名方式備注

項目項目文件運動機構(gòu)設計.ipj

曲柄.ipt、連桿.ipt、

曲柄搖桿機構(gòu)零件模型給定尺寸外其他尺寸、結(jié)構(gòu)可自

模型文件搖桿.ipt、機架.ipt

曲柄搖桿機構(gòu)部件模型曲柄搖桿機構(gòu).iam行確定；鉸鏈無需制作。

設計數(shù)據(jù)曲柄搖桿機構(gòu)尺寸計算結(jié)果使用提供的PPT填空或說明后保

運動機構(gòu)設計與制造.ppt

制造說明打印方向選擇說明存即可。

題目3-2一平方米板設計實踐

海盜船如圖3-3（僅供參考，不可復制此外觀），要求選手發(fā)揮創(chuàng)意，設計一款船，僅用板材及圓柱棒即可

加工制造的船模型。

圖3-3海盜船參考圖

第6頁，共9頁

［設計要求］

1.船整體尺寸在200mm×200mm×120mm至400mm×400mm×300mm范圍內(nèi)。

2.產(chǎn)品使用平板及圓柱棒經(jīng)切割制造，具體材料為：提供4塊大小為500mm×500mm的平板可供使

用，除軸外的全部零部件均由相同厚度（3mm、5mm或6mm中的某一種厚度）板材搭建，圓柱棒提供1

根直徑待定（可能為5mm、6mm或8mm中的某一種直徑）圓柱棒供制作軸類零件。

3.由于板材厚度、圓柱棒直徑待定，所創(chuàng)建的模型應滿足“一鍵選擇厚度”的要求，即通過參數(shù)表

中一步調(diào)整便可修改全部板材、軸及相應結(jié)構(gòu)的相關尺寸數(shù)據(jù)。

4.為節(jié)約成本，應在500mm×500mm的板材中盡量集中排布所需切割的板材輪廓。

5.為滿足用戶自行拼裝要求，板材之間須設置卡槽式連接。

6.設計一種驅(qū)動結(jié)構(gòu)，可使海盜船能在水面上航行，實現(xiàn)運動的要求。

7.板材拼接之間必須相互緊貼倚靠，如有斜接部分可用防水膠涂抹，防止漏水。

8.此款海盜船需要太陽能驅(qū)動，請設計可放置太陽能板的結(jié)構(gòu)，考慮光照強度，鏈接牢固可靠，考慮

模型大小，外形美觀，適當放置太陽能板，板數(shù)不限。

［制造要求］

9.海盜船將使用有機玻璃板經(jīng)激光切割機制造?，F(xiàn)有4塊厚度待定的500mm×500mm的有機玻璃板

可供使用，選手設計的板式海盜船模型應全部由相同厚度板材搭建，即全部均為板式零件，且全部板材可

由4塊500mm×500mm的板完成切割。

10.由于板材厚度待定(可能為3mm、3.5mm或5mm)的，所創(chuàng)建的模型應滿足“一鍵選擇厚度”的

要求，即通過一步操作便可修改全部板材及相應結(jié)構(gòu)的相關尺寸數(shù)據(jù)。

11.為節(jié)約成本，應在500mm×500mm的有機玻璃板材中盡量集中排布所需切割的板材輪廓。若設計

的海盜船既能存放上述全部物品又可節(jié)約整張板材，則可獲得加分。

12.為滿足用戶自行拼裝要求，板材之間須設置卡槽式連接。

［出圖要求］

1.直接使用提供的工程圖文件“加工圖.idw”完成加工圖，加工圖無需標題欄，亦無需添加中心線與

尺寸標注。

2.激光切割機將直接根據(jù)加工圖中的零件輪廓進行加工，故全部圖樣必須使用1:1比例。

3.加工圖中需包含全部零件；當某一形狀、尺寸的板材需被多次（如兩次）使用時，則加工圖需多次

（兩次）出現(xiàn)該零件輪廓。

4.考慮用戶拼裝，所有零件圖形須編號，如為“實體1”對應的零件編號為“1”，如圖3-4。

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圖3-4板材加工圖編號要求