2022年全國職業(yè)院校技能大賽賽項-工業(yè)設(shè)計技術(shù) B卷

注意事項

1.參賽選手在比賽過程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有

違反，則按照相關(guān)規(guī)定在考試的總成績中扣除相應(yīng)分值。

2.參賽選手的比賽任務(wù)書用參賽證號、組別、場次、工位號標識，不

得寫有姓名或與身份有關(guān)的信息，否則視為作弊，成績無效。

3.比賽任務(wù)書當場啟封、當場有效。比賽任務(wù)書按一隊一份分發(fā)，競

賽結(jié)束后當場收回，不允許參賽選手帶離賽場，也不允許參賽選手摘錄有

關(guān)內(nèi)容，否則按違紀處理。

4.各參賽隊注意合理安排各階段的競賽任務(wù)，在規(guī)定的比賽時間內(nèi)完

成全部任務(wù)，比賽結(jié)束時，各選手必須停止所有比賽操作。

5.請在比賽過程中注意實時保存文件，由于參賽選手操作不當而造成

計算機“死機”、“重新啟動”、“關(guān)閉”等一切問題，責任自負。

6.在提交的電子文檔上不得出現(xiàn)與選手有關(guān)的任何信息或特別記號，

否則將視為作弊。

7.若出現(xiàn)惡意破壞賽場比賽用具或影響他人比賽的情況，取消全隊競

賽資格。

8.請參賽選手仔細閱讀任務(wù)書內(nèi)容和要求，競賽過程中如有異議，可

向現(xiàn)場裁判人員反映，不得擾亂賽場秩序。

9.遵守賽場紀律，尊重考評人員，服從安排。

10.賽場發(fā)放兩個U盤。所有比賽文件分別保存在兩個U盤的根目

錄及計算機E盤根目錄中，第一階段比賽完畢提交一個U盤，裝入信封封

好，選手和裁判共同簽字確認。另一個U盤放在工具箱中，選手在第二階

段時使用其中的加工程序進行加工及裝配驗證。

11.加工后的零件按照要求裝配后裝入工具箱封好，選手和裁判共同簽

字確認。不得將比賽中作品及文件資料帶出賽場，否則按作弊處理。

一、任務(wù)名稱與時間

1.任務(wù)名稱：水陸兩棲遙控特技車

2.競賽時間：13小時

二、已知條件

本賽項按照汽車行業(yè)工業(yè)設(shè)計技術(shù)崗位真實工作過程設(shè)計競賽內(nèi)容。主要

包括三維數(shù)據(jù)采集、逆向建模、創(chuàng)新設(shè)計、CNC編程與加工、3D打印、裝配驗

證等前沿的知識、技術(shù)技能以及職業(yè)素養(yǎng)等內(nèi)容，全面檢驗學生工業(yè)設(shè)計的工程

實踐能力和創(chuàng)新能力。

電動玩具是青少年所喜愛的玩具之一,它采用電動的方式使玩具具有動感

效果，青少年通過各種電動玩具,不但獲得了快樂，同時也開發(fā)了青少年的大腦

潛能，使青少年在娛樂的同時獲得知識。水陸兩棲遙控特技車作為電動玩具的代

表之一，在電動玩具市場占有重要的市場。

某玩具廠需開發(fā)一款水陸兩棲遙控特技車，前期已完成了兩棲特技車的外

觀設(shè)計，如圖1、2所示?，F(xiàn)需要在已開發(fā)的產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，按照已選定的電動

機和電源等條件進行水陸兩棲遙控特技車結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進行部分零部件的加工、

裝配并驗證設(shè)計的可行性。

圖1水陸兩棲遙控特技車效果圖

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水陸兩棲遙控特技車基本情況：

水陸兩棲遙控特技車由上殼體、下殼體、電源、電動機、開關(guān)和車輪等多個

組件構(gòu)成。電動機產(chǎn)生的動力通過車輪轉(zhuǎn)變成其行進的推力，以克服水陸兩棲遙

控特技車在陸地或水中航行的阻力。外形為多個規(guī)則和不規(guī)則平面或曲面構(gòu)成。

1、電池蓋2、電池3、車輪4、齒輪箱

5、電機6、上殼體7、電路板8、下殼體

圖2水陸兩棲遙控特技車結(jié)構(gòu)示意圖

本項目要求設(shè)計的水陸兩棲遙控特技車基本設(shè)計方案如下:

（一）總體布置方案

總體布置如圖3所示，兩棲特技車外形尺寸為：長150mm左右，寬140mm左

右，總高80mm左右，軸距由車身上蓋模型決定。

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圖3特技車總體布置圖

（二）外形及配件

外形參考原有外形，考慮到生產(chǎn)的經(jīng)濟性從市場上采購部分配件，具體如下：

1.上蓋

參考早期投放市場的上蓋外形，根據(jù)其它功能要求進行創(chuàng)新設(shè)計。上蓋外形

利用逆向方式采集形狀數(shù)據(jù)。車身尺寸、前后軸距由模型決定。如圖4所示：

圖4上蓋外形模型圖

2.電機及接收板

圖5為電機及接收板外觀與接線圖，該電機為130直流電機，噪音低，啟

動電流小。電機外形參數(shù)直接測量實物，接收板上帶開關(guān)，此配件直接安裝在

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車上外蓋結(jié)構(gòu)內(nèi)即可，接線說明見表1。

圖5電機及接收板

表1電路參數(shù)及接線說明

遙控器電壓3V（2節(jié)5號AA電池）電流0-4A

接收板電壓DC4.5-7.2V遙控頻率2.4GHZ

遙控器尺寸約100×100×36mm接收板尺寸PCB板尺寸60×25mm

導線長度約120mm

接線說明

VCC線紅線接電源正極

GND線黑線接電源負極

B、F線F與B字符處的2根線（藍線和白線）接電機1

R、L線R與L字符處的2根線（藍線和白線）接電機2

3.車輪

圖6為車輪外觀圖，該車輪空心結(jié)構(gòu)采用直徑70mm車輪胎，外圈橡膠，內(nèi)

部ABS塑料，外徑尺寸測量，車輪的孔徑需要測量，車輪用螺釘從側(cè)面固定在動

力輸出軸上。

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圖6車輪外觀圖

4.軸

（1）軸Φ3mm，數(shù)量10根，長度自行測量，選手根據(jù)設(shè)計選用。

5.電池

圖8為電池外形，Φ15×50，900mAh，3.7V。

圖7電池外觀圖

6.遙控器

圖9為遙控器示意圖。

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圖8遙控器

7.標準件

(1)自攻螺釘GB/T846-2000,M2.5×5，數(shù)量：10個；

(2)自攻螺釘GB/T846-2000,M2.5×7，數(shù)量：15個；

(3)螺釘GB/T819-1985,M3×7，數(shù)量：10個。

8.免壓焊錫環(huán)熱縮管防水快速接線端子，見圖9。

圖9免壓焊錫環(huán)熱縮管防水快速接線端子

9.密封圈

圖10為電池蓋密封圈，數(shù)量1個。

圖10電池蓋密封圈

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（三）材料

1.車下殼：PLA，3D打印成形

2.減速機構(gòu)及電機座：

（1）傳動系統(tǒng)殼體左、右側(cè)板：鋁2A12,規(guī)格：20010010mm，2件；

（2）電機座前端采用鋁2A12加工，規(guī)格：505030mm，2件；電機后端

采用3D打印殼體進行封裝，保證密封。

（3）減速齒輪：PLA，打印成形。

三、數(shù)字化設(shè)計階段任務(wù)、要求、評分要點和提交成果

任務(wù)1實物三維數(shù)據(jù)采集（10分）

參賽選手對賽場提供的三維掃描裝置進行標定。

利用標定成功的掃描儀和附件對任務(wù)書指定的實物進行掃描，獲取點云數(shù)

據(jù)，并對獲得的點云進行相應(yīng)取舍，剔除噪點和冗余點后保存點云文件?？己诉x

手復(fù)雜表面點云準確獲取能力。

（1）標定

參賽選手利用賽場提供的三維掃描裝置和標定板，根據(jù)三維掃描儀使用要

求，進行三維掃描儀標定。并確認三維掃描儀處于“標定成功”狀態(tài)。并將該狀

態(tài)截屏保存，格式采用圖片jpg或bmp文件。

注意：文件名不得出現(xiàn)工位號。

提交：標定成功截圖，格式為jpg或bmp文件，文件名為“11bd”。提交位

置：現(xiàn)場給定2個U盤，將“11bd”保存在U盤中根目錄中一份，電腦E盤根目

下備份一份，其它地方不準存放。

（2）數(shù)據(jù)采集

參賽選手使用自行認定“標定成功”的三維掃描儀和附件，完成給定的兩棲

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車上蓋外殼內(nèi)外表面掃描，并對獲得的點云進行取舍，剔除噪點和冗余點。

由于上蓋外殼剛性較差，固定時盡量保證不要產(chǎn)生大變形，以免掃描數(shù)據(jù)

失真！

提交：經(jīng)過去舍后點云電子文檔，格式為asc文件，文件名命名為“12dy”，

及封裝后的電子文檔stl文件，文件命名為“13sm”。提交位置：U盤根目錄一

份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方不準存放。

分值指標分配如下：

掃描儀采集單個特征完整特征過渡：轉(zhuǎn)（圓）角主體整體拼合完

指標

系統(tǒng)調(diào)整性、處理效果特征完整性、處理效果整性、處理效果

分值180.50.5

評分標準：將選手提交的掃描數(shù)據(jù)與掃描樣件模型各面進行比對，組成面的

點基本齊全（以點足以建立曲面為標準），且與實物對比不失真。掃描出現(xiàn)掃不

到的區(qū)域和雜點，根據(jù)出現(xiàn)區(qū)域大小和雜點多少酌情扣分中間狀態(tài)酌情給分。

注意：（1）標志點處不作評分，未掃描到的位置不可以進行補缺。

（2）利用逆向模型反推的點云數(shù)據(jù)不給分。

（3）點云數(shù)據(jù)真實反映實物外形，足夠逆向建模即可。

任務(wù)2逆向建模（20分）

利用任務(wù)1采集的點云數(shù)據(jù)，使用逆向建模軟件，對給定的兩棲車上蓋外

殼進行三維數(shù)字化建模。

對逆向建模的模型進行數(shù)字模型精度對比，根據(jù)已完成的三維掃描數(shù)據(jù)

STL文件和電動遙控特技車上蓋的逆向建模數(shù)模文件，完成3D比較零件整體

外觀偏差顯示，要求7段色譜圖，臨界值為±0.5，名義值為±0.15，使用點注

釋對3處平面上某處1.5mm范圍內(nèi)平均點誤差大于0.2的位置進行注釋。2D

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比較要求：上蓋縱向中間剖分面、前后輪中心界面、結(jié)合面輪廓投影面等；創(chuàng)建

2D尺寸要求：標注上蓋縱向中間剖分面、前后輪中心界面、結(jié)合面輪廓投影面

等位置尺寸，形成“pdf”格式分析報告。

注意：

（1）合理還原產(chǎn)品數(shù)字模型，要求特征拆分合理，轉(zhuǎn)角銜接圓潤。優(yōu)先完

成主要特征，在完成主要特征的基礎(chǔ)上再完成細節(jié)特征。整體擬合不得分。

（2）實物的表面特征不得改變，數(shù)字模型比例(1:1)不得改變。

提交：

（1）對齊坐標后用于建模的“stl”文件，命名為“21jm”。

（2）特技車上蓋外殼數(shù)字模型的建模源文件和“stp”文件，命名為“22jm”。

提交位置：保存在U盤根目錄一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方

不準存放。

數(shù)字模型精度對比：利用逆向建模軟件的數(shù)據(jù)比對功能，做出數(shù)字模型精度

對比報告。選手逆向建模完成后，使用軟件分別進行模型的3D比較（建模STL

與逆向結(jié)果）、2D比較（指定位置）及創(chuàng)建2D尺寸（指定位置并標注主要尺寸），

創(chuàng)建“pdf”格式分析報告。

注意：對比內(nèi)外表面，對比報告配分將與創(chuàng)新設(shè)計說明結(jié)合給出。詳見任務(wù)

三分值指標分配。

提交：對比文件采用“pdf”格式文件，文件命名為“23db”。提交位置：

保存在U盤根目錄中一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方不準存放。

數(shù)據(jù)定位合模型特征的特征拆分特征完成關(guān)鍵特數(shù)字模型對

指標

理性完成度合理性精確度征精度比（報告）

分值253523

分值指標分配如下：

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評分標準：將選手創(chuàng)建的模型與掃描數(shù)據(jù)進行比對，平均誤差小于0.08。

面建模質(zhì)量好、合理拆分特征、擬合度高的得分。平均誤差大于0.20不得分，

中間狀態(tài)酌情給分。

任務(wù)3創(chuàng)新設(shè)計（35分）

根據(jù)制定的總體布置方案及選定的配件，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、機械制圖、數(shù)控加

工、人體工程學、3D打印等專業(yè)相關(guān)知識，使用提供的電機、車輪、電池、遙

控器及接收板、開關(guān)，進行結(jié)構(gòu)和功能方面進行設(shè)計，可選用提供的標準件。

完成設(shè)計零件的三維造型，并進行三維虛擬裝配。

根據(jù)要求對特技車外殼下蓋、傳動系統(tǒng)殼體、電機安裝殼體進行設(shè)計，具體

設(shè)計要求如下：

（1）傳動系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計傳動機構(gòu)：包括齒輪、軸、支承板等零件，要求：

根據(jù)圖11為驅(qū)動輪的傳動路線示意圖，根據(jù)電機參數(shù)設(shè)計傳動系統(tǒng)，采用

三級直齒圓柱齒輪減速傳動，總傳動比35～40，每級傳動比為2～4，四輪均為

驅(qū)動輪，同一側(cè)的車輪用一個電機驅(qū)動，前后兩輪轉(zhuǎn)速和方向一致。

所有軸與孔采用基孔制間隙配合，軸孔公差不大于8級，將電機安裝在電

機保護殼，然后連接到傳動支承板上，要求電機做防水密封處理。結(jié)構(gòu)合理,軸

與齒輪定位準確、傳動可靠。設(shè)計電機安裝殼體與傳動支承板連接可靠，電機安

裝殼體前端采用采用鋁2A12進行CNC加工，后端殼體采用3D打印進行封裝，

保證密封。

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圖11特技車傳動系統(tǒng)示意圖

（2）行走系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計特技車的行走系統(tǒng)，要求：使用提供的車輪等配件。

（3）車身外殼下部設(shè)計

根據(jù)傳動系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、上蓋的連接安裝要求設(shè)計車身外殼下部，使各系

統(tǒng)合理定位安裝在車身上連接成一個整體。要求：傳動系統(tǒng)定位合理，連接可靠，

與上蓋之間結(jié)合面吻合度高。

在下殼體上設(shè)計電池安裝盒，要求：電池盒安裝可靠，電池安裝方便且有密

封結(jié)構(gòu)，電池安裝時不需要拆裝電池盒蓋以外的零部件。

注意：

（1）工程圖繪制

生成總體裝配圖及傳動右支承板、電機安裝前端殼體及第二級傳動雙聯(lián)齒

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輪的零件圖。

（2）利用附件1，選手采用文字和圖片結(jié)合形式，描述設(shè)計思路，提交創(chuàng)

新設(shè)計報告書。要求邏輯性強，言簡意賅，采用規(guī)范技術(shù)術(shù)語，排版整齊美觀。

提交：

（1）三維造型及虛擬裝配源文件和“stp”格式文件，文件命名為“31zp”。

（2）裝配工程圖源文件、dwg、PDF格式文件，文件命名為“32zp。

（3）傳動右支承板、電機安裝前端殼體、第二級傳動雙聯(lián)齒輪各零件工程

圖源文件、“dwg”、PDF格式文件，文件命名為“33lj1”、33lj2、33lj3”等。

（4）創(chuàng)新設(shè)計報告書文件為“doc”格式及PDF格式文件,命名為“34cx”,

文件不準做任何文字、記號、圖案特殊標記，否則按違規(guī)處理。

提交位置：保存在U盤根目錄一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方

不準存放。

分值指標分配如下：

指標外觀設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計功能設(shè)計圖紙表達創(chuàng)新說明

分值410984

評分標準：達到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得

2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。

四、CNC加工階段任務(wù)、要求、評分要點和提交成果

任務(wù)4CNC編程與加工（18分）

選手根據(jù)賽場指定的機床、刀具、毛坯等加工條件，分析“任務(wù)3”設(shè)計的

傳動系統(tǒng)殼體側(cè)板、電機安裝前端殼體的工藝，制定加工工藝過程；利用自動編

程軟件，根據(jù)制定的工藝編制數(shù)控加工程序，使用提供的機床和編制的數(shù)控程序

完成“任務(wù)3”設(shè)計的傳動系統(tǒng)殼體側(cè)板、電機安裝前端殼體的數(shù)控加工。

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（1）制定加工工藝

選手利用預(yù)裝好的編程軟件，根據(jù)“任務(wù)3”設(shè)計的特技車及賽場提供的機

床、刀具清單、毛坯，結(jié)合數(shù)控編程、金屬切削、機械加工工藝等專業(yè)知識，按

“任務(wù)3”輸出的工程圖紙要求進行電機安裝前端殼體的數(shù)控加工工藝制定、數(shù)

控加工程序編制。填寫電機安裝前端殼體的數(shù)控加工工藝過程卡（附件2，電子

檔）和加工工藝說明（附件3，電子檔）。

注意：請從經(jīng)濟性、規(guī)范性、安全性和環(huán)保等方面闡述加工工藝制定思路。

提交：

（1）附件2電機安裝前端殼體的數(shù)控加工工藝過程卡，文件命名為“41gyk”。

（2）附件3電機安裝前端殼體加工工藝說明，文件命名為“42gysm”。

提交位置：U盤根目錄一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方不準存

放。

選擇合適的軟件對產(chǎn)品進行數(shù)控編程，生成加工程序。

提交:

（1）電機安裝前端殼體加工工件的數(shù)控程序，加工程序全部存放在名為

“43bc－zm”的文件夾中。

提交位置：U盤根目錄一份，電腦E盤根目錄下備份一份，其它地方不準

存放。

分值指標分配說明：任務(wù)4提交的數(shù)控程序，不作為評分依據(jù)。

（2）CNC加工

選手利用賽場提供的機床、毛坯，根據(jù)“任務(wù)4”編制的加工工藝、加工程

序，運用數(shù)控機床操作技能，按安全、文明等生產(chǎn)要求，進行傳動系統(tǒng)殼體側(cè)板、

電機安裝前端殼體加工。

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注意：

（1）選手應(yīng)充分利用比賽現(xiàn)場給定的條件，完成本項任務(wù)。

（2）選手僅對創(chuàng)新設(shè)計后，傳動系統(tǒng)殼體側(cè)板、電機安裝前端殼體進行加

工。

分值指標分配如下：

指標完成度表面粗糙度尺寸精度工藝文件

分值8433

評分標準：達到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得

2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。

五、3D打印與裝配階段任務(wù)、要求、評分要點和提交成果

任務(wù)5創(chuàng)新產(chǎn)品3D打印（7分）

根據(jù)“任務(wù)3”設(shè)計的兩棲特技車部件，對特技車身外殼下體、傳動系統(tǒng)齒

輪、電機安裝后端殼體、電池盒蓋的三維設(shè)計文件進行封裝和打印參數(shù)設(shè)置，打

印出樣件。對打印的樣件進行去支撐、表面修整等后處理，以保證零件質(zhì)量達到

要求。

提交的3D打印件有：車身外殼下部、傳動系統(tǒng)中的齒輪、電機安裝后端殼

體、電池盒蓋。

分值指標分配如下：

指標完成度表面粗糙度尺寸精度

分值421

評分標準：達到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得

2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。

任務(wù)6裝配驗證（5分）

將加工得到的樣件，與其它實物機構(gòu)裝配為一個整體，驗證創(chuàng)新設(shè)計的效果。

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考核選手現(xiàn)場安裝與調(diào)試能力。

驗證一：

選手利用現(xiàn)場給定的工具，根據(jù)CNC及3D打印加工得到特技車各部件、給

定的功能配件，結(jié)合機械電氣裝配工藝知識，進行特技車裝配，實現(xiàn)地面上自動

遙控行走的功能，包括啟動、停止、轉(zhuǎn)向等動作，并進行測速。

驗證二：

選手利用現(xiàn)場給定的工具，根據(jù)裝配得到的特技車實體，結(jié)合機械電氣裝配

工藝知識，實現(xiàn)水面上自動遙控行走的功能，包括啟動、停止、轉(zhuǎn)向等動作，并

進行測速，檢查密封效果。

提交：完整裝配件。

分值指標分配如下：

指標驗證一驗證二

分值23

評分標準：達到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得

2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。

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2022年全國職業(yè)院校技能大賽

高職組

工業(yè)設(shè)計技術(shù)賽項

水陸兩棲遙控特技車創(chuàng)新設(shè)計與試制

（B卷）

(總時間：13小時)

任

務(wù)

書

二〇二二年八月

注意事項

1.參賽選手在比賽過程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有

違反，則按照相關(guān)規(guī)定在考試的總成績中扣除相應(yīng)分值。

2.參賽選手的比賽任務(wù)書用參賽證號、組別、場次、工位號標識，不

得寫有姓名或與身份有關(guān)的信息，否則視為作弊，成績無效。

3.比賽任務(wù)書當場啟封、當場有效。比賽任務(wù)書按一隊一份分發(fā)，競

賽結(jié)束后當場收回，不允許參賽選手帶離賽場，也不允許參賽選手摘錄有

關(guān)內(nèi)容，否則按違紀處理。

4.各參賽隊注意合理安排各階段的競賽任務(wù)，在規(guī)定的比賽時間內(nèi)完

成全部任務(wù)，比賽結(jié)束時，各選手必須停止所有比賽操作。

5.請在比賽過程中注意實時保存文件，由于參賽選手操作不當而造成

計算機“死機”、“重新啟動”、“關(guān)閉”等一切問題，責任自負。

6.在提交的電子文檔上不得出現(xiàn)與選手有關(guān)的任何信息或特別記號，

否則將視為作弊。

7.若出現(xiàn)惡意破壞賽場比賽用具或影響他人比賽的情況，取消全隊競

賽資格。

8.請參賽選手仔細閱讀任務(wù)書內(nèi)容和要求，競賽過程中如有異議，可

向現(xiàn)場裁判人員反映，不得擾亂賽場秩序。

9.遵守賽場紀律，尊重考評人員，服從安排。

10.賽場發(fā)放兩個U盤。所有比賽文件分別保存在兩個U盤的根目

錄及計算機