第45屆制造團隊挑戰(zhàn)賽全國選拔賽初步試題（產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)方向）

PagePAGE1ofNUMPAGES11附件1第45屆世界技能大賽全國選拔賽制造團隊挑戰(zhàn)賽項目初步試題（產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)方向）考核項目分2個模塊：結(jié)構(gòu)設(shè)計與制圖（模塊1.1）、電裝與編程（模塊1.2）。一、結(jié)構(gòu)設(shè)計與制圖（模塊1.1）本模塊共2項任務(wù)：任務(wù)1設(shè)計一臺電動輪椅。提交相關(guān)文檔及3D、2D制圖。輪椅性能要求如下：-輪椅承重80kg。-輪椅可折疊。-輪椅可直立可平躺，并可調(diào)整至傾斜不同角度。-手動、電動兩用。-能上坡15°。-可以單手搖桿操作。-前進/后退以及360°轉(zhuǎn)向。-可越過100mm高的臺階。要求在賽前完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成設(shè)計說明書、使用維護手冊、采購件清單等文檔資料的編寫及手繪草圖準(zhǔn)備，在賽場完成產(chǎn)品的所有制圖工作，包括產(chǎn)品和組件的3D爆炸裝配圖、裝配視圖、軸測圖、產(chǎn)品和機構(gòu)工作狀態(tài)位置視圖、需加工零件的工程圖（采購件除外），并按A3幅面打印出來。除了直接使用的采購件，救險車所有需加工或補加工的零件必須具備現(xiàn)場可制造性，能使用賽場設(shè)備（數(shù)控銑、普車、普銑、焊機、臺鉆、鋸床、剪板機、折彎機、電烙鐵等）及常用工具、刀具完成制造。凡需使用沖壓、注塑、鑄造、熱處理、表面處理、線切割、電火花、磨床等工藝設(shè)備或特殊工具、刀具加工的零件被認(rèn)為是不具備現(xiàn)場可制造性。賽前需完成以下文檔-電動輪椅的設(shè)計說明書，內(nèi)容應(yīng)包括產(chǎn)品的3D模型、基本性能指標(biāo)、重量計算等；-電動輪椅的使用維護手冊，內(nèi)容包括基本操作和維護說明，例如折疊、折疊展開與調(diào)整角度的步驟，如何充電及更換電池等；-采購件清單，包括直接使用或需補加工的每項采購件（電機、電池、齒輪、齒條、鏈輪、聯(lián)軸器、輪子、軸承等）的證明材料（網(wǎng)頁打印稿、宣傳頁復(fù)印件等），證明材料應(yīng)能提供該采購件的主要參數(shù)和外形結(jié)構(gòu)。采購件清單需標(biāo)明頁碼，通用緊固件可不包含在清單內(nèi)；-設(shè)計說明書、使用維護手冊、采購件清單等文檔資料的打印稿分開裝訂，有獨立封面，并集中在一個資料夾內(nèi)提交；任務(wù)2.測量一個實體模型，完成模型的3D與2D制圖。使用游標(biāo)卡尺、深度尺、角度尺、R規(guī)等量具，在給定時間（1.5小時）內(nèi)測量并記下實體的特征尺寸，利用AutodeskInventor軟件，完成實體的3D建模和2D工程圖，正確表達出實體的特征和尺寸。二、電裝與編程（模塊1.2）本模塊共4項任務(wù)，其中任務(wù)1、任務(wù)2、任務(wù)3互有關(guān)聯(lián)：任務(wù)1舵機設(shè)計與電裝賽前完成一個舵機的設(shè)計（舵機扭矩和速度待定）。舵機驅(qū)動板基于萬能板焊接，且獨立于舵機結(jié)構(gòu)件。驅(qū)動板的控制程序基于AVR單片機（型號待定）。舵機的結(jié)構(gòu)部分由選手自己帶入賽場，結(jié)構(gòu)件可自行設(shè)計加工，也可使用采購的舵機成品（需取出內(nèi)置的控制電路）。在賽場使用自帶的萬能板裸板和元器件，以及賽場提供的AVR芯片，完成舵機驅(qū)動板的焊接與編程。任務(wù)2印制板焊接根據(jù)第44屆參賽產(chǎn)品救險車手操器和控制器的原理圖（見后），使用賽場提供的印制板和元器件，完成手操器和控制器的焊接。控制器元器件明細CommentDescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantity104CapacitorC1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C10,C11,C12,C13,C14,C15,C18,C20,C21,C23,C24,C26,C27,C290805GCAP2135V/470UCapacitorC8,C9,C16,C17,C19,C22,C25,C28C10CAPACITORPOL84148DiodeD14148DIODE1SS54SchottkyDiodeD2,D3,D4,D5,D6SMADSchottky5HL1,HL2,HL3,HL4,HL5,HL6,HL7,HL8,HL9,HL10,HL11,HL12,HL13,HL14,HL15,HL164148LED16CON2ConnectorJ1X3.96-2CON21左前輪ConnectorJ2VGACON21蜂鳴器ConnectorJ4X3.96-2CON21左后輪ConnectorJ5X3.96-2CON21右前輪ConnectorJ6X3.96-2CON21右后輪ConnectorJ7X3.96-2CON21DJ1ConnectorJ8,J12SIP3CON32DJ2ConnectorJ9SIP3CON31DJ3ConnectorJ10SIP3CON31DJ4ConnectorJ11SIP3CON31提升電機ConnectorJ13X3.96-2CON21夾持電機ConnectorJ14X3.96-2CON21JD2912DC12KA1JD2912RELAY5V1100uL1,L2,L3,L4LSINDUCTOR1410KR1,R4,R6,R7,R8,R11,R12,R13,R15,R16,R17,R18,R19,R20,R21,R22,R23,R25,R26,R28,R30,R31,R32,R34,R350805GRES251.2KR2,R36,R40,R410805GRES241kR3,R5,R9,R10,R14,R24,R27,R33,R38,R39,R440805GRES,RES2115.1KR29,R37,R42,R430805GRES24急停開關(guān)S1X3.96-2SWSPST1鑰匙開關(guān)S2X3.96-2SWSPST1BEN7971BU1,U5,U6,U7,U8,U9,U10,U12TO-263-7HEADER4X28LM2596S-ADJSimpleSwitcherPowerConverter150kHz3AStepDownVoltageRegulatorU2,U11,U13,U14TO-263-5LM2596S-ADJ4AQV251U3DIP6HEADER3X2174F14HexSchmitt-TriggerInverterU4DIP1474F141手操器元器件明細CommentDescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantity104CapacitorC1,C3,C5,C9,C10,C11,C12,C13,C14,C15,C16,C17,C18,C19,C20,C210805GCAP1635V/470UCapacitorC2,C4C-8CAPACITORPOL210UFCapacitorC63528GCAPACITORPOL120PCapacitorC7,C80805GCAP2SS54SchottkyDiodeD1,D2,D4SMADSchottky3LAMPDS1,DS2,DS3,DS44148LAMP4AVR_JATGJ1IDC10HEADER5X21接口ReceptacleAssembly,15-Pin,SimLineConnectorJ2VGAConnector151搖桿1ConnectorJ3PSPYGCON61搖桿2ConnectorJ4PSPYGCON61搖桿3ConnectorJ5PSPYGCON61CON3ConnectorJ6POWERCON31ISPJ7DIP6HEADER3X21自鎖45K1KY8KEY81自鎖90K2KY8KEY81100uL1LSINDUCTOR1110UHL2,L30805RES2210KR1,R2,R3,R8,R12,R19,R210805GRES70R40805GRES11KR5,R6,R7,R9,R10,R110805GRES,RES2610KR20VR5RESISTORTAPPED1使能S1KY5WKEY5W1備用S2KY5WKEY5W1LCD1602ConnectorU1LCD1602CON161LM2596S-5.0SimpleSwitcherPowerConverter150kHz3AStepDownVoltageRegulatorU2TO-263-5LM2596S-ADJ1ATmega16-16PC8-BitAVRMicrocontrollerwith16KBytesofIn-SystemProgrammableFlashMemoryU3DIP40ATmega16-16PC1PCA9685U4TSSOP28PCA9685111.0592CrystalY1JZDCRYSTAL1任務(wù)3AVR編程根據(jù)第44屆參賽產(chǎn)品救險車手操器和控制器的原理圖，完成AVR單片機的編程，控制LCD的顯示（顯示內(nèi)容比賽前確定）、蜂鳴器的鳴響、指示燈的明滅。通過與任務(wù)1中舵機電路的連接，控制舵機的旋轉(zhuǎn)動作。任務(wù)4萬能板焊接在萬能板上完成電路焊接，實現(xiàn)直流電機調(diào)速功能，NE555時基電路IC構(gòu)成占空比可調(diào)的多諧振蕩器，通過調(diào)節(jié)RP1電位器改變振蕩頻率。T1是功率開關(guān)管，MG1為直流電機。NE555時基電路IC第3腳輸出的脈沖信號，經(jīng)R3控制功率開關(guān)管T1的導(dǎo)通與截止，驅(qū)動直流電機轉(zhuǎn)動。在裝配、調(diào)試時需注意：-電池BT1，開關(guān)S1，發(fā)光管D1，電位器RP1，直流電機MG1，需通過XH2.54壓接線連接到電路中；-印制板VCC供電電壓為7.5V-9.5V。電路原理圖及元件表如下：萬能板焊接元件表序號名稱規(guī)格數(shù)量標(biāo)號1電阻120/0.25W1R12電阻2R2/1W1R23電阻220/0.25W2R3/R53電阻1K/0.25W1R44電解電容1000UF/16V1C15電解電容100UF/16V1C26瓷片電容0.1UF2C3/C47肖特基二極管HER1071D18開關(guān)二極管IN41482D3/D49定時器NE5551U110開關(guān)管P60NF061T111電位器WH5B4731RP1122.54接插件成套XH2.54-2P4J1、J2、J3、J4、J6、J7、J8、J10132.54接插件成套XH2.54-3P1J5、J9145mm發(fā)光二極管1D115IC座子DIP-81安裝U1162.54花白單端排線XH2.54-12P117數(shù)控萬能實驗板7cmx9cm118純銅單芯線0.16mm1m19熱縮套管2mm直徑0.3m20鈕子開關(guān)單刀雙擲121M3*20銅柱822直流電機9V電機123電池9V電池1帶引線扣控制板原理圖手操板原理圖三、評分標(biāo)準(zhǔn)（注：O為客觀分，S為主觀分）序號評分項配分A模塊1.1A1組部件圖O產(chǎn)品總裝配圖與部件裝配圖（評分內(nèi)容包括：有產(chǎn)品的3視圖和軸測圖；圖框與標(biāo)題欄完整；有明細表，且明細表與爆炸圖的零組件標(biāo)號一一對應(yīng)；表達出單獨的電池；明細表對下屬零組件標(biāo)出圖紙頁碼；表達出輪椅折疊、展開或是傾斜的不同狀態(tài)等。）10A2零件圖O抽取若干張圖，評價每張圖的圖框、標(biāo)題欄（序號、名稱、材料、頁碼）完整；視圖投影、中心線、剖面線、尺寸與形位公差等表達正確；加工信息（尺寸、公差、粗糙度等）無缺失；具備可制造性。10A3產(chǎn)品指標(biāo)O折疊、爬坡、越臺階、行進、轉(zhuǎn)圈、電動、單手操作等功能的可實現(xiàn)性。9.5A4提交資料O說明書、維護手冊、成本清單，內(nèi)容完整。5A5機構(gòu)方案與制圖主觀評分S裝配爆炸圖的表達能力1.50S裝配投影視圖的表達能力1.50S工程圖的制圖能力1.50S性能可實現(xiàn)性2.00S機構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新性2.00A6逆向制圖O抽取實體的若干特征和尺寸，檢查圖紙是否表達正確。檢查模型的重量是否正確。5S圖面質(zhì)量1B模塊1.2B1舵機功能O舵機驅(qū)動板電路圖表達正確，并與實物相符3O舵機能帶動相應(yīng)載荷，按要求進行旋轉(zhuǎn)、停止等動作。5B2萬能板電路功能O連接電源，打開開關(guān)S1，D1指示燈點亮。1.00O連接電源，關(guān)閉開關(guān)S1，D1指示燈熄滅，電路所有功能無效。1.0