{管理信息化智能制造}机器人竞赛规程45

1、管理信息化智能制造机 器人竞赛规程 45 管理信息化智能制造机 器人竞赛规程 45 1.比赛场地 图 1 场地立体效果图 图 2 场地俯视图 本场地模拟了一个智能工厂的布局。 （1）尺寸：大小为 8 米*6 米。其中外围档板高 10cm，材质为木 工板，上面贴有 30mm 宽的白色引导条。 （2） 货架：分为单面货架 1 个（3 号货架，上下 2 层，可以存放 6 个工件） ；双面货架 2 个（1 号和 2 号货架，上下 2 层，分别可以存 放 12 个工件） ；1 号货架存放位置编号 A1-A6、B1-B6，2 号货架存放 位置编号 C1-C6、D1-D6，3 号货架存放 位置编号 E1-E6。 货架的定义编号如图 3 所示 图 3 货架的定义编号 （3）出发区：机器人正式启动前所停泊的区域，大小为 1000mm*1000mm。 （4） 交通灯：3 组交通灯，每一组交通灯有红绿 2 盏交通灯。比 赛时，2 组亮红灯，1 组亮绿灯，机器人必须从绿灯下的道路通过。 关键点 4 关键点 1 装配台 A 1 号货架 第 1 组 交 通 灯 比赛开始后，安装在框架上的交通灯控制器将 3 组交通

2、灯亮灯情况以 无线通讯方式发送给机器人。 （5） 装配台：共有 4 个装配台，编号从 0A-0D，在场地上按照顺 时针摆放，机器人在此处将携带的工件根据任务中规定的要求进行堆 放。每个装配台周围有一个 500mm*500mm 的装配区。 每个装配台有 2 个工件摆放位置，下部位置为 A2、B2、C2、D2； 上部位置为 A1、B1、C1、D1。 （6）工件：使用尼龙，30 个工件，每个工件均贴有 RFID 标签， RFID 标签符合 ISO18000-6C 标准，内储存该工件的编号及工件名称、 重量、基本尺寸等信息。 工件分为 4 种，形状均如图 3 所示，直径有 80mm 和 60mm 两种， 每一种分为红蓝两色，具体为红色大直径工件 9 个（编号 1-9） 、红色 小直径工件 9 个（编号 10-18） 、蓝色大直径工件 6 个（编号 19-24） 、 蓝色小直径工件 6 个（编号 25-30） 。每个工件底部均开有圆孔，小直 径工件可以叠加在大直径工件上。 图 4 工件 （7）仓库门：场地上有 2 扇仓库门，机器人必须通过仓库门进 入或者离开仓库。 （8）关键点：在场地上共有 4

3、 个关键位置，前 3 个关键点代号 分别是 55、81、189，关键点 4 选取绿灯亮者所在点（即 1 组绿灯亮， 关键点代号 96；2 组绿灯亮，关键点代号 95；3 组绿灯亮，关键点代 号 94） ，如图 1 中标注红色圆点处（注意：实际场地上并没有红点） ， 当机器人运行经过这些关键点时，需要将位置信息上传给场边电脑。 所有比赛道具的图纸另外发布，各参赛学校可以根据图纸自行制 作，也可以向大赛合作企业购买。 2.比赛机器人 大赛的机器人设备由机器人平台、 机器人上部机构、 RFID 读写器、 ZIGBEE 无线模块、监控软件组成，其中机器人上部机构需要参赛队自 行开发。每个参赛队使用 2 台机器人，每队机器人总重不超过 50 公 斤。 （1）机器人平台：使用北京中科远洋科技有限公司的 A200 型机 器人平台，组成如图 5 所示，参加过 2011 年全国技能大赛机器人项 目的学校可以继续使用原来的 A200 平台。 机器人平台在使用中必须遵守以下几点平台使用规范： 指定的机器人平台除了铝板可以拆卸外，其余所有部件需要更换 时必须使用同型号、同规格的产品。 机器人平台的电池、巡线传

4、感器信号处理板、主控制板、电机驱 动板、 巡线传感器可根据上部机械机构及整体设计需求改变安装位置， 平台的车轮、万向轮安装位置可以前后移动。 机器人的供电全部来自于指定的三块电池，不能使用另外的供电 方式。 机器人的行走必须使用所提供的主控制器控制。 机器人的运行必须依靠平台所提供的巡线传感器。 图 5A200 机器人平台组成 每个参赛队必须使用大赛组委会指定的机器人平台，否则不得参 加比赛，在此基础上自行设计机器人参加比赛，对指定的机器人平台 所做的改动必须符合“机器人平台使用规范”的要求，否则不得参加 比赛，成绩以 0 分计。 （2）机器人上部机构:由参赛队根据比赛任务自行设计制作。 （3）RFID 读写器：读写器通过 RS232 与机器人平台主控制板通讯， 必须符合 ISO18000-6C 标准。大赛使用北京中科远洋科技有限公司的 ZKR6806M 型嵌入式超高频读写模块。 （4）ZIGBEE 无线通讯模块：用于机器人与场边电脑以及机器人之间 的相互通讯。大赛使用北京中科远洋科技有限公司的 ZKM101 型。 （5）监控软件：监控软件采用北京中科远洋科技有限公司开发的 ZK3D-

5、RObotCAD1.0 版机器人状态实时监控软件， 软件安装在场边电脑 上， 由裁判操作， 采集并显示机器人发来的信息， 软件使用 VS2008.NET 开发平台，参赛队需要将机器人运行的信息上传给场边电脑，机器人 与场边电脑监控软件之间的通讯程序由参赛队根据公布的通讯协议 编写，机器人与场边电脑监控软件之间的通讯协议见附件。 监控软件拥有功能： 比赛开始时， 由裁判下发抓取工件任务 （需要抓取的工件编号， 每一台机器人指定 4 个工件） 、下发工件装配任务（工件在装配台上 安放位置） 、下发交通灯控制命令、下发机器人启动命令。 接受机器人上传的信息，显示当前车载工件数量、实时更新货 架情况、实时更新装配区工件情况。 接受机器人上传的信息，在场地图上实时显示机器人关键点位 置信息。 四、竞赛规则四、竞赛规则 （一）任务要求（一）任务要求 1.裁判使用场边电脑向机器人发出启动指令，并下发任务。 2.机器人出发后，通过入库门进入仓库； 3.仓库中的货架上共有 30 个工件，每个工件上贴有 RFID 标签， 型号：ZKRI1066D，具有唯一的信息，每个队从 30 个工件中，抓取 8 个指定

6、编号的工件，由 2 台机器人共同完成，工件放在机器人上；同 时，机器人将采集到的工件信息以及在货架上的位置信息发送给场边 电脑。 每个队 2 台机器人，1 号机器人指定抓取 2 个红色大直径工件和 2 个蓝色小直径工件，2 号机器人指定抓取 2 个蓝色大直径工件和 2 个红色小直径工件。 工件在货架中的摆放原则： （1）货架 A、B、C、D、E 中每个货架至少有 1 个指定抓取的工 件； （2） 每个机器人指定抓取的 4 个工件分布在货架 A、B、C、D、E 中 4 个货架； 4.机器人通过出库门离开仓库。 5.在仓库与装配区之间有 3 条道路，机器人接受红绿灯信息，从 亮着绿灯的道路上通过，前往装配区。 6.在装配区，机器人按照指定的工件装配要求，将工件放置在装 配台上，并将放置信息发送给场边电脑。 装配时，每个装配台放置 2 个工件，要求： （1）同一种颜色的工件装配在一起，大直径工件在下，小直径 工件在上； （2）每个装配台所需要放置的工件颜色在比赛开始时，通过场 边电脑下发给机器人； （3）相同颜色的装配台成对角分布。 7.机器人在场上运行时，经过场上关键点时，将机器人位置信息

7、 发送给场边电脑。 （二）竞赛时长：任务完成 15 分钟。（二）竞赛时长：任务完成 15 分钟。 （三）机器人要求（三）机器人要求 1.每台机器人由队员启动后必须是自主运动。 2.比赛开始后，由裁判给机器人下达启动指令，所有自动机器人 可以依次启动，但是必须在 50 秒以内全部启动完毕，超过 50 秒后， 没有启动的机器人再次启动必须申请重试。 3.所有机器人在出发区放置完毕后，操作机器人的队员必须立即 退出赛地，站在木质围栏外。 4.一旦机器人启动，参赛队员不得接触机器人。 5.启动前，所有自动机器人在启动区内必须纳入 1000mm 长、 1000mm 宽、1500mm 高的空间范围，机器人所有部件在水平投影的任 何方向上都不能超出启动区。 6.启动后，自动机器人的尺寸和形状可以改变，但高度限制在 2000mm 以内，任意时刻瞬时宽度不能超过 1500mm。 （在水平投影的任 何方向上测量都应符合此要求） 7.比赛一旦开始，自动机器人不允许分离。 机器人在场上发生故障时，为保护机器人，参赛队员可以向裁判 申请关闭机器人电源，但是关闭电源后，机器人在场上的位置不允许 改变。 （四）机器

8、人的重试（四）机器人的重试 1.每场比赛每队允许多次“重试” 。 2.“重试”的申请被裁判允许后，参赛队员必须把机器人搬回到 机器人启动区，并尽快启动（允许人工启动） ，允许重试的机器人必 须符合上述机器人的规定。 3.“重试”时，机器人的任何部件均不能更换，机器人的能源也 不能补充或增加，机器人已经抓取的工件可以继续放在机器人上。 4.当“重试”违反规则时，由裁判做出裁决，包括“重试”是否 有效。 5.重试的时间是 30 秒钟，从队员入场接触到任何一台要重试的 机器人开始计时。30 秒内没有启动的机器人将被留在启动区。 （五）能源（五）能源 1.比赛期间各队应为自己的所有机器人准备能源。 2.允许使用的电源电压不得超过 24VDC。 3.压缩空气的压强应小于 0.8MPa， 每台机器人所用气瓶的总容积 不应超过 1.5L。 4.不允许使用组委会认为危险和不适当的能源。 （六）重量（六）重量 所有机器人包括能源和机器人其他部件都必须在赛前称重，每个 队用于整个比赛的所用的机器人总重不得超过 50.00kg，否则，不得 参加比赛，成绩以 0 分计。 五、评分方式与奖项设定五、评分方式与奖

9、项设定 （一）评分方式（一）评分方式 参赛队的成绩由上部机构设计分（占总分 5%） 、职业素养分（占 总分 5%） 、和任务得分（占总分 90%）组成。 1.上部机构设计分评分方法 （1）上部机构设计分满分为 5 分。 （2）上部机构设计分由该场比赛裁判按照机构设计的自创性、 先进性、合理性、稳定性和经济环保、可拓展性等因素进行评定。 2.职业素养分评分方法 （1）职业素养分满分为 5 分。 （2）职业素养分由该场比赛裁判按照参赛队以下方面表现进行 评定： 公平竞赛，遵守赛场纪律。 遵守操作规程，安全、文明参赛。 冷静、高效，分工合作，一丝不苟。 着装规范整洁，爱护设备，保持竞赛环境清洁有序。 抗工作环境干扰能力强、善于与裁判沟通。 3.任务得分 （1）任务得分满分为 90 分。 （2）机器人接受场边电脑指令后启动，得 1 分/机器人。 （3）机器人从仓库入口进入仓库，得 1 分/机器人。 （4）每个参赛队需要从比赛场地上的货架上鉴别并抓取 8 个指 定的工件，放在机器人上，3.5 分/工件；向电脑上传工件信息正确， 1 分/工件；上传工件在货架中位置信息正确，0.5 分/工件。 （5）机器人从仓库出口离开仓库，得 2 分/机器人。 （6）机器人前往装配区时，正确感知途中路线情况，从绿灯处 通过，得 3 分/机器人。 （7）机器人进入装配区，按照正确顺序将工件放置在装配台上， 得 3.5 分/工件；若安装顺序不正确，得 1 分/个；若没有放置在装配 台上，但是工件的投影面全部进入了装配区，得 0.5 分/个；向电脑 上传装配台工件位置信息正确，得 0.5 分/工件。 若工件与机器人接触，则不得分。 （8）机器人在场地运行时，将经过的 4 个关键点位置发送给电 脑，并正确显示机器人位置信息，得 0.5 分/点。 4.违规扣分 选手有下列情形，需从比赛成绩中扣分： （1）机器人若抓取了指定给另一台机器人的工件，则扣 2 分/工 件； （2）在完成工作任务的过程中，因操作不当破坏赛场提供的设 备，视情节扣 5-10 分； （3）出现污染赛场环境，工具遗忘在赛场等不符合职业规范的 行为，视情节扣 3-6 分。 5.成绩评定方式 比赛成绩按照总得分从高到底排列，若总得分相同，则按照完成 任务的得分排名，得分高的队伍排名在前；若得分相同，

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