第二十届四川省青少年机器人竞赛VEX机器人工程挑战赛主题与规则.docx
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1、第二十届四 I省青少年机器人竞赛VEX机器人工程挑战赛主题与规则1 VEX机器人工程挑战赛简介VEX机器人工程挑战赛是一项引进的青少年国际机器人比赛项目。其活动对象为中小学 生,要求参加比赛的代表队自行设计、制作机器人并进行编程。参赛的机器人既能自动程序控 制,又能通过遥控器控制,并可以在特定的竞赛场地上,按照规则的要求进行比赛活动。在四川省青少年机器人竞赛中设置VEX机器人工程挑战赛的目的是激发我国青少年对 机器人技术的兴趣,为国际VEX机器人工程挑战赛选拔参赛队。2竞赛主题本届VEX挑战赛的主题为“一触即发”。触即发”是一个令人兴奋和充满活力的比赛。每场比赛包含两种不同类型控制方 式一手动
2、和自动控制。比赛的特点每支参赛队各派出两台机器人,在赛场上完成各种任务 (用曲环得分,将环塔移到赛队本方区和赛局结束时在平衡桥上达成高抬)获取尽可能高的 得分。参加“一触即发”比赛,参赛队要开发许多新技能来应对各种面临的挑战和障碍。有些 问题需要个人来解决,还有些问题要通过与队友及指导教师的交流来处理。参赛队员要一起 构建自己的机器人参加多次比赛,与自己的队友、家人和朋友分享取得的成绩。经过比赛, 学生们不仅可以完成自己的比赛机器人,也提升了对科技和利用科技来积极影响周围世界的 认识。此外,他们还可提高素质,如研究、规划、集思广益、合作、团队精神、领导能力等。在每场比赛中,由两支参赛队(红队和
3、蓝队)上场竞技,获取比对方赛队更高的得分。 每场比赛的时间是120秒。3比赛场地与环境1.1 场地的构成图1是比赛场地的俯视图。3600mm3600mm的比赛场地四周有高约282mm、厚2535mm的金属和亚克力板围栏。围 栏内的场地表面由发泡塑料块拼接而成,底色为灰色。图2表示出场地上儿个主要的功能区。每支赛队各有一个赛队站位,是比赛时队员站立 的位置;靠近赛队站位的包含其赛队本方平衡桥的一排灰色场地泡沫垫(红、蓝各一)是比赛开始 前放置机器人的地方;场上用两根长白胶带将场地隔出两个赛队本方区(红、蓝各一)供环塔得分 之用,自动时段机器人须远离对方赛队本方区;场上有两条特定的白色胶带线A虾线
4、(红、蓝各一), 供赛队自动时段获取赛队获胜分之用。图1比赛场地的俯视红方赛队本方区 红方赛队站位蓝方赛队本方区红方赛队启动区OOO蓝方赛队站位Ooooo Oooo蓝方赛队启动区图2场地的功能区3. 2得分物品及场地要素赛场上的得分物品是72个曲环和7个环塔,得分物品在场上的位置如图3所示。本届比赛的曲环得分物品不是赛队专属的,其中12个作为初始预装,双方赛队各6个, 18个作为赛局导入物,双方赛队各9个,42个在场地上的初始位置。赛队环塔上的曲环得 分属于赛队环塔同色的赛队,中立环塔上的曲环属于中立环塔所在的赛队本方区同色的赛队, 未在赛队本方区的中立环塔上的曲环无分。场地上有7个环塔,其中
5、4个赛队环塔,双方赛队各2个,3个中立环塔。场地上有2个平衡桥,双方赛队各1个,供机器人或环塔高抬得分之用。3. 3赛场环境机器人比赛场地环境为低照度、无磁场干扰,但由于一般赛场环境的不确定因素较多, 例如,拼接块不平整;边框上有裂缝;光照条件有变化;等等。参赛队在设计机器人时应考 虑各种应对措施。比赛场地尺寸的允许误差是25Inn1,对此,参赛队设计机器人时必须充分考虑。4名词解释参赛队一参赛队是指报名参加本届省赛VEX机器人工程挑战赛的单个参赛队。一四川省青少年机器人竞赛EX竞赛不设赛队制,每个参赛队伍须携带两台机器人 自动组成赛队进行比赛。赛队站位一在一局比赛中,供上场队员站立的指定区域
6、。注:图四是本届比赛的赛队站位方式。图4赛队站位方式自动时段奖励分 自动赛时段结束时得分最多的赛队奖励6分。注:如果自动赛时段以平局结束,包括0: 0的平局,双方赛队各得3分自动时段奖励分。罚停对违反规则的赛队给予的处罚。被罚停赛队在赛局剩余时间不得操作其机器人,上 场队员必须将遥控器应放在地上。纠缠一机器人的一种状态。如果一台机器人抓住,钩住或附着于场地要素或对方的机器人, 就会被认为纠缠。场地要素一泡沫垫、围栏、白色胶带、纵横桩,及所有支撑结构或附件(如场控支撑架, 计时屏等)。围困-机器人的一种状态。如果一台机器人将对方机器人限制在场上的狭小区域(不大于 一块泡沫地板的尺寸),没有逃脱的
7、路径,就视为围困。围困可以是直接的(例如,将对方 蓄意阻拦在场地围栏)或间接的(例如,阻止机器人从场地的角落逃走)。注:若某个机器人未试图逃脱,则该机器人未被围困。AWP线一特定的白色胶带线,每个赛队本方区一条,赛局开始时,其上放置一个赛队环塔, 详见计分解释。如图五所示。图5 AWP线俯视图赛队本方区一两块灰色泡沫垫区域之一,双方赛队各一块,机器人在其上开始赛局,并由 其定义中立环塔可以得分的区域,见图6。赛队本方区由场地围栏的内边缘及特定的白色胶带线构成。 胶带线视为赛队本方区的一部分。 赛队本方区为一个三维立体空间,由赛队本方区域边界内的泡沫垫的无限向上的投影构成。 平衡桥视为其赛队本方
8、区的一部分。OoooOooooOooooOooo图6赛队本方区俯视图平衡一平衡桥的一种状态。如在赛局结束时,满足下列所有要求的平衡桥视为平衡。L平衡桥大致与场地平行。2 .平衡桥较链的两个平面接触平衡桥底座,如图7所示。3 .机器人和/或得分道具接触其赛队本方区内的平衡桥,同时也不接触其他任何场地 要素,如场地泡沫垫或场地围栏。a.此定义中,接触视为通过其他机器人和得分道具的“传递”。例如,如图9所 示,与放置在场地围栏上的环塔接触则不满足平衡的定义。注1:所有机器人、场地要素、得分道具,包括平衡桥停止移动后,赛局才结束。注2:赛局结束时,如一个平衡桥被对方赛队机器人接触,则自动取消该对方赛队
9、或赛队 的资格,而不再考虑上述要求。图7 一个平衡的平衡桥图8此平衡桥不视为平衡,因图9此平衡桥不视为平衡,尽为其不水平,且一台机器人接触 着一个未高抬的环塔管其水平,但是一台机器人正 与一个接触场地围栏的环塔进 行传递接触移除一赛队环塔的一种状态。如在自动赛时段结束时,一个赛队环塔不接触其AWP线或 中立区,则此环塔视为移除,详见6. 5记分。高抬一机器人和/或环塔的一种状态。如在赛局结束时,机器人或环塔满足如下所有要求, 则此机器人或环塔视为高抬。1 .机器人或环塔接触其赛队平衡桥。2 .此平衡桥满足平衡的定义。3 .机器人或环塔不接触任何场地要素,如场地泡沫垫或场地围栏。a.此定义中,接
10、触视为通过其他机器人和得分道具的“传递”。例如,如图10所示,与 接触地垫的环塔接触则不满足高抬的定义。注:此定义中,被一台高抬的机器人持有的任意环塔均视为高抬,详见图11。图10此机器人不视为高抬,因为图11此环塔和机器人均视为高抬。其接触个非高抬的环塔赛局导入曲环一共18个曲环,双方赛队各9个,分别在赛局开始时放置在一个赛队站 位区并将在赛局中导入场内,见o囤积一持有的一种状态。如果一台机器人在其赛队本方区内两个场地角落的任意一处(例 如,占据场地角落约1个泡沫垫大小的区域)持有任一个环塔,即被视为囤积。机器人每次 不允许囤积超过1个环塔。图12机器人囤积环塔的示例环塔一7个大型得分道具之
11、一,由环塔底座和环塔枝干组成。所有环塔最大的底座直径为 330. 2mmo赛队环塔一赛局开始时,放置在同色赛队本方区内的2个红及2个蓝的环塔,它们只 有1根环塔干。赛队环塔重量约1520克。中立环塔一赛局开始时,放置在中立区内的3个黄色环塔,它们有2根或4根环塔 枝。2枝环塔重量约1560克,4枝环塔重量约1810克。图13赛队环塔图14中立环塔环塔底座一最大直径为330. 2mm,环塔的7面塑料底部。曲环可在环塔底座的“碗状结 构”中得分,黄色、蓝色或红色的“上”部和黑色的“下”部都是环塔底座的一部分,见图 15o环塔枝干一直径为21. 3mm的灰色PVC管,它垂直伸出环塔底座。曲环可在环塔
12、枝干上得 分,见图15。环塔枝WM中立区一所有三个中立环塔的起始区域。中立区由场地围栏的内边缘和与场地等长的单条胶带线构成。中立区是灰色泡沫垫本身,而不是三维立体空间。图16中立区特写图平衡桥 尺寸为1,346. 2 mm X 511 mm的聚碳酸酯结构和相连的红色及蓝色PVC管(图 17高亮显示的部分),双方赛队本方区各1个,平衡时离地241.5 mm高。平衡桥安装在一 个双较链上,使其能够从两个方向往场地倾斜。图17平衡桥持有一如果符合下列任一标准,机器人将会被视为持有环塔:L机器人携带、把持、或控制环塔的移动,以便在机器人改变方向时,环塔随机器人一起 移动。推、拨环塔不视为持有,但是如果
13、使用机器人上凹陷的部分来控制环塔的移动,则会 被视为持有,见图18。2.机器人积极阻止对方机器人接近环塔,例如,水平展开或限制对方机器人进入场地的某 一位置,见图19o3.同一赛队的机器人协同作战以拦截环塔,将共享环塔的持有,见图20o图18此机器人持有环塔图19红方赛队机器人持有2图20红方赛队的2台机器人个环塔持有2个环塔得分-曲环、环塔和/或平衡桥的一种状态,详见得分章节。得分道具一曲环或环塔。曲环一 72个小型得分道具之一。曲环最大外径为104. 8mm,最小内径为50. 8mm。O图21曲环预装一赛局开始前,每台机器人3个曲环,如使用,必须按以下要求放置。 预装仅可接触1台机器人;
14、所有预装须完全在场地围栏内; 如果机器人未上场,所有预装不得放置在任何会被记分的位置。有关合规的预装示例, 详见图22; 如果赛队不想在赛局开始时使用他们的3个预装,则可以根据6.4.3. 18的规定,选 择在赛局中的任一时刻将其用作赛局导入曲环;图22如机器人未上场,预装正确的初始布置机器人一比赛开始前,参赛队放在场上的已通过检查的任何东西。学生一在任何中小学校注册就读接受教育的人。操作手(上场队员)一在比赛中负责操作和控制机器人的学生队员。比赛期间,每个参赛 队仅允许有4名操作手在场地上。同一名学生不得为多支参赛队充当操作手。比赛中的任何 时刻,只有操作手可以接触控制器,按6. 4. 3.
15、 10与机器人互动。教练员-竞赛期间被指定为参赛队指导者的一名学生或教师,教师不得上场参加比赛活动。比赛一每场比赛包括自动比赛时段和操作手控制时段,总时间是120秒。自动比赛时段一在此时段内,机器人运行只能受控于传感器的输入和预先写入机器人控制 器的命令,不允许人对机器人的干预或相互作用,在这个时段结束时,机器人必须停止一切 运动。操作手控制时段一这是一个120-自动比赛时长(秒)的时段。在此时段内,操作手通 过遥控器控制机器人的运行。初赛一各参赛队在复赛前抽签、分组后所进行的小组比赛。初赛的目的是为参赛队排序以 取得复赛的参赛资格。复赛一根据初赛排名,为决出冠、亚、季军所进行的淘汰赛。影响比
16、赛导致一场比赛胜、负方改变的情况。禁赛一对违反规则的参赛队给予的处罚。在一场比赛中被取消比赛资格的参赛队不能再操 作其机器人,控制器应放在地上。取消比赛资格一对违反规则的参赛队给予的处罚。在初赛某一场中被取消比赛资格的参赛 队,该场所有得分均为零。在裁判长的酌定下,反组犯规和被取消比赛资格的某一参赛队可 能被禁止参加所有后续场次的比赛。5机器人本节提供设计和构建机器人的原则和要求。参加VEX机器人竞赛的机器人是由报名的VEX 参赛队设计和构建的遥控和自动小车,它们在“一触即发”比赛中可以完成特定的任务。参赛 前,所有机器人必须通过检查。请参照附录A “机器人检查指南”及“检查表”。参加VEX挑
17、战赛的机器人只允许使用为构建机器人而专门设计的VEX EDR零部件,如主控 制器、接收器、VEX手动控制器及配套的YEX器材。供设计和构建机器人所用的电气元件和结 构部件必须来自组委会认可的正规渠道。参赛报名结束后,不符合此要求的参赛队会被取消参 赛资格。参赛过程中,凡是组委会不能认定来源的器材,参赛队有义务向组委会提供采购合同、 发票等文件,证明所用的器材来自正规渠道。组委会有权对非正规渠道的器材做出相应的处理。 5.1每支参赛队只允许使用两台机器人参加VEX机器人竞赛。该机器人既可以执行手动遥控 操作,又可以自行按程序运行。在比赛中,每支参赛队使用自己的机器人。虽然参赛队可以 在大赛期间修
18、改这台机器人,但不能更换底盘、电源和控制系统。5.2 参赛的机器人必须通过全面检查,以确保符合相关规定。检查在参赛队检录进场时进行。 参赛队应对不符合规定的地方进行改进,直至通过检查方可参赛。5.3 机器人(不包括手动控制器)外形最大初始尺寸不能超过长457.2mm、宽457. 2mm、高 457. 2mm。5.4 机器人的通/断开关必须在无需移动或抬起机器人的情况下可以触及。机器人微控制器的 指示灯也应可见,以便竞赛工作人员诊断机器人的问题。5.5 每台机器人只允许使用一个VEX主控器(276-4810)和两个VEX RF接收器(操作手控制 时段中,对一台机器人可以使用两个VEX手动控制器,
19、不允许用光、声控制机器人)。在使 用基于ARM COrtex的VEX控制器的情况下,最多可以使用12个电机或伺服电机(类型不 限,任意组合)及一套合规的VRC气动系统;在使用V5机器人大脑的情况下,最多可以使 用8个V5智能电机及一套合规的VRC气动系统。其它器件如VEX传感器以及其它结构件等, 使用数量不限。比赛中,任何机器人的器件都要保证连接在机器人上,而且安装的位置不能影 响其它机器人的正常工作。任何合法的VEX EDR零部件均可使用。5.6 不得对电机、延长线、传感器、控制器、电池及VEX机器人设计系统的任何其它电子元 件进行任何形式的改动。在5.2规定的全面检查中,如发现参赛队对器材
20、有任何形式的改动, 必须在赛前恢复被改动的器材,再次检查如获通过方可参加比赛。对VEX限位和缓冲开关允 许做内部或外部、机械或电气的改动。VEX电气零件的外部导线可用焊接、缠绕、电工胶带、 热缩管修复,以保证其功能和长度不变。修理中所用的导线应与VEX导线相同。5.7 V4系统:参赛机器人如果不用VEX功率扩展器,只能使用一个VEX 7. 2V机器人电池包 和一个9V备份电池。使用了 VEX扩展器的机器人可以加用一个任何类型的VEX 7. 2V机器人 电池。a.机器人上不能使用额外的电池(没有接上的额外电池也不允许)。b.机器人上最多只能用一个功率扩展器。c.为保证可靠的VEXnet无线通讯,
21、要求所有参赛队都必须用VEXnet备份电池盒 (276-2243)将一只可用的9V备份电池连接到VEXnet系统上。d.在上述数量限制下,任何VEX 7. 2V电池包都是合法的。允许VEX电池作为电源。V5系统:机器人可使用1个V5机器人电池(零件号276-4811),机器人上不能使用额 外的电池(没有接上的额外电池也不允许)。V5机器人电池无合规的电源扩展器。5.8 参赛队必须把机器人带到竞赛区(包括准备区和比赛区)参赛,使用VEX气动系统的参 赛队必须保证自己机器人气路的密封性,充气压力不得超过0.68MPa,不得使用噪音大的气泵、 压缩机,在一台机器人上最多只能使用2个正规的VEX储气皤
22、。进入比赛区前充气后,不得 在比赛区以任何方式对机器人充气和更换储气罐。5.9 机器人必须有一个装置,用以在整个比赛中安全地固定VEX机器人标识旗,且不得引起纠 缠。5.10 不允许使用有可能损坏竞赛场地、损害和干扰其它参赛队机器人、在竞赛中可能造成不 必要纠缠和危险的元件。5.11 参赛的机器人必须使用VEXnet系统进行通信。5.12 机器人的设计必须保证在赛后断电的情况下能方便地将比赛物品从夹持装置中取出。5.13 机器人的设计要充分考虑到本届比赛的高度对抗性,可能发生的机器人相互接触、碰撞、 翻倒、跌落等情况。5.14 比赛中本届比赛不使用赛场控制器。参赛队应保证机器人具有能手动启动的
23、功能,如安 装触碰传感器或行程开关,注意不能使用遥控器启动。5.15 在不影响正常比赛的基础上,机器人可进行个性化的创意装饰,以增强其表现力和容易 被别人识别。6比赛6.1 参赛队6 . Ll每支参赛队可以由4名学生和1名教练员(教师或学生)组成。学生必须是2022 年6月前仍然在校的学生。7 .1.2参赛队员应以积极的心态面对和自主地处理在比赛中遇到的所有问题,自尊、自重, 友善地对待和尊重队友、对手、志愿者、裁判员和所有为比赛付出辛劳的人,努力把自己培 养成为有健全人格和健康心理的人。6. 2赛制6.1.1 VEX机器人工程挑战赛将按小学、初中、高中三个组别分别进行初赛和复赛,决出冠 军、
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- 第二十 四川省 青少年 机器人 竞赛 VEX 工程 挑战赛 主题 规则
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