1、1晋江市第十届青少年电脑机器人竞赛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。在市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市青少年对机器人技术的兴趣，为各级青少年机器人竞赛选拔参赛队。2 竞赛主题本届 VEX 挑战赛的主题为“跃上巅峰” 。“跃上巅峰”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
2、手控和自动控制。比赛的特点是两个参赛组成的联队的机器人从赛场的两边出发进行比赛。参赛队通过完成各种任务（把可动得分桩放进得分区，构建不同类型的最高堆垛，或在比赛结束时停泊机器人）竞争得分。参加“跃上巅峰”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，
3、各由两支参赛队组成的两个联队（红队和蓝队）上场竞技，获取比对方联队更高的得分。每场比赛的时间是 120 秒。3 比赛场地与环境3.1 场地的构成图 1 是比赛场地的等角投影图。3600mm3600mm 的比赛场地四周有高约 282mm、厚 2535mm 的木质围栏。围栏内的场地表面由发泡塑料块拼接而成，底色为灰色。有四块600mm600mm 的方形区域，红色和蓝色各两块，是两个联队的机器人启动区。红、蓝联队的站位在场地相邻的两侧。2图 1 比赛场地等角投影图图 2 场地要素图 2 表示出场地要素。每支联队各有一个联队站位，是比赛时队员站立的位置，两个启动区是比赛开始前放置机器人的地方。3.2
4、得分物品及得分区域赛场上共有 88 个得分物品。80 个锥筒（每台机器人 1 个锥筒，作为预装，共 4 个；每支联队 12 个锥筒，作为赛中装填，共 24 个；52 个锥筒在比赛开始前放在场上的指定位置），8 个可动得分桩，每支联队 4 个。得分位置有：2 个3固定得分桩，每支联队 1 个；6 个得分区，每支联队 3 个；4 个泊位，每支联队2 个，供停泊机器人之用。图 3 得分物品的位置（注：这里所表示的只是一种典型的得分物品位置，具体的位置待比赛前抽签确定）得分物品在场上的典型位置如图 3 所示。比赛开始前，每支联队作为赛中装填 12 个锥筒中有 1 个已经装在联队的装填器上。按 6.5.
5、2.1 抽取比赛方案后，得分物品在场上的分布可能与图 3 完全不同。本届比赛的得分物品不是联队专属的。得分物品的得分属于与得分区同颜色的联队，与哪个联队使其得分无关。4图 4 得分区的位置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25mm，对此，参赛队设计机器人时必须充分考虑。4 名词解释场地要素发泡塑料场地拼接块、围栏、装填器、固定得分桩、启动杆、划定得分区的粗管及所有支撑结构的统称。得分区5分区，10分区或20分区。5分区
6、发泡拼接块上的2个区域，每支联队1个，机器人可把可动得分桩放到此区域得分。 5分区以场地围栏内沿、启动杆和对角白线为界。注：白线和启动杆被视为5分区的一部分。10分区发泡拼接块上的2个区域，每支联队1个，机器人可把可动得分桩放到此区域得分。10分区以场地围栏内沿、启动杆及分隔10分区和20分区的约60.325 mm的粗管为界。注1：启动杆不属于10分区的一部分。注2：粗管被视为10分区的一部分。20分区发泡拼接块上的2个区域，每支联队1个，机器人可把可动得分桩放到此区域得分。 20分区以场地围栏内沿及分隔10分区和20分区的约60.325 mm的粗管为界。注1：粗管不属于20分区的一部分。注2
7、：每个20分区中，只有1个得分桩可以得分。联队站位在比赛中，供参赛队员站立的指定区域。装填器比赛中操作手可以放置赛中装填物品的指定位置。启动杆隔开5分区和10分区的直径约25.4 mm圆管，它还规定了比赛开始时机器人的位置。得分物品锥筒和可动得分桩的统称。锥筒黄色塑料锥形得分物品，总高度约177.8mm，底部直径约152.4 mm。锥筒可叠放在得分桩上得分。每个锥筒重约117.9g。得分桩可动得分桩与固定得分桩的总称。可动得分桩锥形得分物品，有8个，4红、4蓝，高度约254 mm，底部最5大直径254 mm，每个重约1.68 kg。锥筒可叠放在可动得分桩上得分。可动得分桩也可以在得分区内得分。
8、固定得分桩带有锥形顶部的2个桩子，总高度约635 mm。红、蓝各1。锥筒可以叠放在固定得分桩上得分，得分桩本身并不得分。机器人比赛开始前，参赛队放在场上的已通过检查的任何东西。参赛队参赛队是指报名参加本届 VEX 机器人工程挑战赛的单个参赛队；联队预先指定的两支参赛队组成的团队，在一场比赛中协同工作。联队在初赛中是经随机搭配的两支参赛队组成的联盟，初赛中的联队不分主队和副队；复赛中的联队是由两支参赛队经过选配组成的联盟，复赛中的联队分主队和副队。 （注：由于我市参赛队数等原因，联队这种比赛方式不一定适合我们市赛，故以下全国比赛的联队赛制及联队选配、主队副队的比赛方式暂都仅供参考，届时市赛视参赛
9、队情况再做决定。 ）主队与副队在初赛后的联队选配中主动去邀请其联盟队友的参赛队称为主队；作为主队的联盟队友参与复赛的队伍称为副队。联队选配初赛结束后，根据各参赛队的初赛成绩排序，经过邀请和接受邀请组成联队的过程。操作手（上场队员）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3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6.5.3.6与得分物品互动，按6.5.3.7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。学生在任何中小学校注册就读接受教育的人。比赛每场比赛包括自动
10、比赛时段和操作手控制时段，总时间是120秒。影响比赛导致一场比赛胜、负方改变的情况。自动比赛时段这是一个在赛前准备时才确定的时段。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沟通，在这个时段结束前，机器人必须停止一切运动。操作手控制时段这是一个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。初赛各参赛队在复赛前采用随机方式组成联队后所进行的比赛。初赛的6目的是为参赛队排序以取得复赛的参赛资格。复赛进行联队选配后为决出冠、亚、季军所进行的淘汰赛。禁赛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
11、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WP、AP和SP 均为零。在复赛中，某参赛队被取消比赛资格，整个联队就被取消比赛资格，输掉该场比赛。在裁判长的酌定下，反复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。预装比赛开始前，每台机器人有1个锥筒必须放在场地上并满足以下条件： 预装的锥筒与该机器人接触但不与其它机器人接触； 预装的锥筒完全在场地围栏内。賽中装填有 24 个锥筒，每支联队 12 个，比赛中的任何时刻，操作手可以把它们放在自己的装填器上，每次一个。得分如果得分区中的可动得分桩满
12、足以下所有条件，它就得分：1. 可动得分桩与得分区接触。如果得分物品与多个得分区接触，就按高分值的得分区记分。2. 可动得分桩不与本联队的机器人接触。3. 可动得分桩与得分区属于同一联队。注1：在每个20分区中，只有一个可动得分桩可以得分。注2：如果在某个20分区中，有多个可动得分桩可能得分，则由最高堆垛的可动得分桩得分。注3：如果可动得分桩与得分区没有接触，但完全是由其它得分物品支撑的，就按支撑它的得分物品所在的最高分值得分区记分。堆垛锥筒叠放在得分桩上，它应与得分桩相同颜色的联队的机器人没有接触且符合下列两种情况之一：a) 完全嵌套在得分桩上（见图5和6） ；b) 完全嵌套在堆垛的锥筒上（
13、见图7和8） 。7图5 不完全嵌套 图6 完全嵌套在 图7 不完全嵌套在堆 图8 完全嵌套在堆垛在得分桩的锥筒 得分桩的锥筒 垛锥筒上的锥筒 锥筒上的锥筒注1：如果可动得分桩没有得分，其上的锥筒仍然算是堆垛。注2：按照这些定义，如果一台机器人与可动得分桩上的锥筒接触，该锥筒及其以上的锥筒就不能算是堆垛。注3：只有在被完全嵌套的得分桩直立的情况下，其上的锥筒才被认为是堆垛。把锥筒叠放在与拼接块接触的得分桩上是可以的 (即，可动得分桩部分地位于分隔管或锥筒之上), 但是，完全嵌套在已被撞倒的得分桩上的锥筒就不算是堆垛了。最高堆垛固定得分桩最高堆垛、5分区最高堆垛、10分区最高堆垛或20分区最高堆垛
14、的统称。固定得分桩最高堆垛在固定得分桩上有最多锥筒的堆垛。5分区最高堆垛在5分区的得分桩上有最多锥筒的堆垛。10分区最高堆垛在10分区的得分桩上有最多锥筒的堆垛。20分区最高堆垛在20分区的得分桩上有最多锥筒的堆垛。自动时段奖励分AP自动时段奖励给予自动比赛时段中锥筒和得分桩得分最多的联队的奖励。停泊如果在比赛结束时机器人与联队的某个泊位接触，它就被视为停泊。在一个泊位上只有一台机器人可以获得停泊分。泊位规定位置的红、蓝色拼接块，比赛结束时机器人可以停泊在这里得分。拥有如果一台机器人携带、持有或支配锥筒的运动就是拥有了锥筒。推动/铲扫锥筒不是拥有，不过，用机器人的凹陷部位支配锥筒的运动应看成是
15、拥有。被支持如果得分物品在支持它的物体消失后就不再占有原来的位置，它就是被支持。如果可能，裁判员将会轻轻推开支持物体来检查得分物品是否被支持。牵制如果一台机器人阻止对方机器人的运动，而对方机器人与场地表面和另一个场地要素接触，就被认为是牵制了对方的机器人。纠缠如果一台机器人抓住或钩住对方的机器人，就被认为是纠缠了对方的机器人。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或自动小车，它们在 “跃上巅峰”比8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 挑战赛的
16、机器人必须使用VEX机器人设计系统的主控制器、接收器、VEX 手动控制器及配套的 VEX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一台机器人参加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。 （注：市赛时，将依实际参赛队数等情况而决定赛制，若因队数少及其它原因等组委会将取消联队赛制，届时则每支参
17、赛队必须有两台机器人出战） 。在联队中，每支参赛队使用各自的机器人。虽然参赛队可以在大赛期间修改这台机器人，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 457mm、宽457mm、高 457mm。比赛开始后，机器人可以伸展超出此初始尺寸。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
18、VEX 主控器和两个 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，不允许用光、声控制机器人） 。在不使用 VRC 气动系统的情况下，最多可以使用 12 个电机或伺服电机（类型不限，任意组合） 。参赛队也可以使用一个 VRC 气动系统，但这时最多只能使用 10 个电机或伺服电机（类型不限，任意组合） 。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 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
19、统的任何其它电子元件进行任何形式的改动。 （注：鉴于延长线的性质（包括电机的延长线、电池的连接线）市赛允许在不改变机器人性能的基础上对其进行一定程度上的伸长或连接。 机器人使用的扎带或尼龙绳不限制公司品牌。今年9不举行联队赛，每支代表队需由两台机器人组成（即比赛时每支队伍需提供两台机器人接受检录） 。在 5.2 规定的全面检查中，如发现参赛队对器材有任何形式的改动，必须在赛前恢复被改动的器材，再次检查如获通过方可从事。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
20、导线相同。5.7 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 VEX7.2V 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，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。5.8 参赛队必须把机器人带到竞赛区（包括准备区
21、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 储气罐。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得分物品从夹持装置
22、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 为了避免相互干扰等情况，比赛中将使用赛场控制器。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106.1.1 每支参赛队可以由 4 名学生和 2 名教练员（教师或学生）组成。学生必须是 2018 年 6 月前仍然在校的学生。6.1.2 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
23、人格和健康心理的人。1 2 3 4 5 6#01 #08 #02 #09 #03 #10 #04 #11 #05 #12 #06 #13#15 #22 #16 #23 #17 #24 #18 #25 #19 #26 #20 #277 8 9 10 11 12#07 #14 #08 #15 #09 #16 #10 #17 #11 #18 #12 #19#21 #01 #22 #02 #23 #03 #24 #04 #25 #05 #26 #0613 14 15 16 17 18#13 #20 #14 #21 #15 #22 #16 #23 #17 #24 #18 #25#27 #07 #01 #
24、08 #02 #09 #03 #10 #04 #11 #05 #1219 20 21 22 23 24#19 #26 #20 #27 #21 #01 #22 #02 #23 #03 #24 #04#06 #13 #07 #14 #08 #15 #09 #16 #10 #17 #11 #1825 26 27 28 29 30#25 #05 #26 #06 #27 #07 #01 #13 #02 #14 #03 #15#12 #19 #13 #20 #14 #21 #07 #20 #08 #21 #09 #2231 32 33 34 35 36#04 #16 05 #17 #06 #18 #07
25、#19 #08 #20 #09 #21#10 #23 #11 #24 #12 #25 #13 #26 #14 #27 #15 #0137 38 39 40 41 42#10 #22 #11 #23 #12 #24 #13 #25 #14 #26 #15 #27#16 #02 #17 #03 #18 #04 #19 #05 #20 #06 #21 #0743 44 45 46 47 48#16 #01 #17 #02 #18 #03 #19 #04 #20 #05 #21 #06#22 #08 #23 #09 #24 #10 #25 #11 #26 #12 #27 #1349 50 51 52
26、53 54#22 #07 #23 #08 #24 #09 #25 #10 #26 #11 #27 #12#01 #14 #02 #15 #03 #16 #04 #17 #05 #18 #06 #19图 9 初赛对阵图示例6.2 赛制（注：以下的全国联队赛制仅供参考，具体赛赛制视实际情况届时现做决定） 6.2.1 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、亚军和季军。6.2.2 初赛时，以电子抽签方式确定各参赛队的编号，随机地组建联队。组委会保证每个参赛队参加相同场次（4 场以上）的比赛，以减少初赛后参赛队排序的偶然性。初赛对阵图将在参赛队报到后公布。图 9 给出了一个对阵图的示例，它表示了 27 支参赛队、每队参加 8 场比赛的联队组成及对阵。图中每个方框中列出了组成联队的参赛队的编号，两个对阵联队方框之间的编号为比赛场次号。
