1、 2017 年 北 京 市 青 少 年 未 来 工 程 师 竞 赛 项 目 设 置 及 规 则第三部分：竞赛项目详细说明第一项：木梁承重项目规则一、项目描述每个参赛队由 2 名参赛队员组成。参赛队员用组委会提供的材料和自备的符合竞赛组委会规定的工具，现场设计和制作木梁，并对木梁进行承重测试，有效承重与木梁自重之比越大越好。参赛队必须提交实验报告。二、参赛组别分小学组、中学组，每个队 2 名学生。三、项目规则（一）比赛时间安排比赛分两个阶段进行，第一阶段为木梁制作，第二阶段为承重测试。两个阶段至少相隔 12 小时。参赛者必须提交实验报告，实验报告内容包括设计思路、设计草图、尺寸标注等。（二）木梁
2、制作1、必须使用大会提供的木材和胶水进行制作。2、材料为航模用的桐木板材, 规格是：长度 1000mm，宽度 55mm，厚度13 mm。组委会提供材料为:3mm 厚、 2mm 厚的桐木板各 5 片,1mm 厚的桐木板 2 片。 3、组委会提供 502 胶 2 瓶（规格 15 毫升每瓶） 、302(AB) 环氧胶一份（10克） ，除此之外不得再使用其他任何粘合剂。4、木梁可以是任何形状，长度必须大于 500mm，高度不得超过 250mm，木梁的底部与测试装置接触部分宽度至少为 30mm。制作完成后的木梁必须标注中心线，用来放置到测试装置时参照用。木梁不能有任何构造物对测试装置的内侧面（垂直面）形
3、成压力，且木梁能够自然（没有外力支持）放置在测试台顶面上。如果木梁不符合要求将不能进行承重测试。5、完成后木梁的质量（包括粘接剂）不得大于 50 克，超质量的木梁不得进行承重测试。6.每个参赛队最多可以制作 3 个木梁。（三）测试装置1.测试装置由木梁加载部件（放置砝码的装置） 、测试框架和底座构成（参见附图 2） ；2.测试装置有两个等高的框架，内侧面相隔 500mm，框架的顶面放置待测试的木梁；3.加载装置在门型梁中心的下面有一个 100mm100mm 的加载平面。用以压在木梁的顶面上，使木梁承受全部加载质量。4.测试装置加载砝码装置的原始重量为 50 公斤；5.加到加载装置上的重物为杠铃
4、片,有 1、2 、5、10 、15、20、25 公斤 7 种规格。（四）测试点抽签木梁制作前随机选出 1 名参赛队员抽签决定本次比赛的承重测试点，测试点从木梁中心点每隔 1cm 向左右两边延伸，最大5cm。（五）现场制作1、必须按照组委会规定的时间和地点参加制作环节，具体的制作场地由领队会上抽签决定。2、制作所需的工具、安全用具（防割手套、护目镜等）自备，要使用安全性能好的工具、夹具等。也可以使用自制的工具，但不能使用电动工具，参赛队员进入赛场除工具和图纸外不得携带其他与竞赛相关物品，所带工具交由裁判检查后方可进入制作场地使用。3、必须使用组委会统一提供的操作板，规格为：400mm600mm。
5、4、赛场上备有电子称。木梁制作过程中，可随时对木材或木梁进行称重。5、制作时间为 4 小时，中间不休息。一旦结束时间到，参赛者必须停止制作，等待裁判对木梁进行编号验收。6、制作结束，所有木梁由裁判进行编号并封存。7、制作过程中，如发现不安全的情况，裁判有权加以制止。（六）承重测试1、测试前对被测木梁进行称重，如果木梁超重，则取消该木梁的测试资格。2、在承重测试阶段不能对木梁进行修理，如为减轻其质量而拿掉一些材料等都视为犯规，将取消该木梁的测试资格。3、根据裁判所报现场加载质量，由参赛者举队号牌申请参加测试。该加载质量含测试装置的质量（50 公斤） 。4、起始加载质量 100 公斤（含加载装置）
6、 ，每次递增 10 公斤；200 公斤起，每次增加 5 公斤；250 公斤以上可以由参赛队员自由叫重（可以以 1 公斤为单位增加） ，注意测试过程加载质量只增不减。5、由参赛者将木梁放上测试装置的顶部平面上，木梁的任何部分都不得与测试装置的内侧面（垂直面）接触，调整好位置后示意裁判可以加载，加载由裁判操作。6、木梁加载承重后必须保持 30 秒时间。30 秒内（含 30 秒）木梁没有损坏则本次测试有效。如果在 30（含 30）秒内木梁发生损坏，则本次测试成绩为零。7、木梁测试承重得分 =8、每个参赛队有三次测试，每次测试的木梁由参赛者自行选择。9、以三次测试中最高得分作为最终成绩。10、在测试阶
7、段，木梁统一由裁判保管，参赛者只有在进行测试时才可领取被测木梁。测试完毕，不管木梁是否完好，必须交回裁判保管。直至全部测试结束才可取回木梁。四、其他说明1、参赛队不得携带任何制作材料和胶水进入制作现场。2、参赛队只能使用组委会统一提供的操作板，不得携带任何模板（辅助制作木梁的整体或一个部件的工具）进入制作现场，如果需要，参赛队员可以现场制作（材料含在大会提供的总量里，不另行提供） 。3、参赛队员不得有任何可能对自己和他人造成危险的行为。4、参赛队不得使用电动工具和其它危险的工具。5、未尽事宜由组委会负责解释。附图 1：附加测试装置附图 2：测试台图第二项：投石车项目规则一、项目描述用所给的材料
8、制作一辆有三个以上轮子并不在一条直线上，轮子的直径不小于 10 cm，车底盘离地面不低于 5 cm 的投石车。在投石车上系一根 0.5 米长的绳，投石车移动时，参赛选手只能接触绳子拉动而不能用手触碰投石车的任何部分。当投石车倾倒时，参赛选手可以用手扶正投石车，倾倒后再移动属于犯规，必须放回到倾倒发生处，扶正后再行移动。在投石车移动时，只有轮子可以接触地面。移动时，轮子必须能够转动，当轮子以外的任何部分接触到了地面（偶然因素除外）时，均视作投石车损坏。投石方式采用杠杆原理，必须有一个投射启动装置（如一个插销）。制作完成后的投石车将进行竞技比赛。投石车进入起点区域后，有 1 分钟的备赛时间，之后裁
9、判长宣布比赛开始，比赛时长 2 分钟。二、参赛组别小学组、中学组（含初、高中），每支参赛队伍最多由 2 名选手组成。三、项目要求用所给的材料制作一辆有三个以上轮子并不在一条直线上，轮子的直径不小于 10 cm，车底盘离地面不低于 5 cm 的投石车。在投石车上系 1 根距离不低于 0.5 米长的绳，投石车移动时，参赛选手只能接触绳子拉动而不能用手触碰投石车的任何部分（在 A 区内移动可直接手推动移动车）。当投石车倾倒时，参赛选手可以用手扶正投石车，倾倒后再移动属于犯规，必须放回到倾倒发生处，扶正后再行移动。在投石车移动时，只有轮子可以接触地面。移动时，轮子必须能够转动，当轮子以外的任何部分接触
10、到了地面（偶然因素除外）时，均视作投石车损坏。投石方式采用杠杆原理，必须有一个反复使用的投射启动装置（如一个插销）。制作完成后的投石车将进行竞技比赛。投石车进入起点区域后，有 1 分钟的准备时间，之后裁判长宣布比赛开始，比赛最大测试时间 2 分钟。四、项目规则A.投石车：投石车采用杠杆原理，利用杆的摆动进行投石。杆摆动的动力来自橡筋；杆的一端必须有一个开放式容器用以盛放沙包；必须有一个反复使用的投射启动装置（如一个插销），不能直接用手控制杆的释放，装置必须保证安全；投石架必须固定在车上，车必须有可以滚动的轮子；用于投掷的沙包是在 5 cm 5 cm5 cm（尺寸内）的布袋中灌满黄沙，重量为 3
11、0 克（允许误差为正负1 克），由参赛队自备，数量不限，但必须符合规定的要求（沙包外不准许有包裹物）。B.比赛场地：比赛场地如图（附后）所示，其中目标 A、B 放置在地板上。C.制作：参赛者必须提交设计报告，并利用事先做好的设计方案和图纸进行制作；只能利用赛场提供的材料进行制作，赛场提供材料为：90120cmKT 板一张，卡纸 2 张（A4），纸杯一个，回形针 20 个，橡筋圈（20 根），一根长 150 厘米、直径 2 厘米的 PVC 管；自行车车轮（26 吋）辐条 2 根；1.5 米线绳一根；工具和粘接材料自带（现场不提供交流电源）；制作时间为 120 分钟。可对车辆进行美化，提高车辆的观
12、赏性。根据参赛整体车辆美化的实际效果，可适当评定车辆美化奖。D.竞赛：竞技方式为：在起点（终点）区域内，投石至前方“城池 A1-A4（不分先后顺序）”，击中（石头进入城池 A）后迅速移动投石车到达第二投射区，在发射线后向“城池 B1”投射，击中后移动投石车至第三发射区，投向“城池B2”，小学组增加在第三发射区再投“城池 B1”1 次,中学组增加在第三发射区再投“城池 B1”2 次，全部击中后，投石车回到起点（终点）区域。在一个发射区域可以连续投石，直至击中目标；如果前方目标无法击中，那么投石车就不能前进。移动投石车时轮子必须着地滚动。如果半途中轮子坏了，可以当场进行修理（计在 2 分钟比赛时间
13、内），车子必须在轮子能正常滚动时才能移动前行，否则将停止比赛。投射必须利用反复使用的投射启动装置（比如拔去插销），否则无效。投出的沙包可以回收使用。E.评分标准：根据到达 终点的时间进行 排序，时间越短 名次越前。如果 不能到达终点， 则以击中目标的 多少进行排序； 每队可以赛两轮，取最好一轮成绩；没有设计报告不能参加比赛；如设计报告得分不及格，将降一级得奖等级；成绩优胜者需进行答辩，如答辩不及格，将取消比赛成绩。第三项： 过山车项目规则过山车是一项充分体现 STEM 教育理念，需要参赛者综合运用科学、技术、工程和数学等知识，同时具备动手能力和团队合作能力才能完成的竞赛项目。参赛者在任务式竞赛
14、中感受力与美的结合，体验过山车飞驰而过的惊险与刺激，其参与过程比乘坐真实过山车更具趣味性和挑战性。一、项目描述在规定的时间内设计和搭建具有二根轨道的过山车，让一颗钢珠从一根轨道的顶部释放，然后使钢珠在重力的作用下下滑，并用它去引发第二根轨道上的钢珠滚动，直至它到达该轨道的终点。第二颗钢珠到达终点的时间越接近指定值越好。计时需使用组委会指定的电子计时器。二、参赛组别：分为小学组、中学组 2 个组别，每个参赛队由 3 名学生组成。三、项目规则（一）轨道设计1、第一段轨道的起点端的高度必须为 90cm（钢珠与基座板的距离） ，起点端必须有一个能使钢珠静止的机构（或平台） ，在释放钢珠时不能施以额外的
15、有利钢珠滑行的外力，钢珠的直径为 16mm；2、参赛者的轨道必须完成 4 个规定动作： 2 个直径为不小于 15cm 的竖直平面的 360回旋，1 个跨距为大于等于 10cm 的等高点的飞跃，1 个向上 4cm的断口（两点高度差为 4cm，水平方向间距不限）的飞跃。四个规定动作可以设置在任意轨道上完成，顺序不限；3、第一段轨道的末端和第二段轨道的始端之间要有一个装置，当来自第一段轨道的钢珠作用于该装置时，必须触发第二段轨道上的钢珠开始滑动。触发装置可以是任意形式的（包括电子类） ，但不能有可控的时间延迟功能（即不能通过调节装置来改变钢珠的滑行时间） ；4、第二段轨道的终点必须在距离底板 3 c
16、m 高处，要有一个便于收集钢珠的装置；5、2 段轨道必须搭建在一个长 90cm、宽 50cm 的木质平板上；轨道之中除了两个跳跃和机关外不得再有断点；立杆为直径 16mmPVC 管；6、器材必须是拆散状态零件，不能有事先做好的结构；7、主体结构必须用要求的材料；8、从第一颗钢珠出发到第二颗钢珠到达终点，要求的时间区间为 10-20 秒。（二）现场搭建1、比赛器材和工具自备；2、钢珠运行的指定时间在比赛现场抽签公布，时间区间为 10-20 秒，计时使用组委会指定的电子计时器；3、搭建时间：小学组，中学组为 3 小时。（三）测试1、释放钢珠使其滑下；2、在整个滑行过程中，不得再碰钢珠，不能施加任何能够引起钢珠改变运动状态的外力，否则该轮测试视作失败；3、钢珠没能到达轨道末端就翻出轨道，则此轮测试视作失败；4、如果钢珠在轨道上停止不动达 3 秒，则此轮测试视作失败；5、比赛得分：从第一颗滚珠开始滑落到第二颗滚珠到达终点所用的时间与规定时间之间的差值的绝对值。此值以秒为单位，精确到小数后 2 位。6、进行三轮测试（第一轮大循环，第 2、第 3 轮连续进行） ，取最好的一轮比赛得分为最终比赛成绩。如只有一轮得分，则加上 10 秒为最终成绩。
