VEX机器人工程挑战赛主题与规则研讨.doc

PAGE  PAGE 23 第十五届中国青少年机器人竞赛 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。 在中国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“立地顶天”。 “立地顶天”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——手控和自动。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（把本队的立方放到地面篮筐、立柱和本队的擎天柱上，占有立柱，用自己的柱节建成擎天柱，等等）竞争得分。 参加“立地顶天”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，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。图2为俯视图。 3600mm×3600mm的比赛场地四周有高约282mm、厚25～35mm的木质围栏。围栏内的场地表面由泡沫塑料块拼接而成，底色为灰色。有四块600mm×600mm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一侧。 图1 比赛场地等角投影图 图2 场地要素及得分物品的分布 从图2可知，赛场上共有44个立方（红、蓝各22个），14根柱节。比赛中，每台机器人要预装1个立方，有7根柱节要装入本联队的夹持器。40个立方放在场上的指定位置，如图3所示。赛场周围有10根不同高度的立柱，每支联队有1个柱基。 场上的功能区如图4所示。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，比赛开始后这些区域就成了得分区。四条25至30mm白色胶带贴成井字形把场地分成九块。参赛队员如果要与自己的机器人互动，可以站在本联队的机器人互动点或联队站位。 图3 得分物品的位置 图4 场上的功能区 3.2 得分物品及得分 比赛中的得分物品为立方和柱节，如图5所示。立方由直径约25mm的硬塑料管制成，有红、蓝两种颜色；柱节也是硬塑料制成的圆柱状物品，可以一节地套接起来，可以插接在柱基上，黄色。 立方的颜色表示它们是联队专属的。得分物品的得分属于与其同颜色的联队，与哪个联队使其得分无关。 图5 红立方、蓝立方、柱节和柱基 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、立柱、夹持器、柱基及所有支撑结构的统称。 联队机器人互动点—上场的学生参赛队员可与机器人互动的有色区域（红或蓝）。 联队启动区—供机器人启动的有色（红或蓝）指定区域。 联队站位—在比赛中，供参赛队员站立的指定区域。 立柱—附在围栏上的垂直PVC管，直径约为76mm，共10根，有低、中、高三种高度，参赛队的立方可在此得分。 高柱—高度约为1194mm的立柱，能容纳4个立方、有2根。 中柱—高度约为991mm的立柱，能容纳3个立方、有4根。 低柱—高度约为584mm的立柱，能容纳1个立方、有4根。 夹持器—比赛中参赛队员可以装入柱节的器具。 柱基—黄色塑料圆柱状结构，高度约102mm，直径约76mm，固定在两个联队启动区的交接处。 得分物品—立方和柱节的统称。 立方—红色或蓝色立方形得分物品，边长约203mm，由几段直径约51mm的管子构成。 柱节—黄色塑料圆柱状结构，长度约305mm，外径约76mm。 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。 手动机器人—参赛队使用手动控制器控制完成比赛任务的机器人。 自动机器人—只能受控于传感器输入和预先写入机器人控制器的命令以完成比赛任务的机器人。 参赛队与联队—参赛队是指报名参加本