根据《全国大学生工程训练综合能力竞赛命题原则》，命题与高校工程训练教学内容相衔接，体现综合性工程能力。命题内容体现“创新设计能力、制造工艺能力、实际操作能力和工程管理能力”四个方面的要求，在分析和总结首届竞赛全国大学生工程训练综合能力竞赛命题经验的基础上，提出“第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题”。

本届竞赛分为“分省区预赛”和“全国决赛”二个阶段。竞赛命题也对应两个阶段分为两部分。预赛阶段只发布预赛命题，各参赛队在预赛阶段完成命题要求的设计任务和规定的加工制作，参与各省区预赛。经预赛选拔并按组委会公布的比例确定参加决赛的队伍。全国决赛时，各队需要携带预赛中的加工制作并提交设计报告。设计报告包括命题要求的机械设计、工艺方案设计、经济成本分析和工程管理方案设计。全国决赛的内容包括对指定零部件的现场加工制作、作品的装配调试、竞赛及现场答辩等

命题中的工程管理能力项要求综合考虑材料、加工、制造成本等各方面因素，提出合理的工程规划。设计能力项要求参赛学生对参赛作品的设计具有创新性和规范性。命题中的制造工艺能力项以考核综合运用加工制造工艺知识的能力为主。

本届比赛命题主题：“无碳小车”。

要求经过一定的前期准备后，在集中比赛现场完成一套符合本命题要求的可运行装置，并进行现场竞争性运行考核。每个参赛作品要提交相关的设计、工艺、成本分析和工程管理4项成绩考核作业。

命题：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车

功能设计要求

给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。该自行小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物（每间隔1米，放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒）。以小车前行距离的远近、以及避开障碍的多少来综合评定成绩。

给定重力势能为5焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为1Kg的重块（￠50×65 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差500±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。

要求小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量形式。

小车要求采用三轮结构（1个转向轮，2个驱动轮），具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。要求满足：①小车上面要装载一件外形尺寸为￠60×20 mm的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于400克；在小车行走过程中，载荷不允许掉落。②转向轮最大外径应不小于￠30mm。

参赛者需要提交关于作品的设计说明书和工程管理方案、加工工艺方案及成本分析方案报告。

要求参赛者在自制的载荷质量块上自主设计并加工出反映本届竞赛主题的徽标。参赛队参赛时同时提交徽标设计说明（篇幅限制为A4纸一张，文字部分的字数不超过300字，内容包括创意、材料、制作说明），作为评分点之一。

本校制作：以参赛小组为单位，每组不多于3人。按照预赛阶段的要求，在各自所在的学校内，自主设计并制作出全部零件。参赛时需提供在本校进行的加工制造及组装过程的视频录像，时间控制在约10分钟。

预赛内容：加载符合本命题规定的比赛载荷质量块，在硬质水平地面（例如光滑的水泥地面、水磨石地面或室内标准球赛地板等）的指定赛道上进行比赛，小车需按规定绕过各个障碍。行走绕过的障碍越多，得分越高。每个参赛队只能出一辆小车参加比赛，每车有二次机会，取二次成绩中最高分作为最终得分。

预赛成绩：以小车的结构设计特色、徽标设计、自动行走比赛时的前行距离、提交的报告以及现场问辨情况，根据加权公式计算得出最终比赛得分。

集中参赛：（预计选拔出60-80个决赛参赛队。）

第一竞赛环节：携带在本校制作完成并调试好的作品，在集中比赛现场，使用符合命题要求的重力势能，加载大赛组委会提供的重块，在硬质水平地面（光滑的水泥地面、水磨石地面或自流平树脂地面）的指定赛道上进行比赛，赛道宽度为2米，小车应在此宽度内行进。按成绩由高到低，取参赛队总数的50%（30-40个队）进入下一竞赛环节。

第二竞赛环节：

a) 进入此环节的参赛队，需取下小车原有的转向轮，重新制作小车的转向轮。转向轮的制作采用根据原设计图纸和竞赛组委会的指定要求，经计算机三维造型后，使用快速成型机制作、车床加工及钳工方法完成，最终完成小车转向轮的组装和调试，总加工时间为4小时左右。

b) 使用符合命题要求的重力势能，加载大赛组委会提供的重块，在硬质水平地面的指定赛道上进行比赛。每个参赛队只能出一辆小车参加比赛，自动行走比赛时，每队有三次机会，取三次成绩中最高分作为此项最终得分。

c) 参赛队进入答辩环节，需准备关于本队参赛作品的工艺成本和管理对策相关知识的答辩。

总成绩评定：综合工程管理方案、设计方案、加工工艺方案、成本分析方案、小车徽标设计、转向轮加工成本及质量（1、是否符合图纸要求，2、现场加工质量）、小车前行距离及答辩成绩等得分，根据加权公式，计算最终得分。

图1： 无碳小车示意图

图2： 无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图

关于第二届全国竞赛的补充性说明（现场竞赛部分）

综合各省赛区在竞赛过程中的经验和问题，对第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛决赛阶段作出如下补充性说明。以下内容将包含在近期发布的第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛决赛阶段比赛规则中，如有冲突，以第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛决赛阶段比赛规则为准。

一、关于赛道：

第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛决赛将在大连理工大学刘长春体育馆的中心比赛馆进行，场馆设施符合国际标准，地面铺设的是木黄色复合木地板。这里举办过多次国际女排邀请赛、CNBA等高等级赛事，2009年10月的首届全国大学生工程训练综合能力竞赛也是在这里举行的。该场馆于2003年底建成投入运行，各项设施保养得当，地板表面无破损，无明显接缝和划痕，经多年使用已使表面比较光滑，摩擦阻力会小于新铺地板，但与平整的水磨石地面相比摩擦系数还是要大一些的，因此提请各参赛队注意。

赛道有效内宽2米，长度不小于30米，边界采用40×60矩形截面的不锈钢管连接铺设而成。

赛道出发线采用40mm宽白色不干胶纸粘贴在地板表面上，厚度不超过0.20mm。

二、关于小车运行：

为保护场地赛道，所有进入比赛场地人员必须穿着软底鞋，如旅游鞋、运动鞋或其它软底无钉鞋，否则将被禁止入场。

比赛时小车在出发线外预备，要求小车整体投影都不得压线。

选手需佩戴胸牌入场，每支参赛队的比赛时间为15分钟（调整6分钟，运行3分钟，再调整3分钟，运行3分钟——具体时间长度以正式发布的规则为准），在此时间内，需完成两次小车运行。场上选手在调整时间内，可以进入赛道；在运行期间内，不经场上裁判员允许，不许越过出发线进入赛道。两次运行结束后，每队出一名选手在裁判出示的竞赛记录单上签字，然后退出场地，换下一队入场，不得拖延时间。

具体比赛步骤为：由选手在出发线上摆放小车（不可超出2米宽度的赛道界限和出发线），放上载荷（统一提供）；挂上砝码（统一提供），选手需限制小车前进，此时裁判用标准长度标杆来验证砝码的下降高度（500±2mm）；验证正确后，等候裁判长发出开始命令。裁判长发出开始命令后（鸣哨），选手应在不对小车施加推动力的情况下，解除阻挡小车前进的限制，小车在重力驱动下前进；直到小车因动力不足停止前进，或因撞上赛道边界而停止。此前，选手不可以进入赛道或接触小车。小车停止后，由裁判进行距离测量和各项扣分登记。然后，经裁判示意，选手可以进入赛道取回小车，进行下一轮准备。

三、小车有效绕障的判定：

小车从赛道一侧越过一个障碍后，三个车轮全部越过赛道中线且障碍物不被撞倒，视为一个有效绕障；重复上述动作，直至小车停止。（擦碰了障碍，但没有碰倒，且没有将障碍物推出其φ20坐标公差圆，则视为通过）；一次绕过2个或2个以上障碍时只算1个；多次绕过同1个障碍时只算1次；障碍物被撞倒不得分；三个车轮没有全部越过赛道中线，视为绕障无效。

四、小车有效运行距离的判定：

停止时小车距出发线最远端与出发线之间的垂直距离。测量读数精确到毫米。

全国大学生工程训练综合能力竞赛组委会秘书处

2011年4月20日

关于参赛小车的若干规定

参加第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛决赛阶段比赛的小车，在结构上应符合下列规定：

1.小车应符合仅由给定重力势能驱动的要求。

2.小车应符合三轮结构要求，其中一个转向轮，该轮能控制小车的转向；两轮驱动（允许其中一轮主动另一轮从动，但不允许与转向轮同轴）。

3.小车上装载的载荷块（由大赛统一提供）不可以采用粘结等方式固定。

4.小车挂砝码的绳缆应为匀质材料，绳上除了有挂砝码的绳圈外，不可以存在可能增加额外质量的挂钩、吊环等。比赛时小车应可以使用大赛统一提供的砝码。

5.各队抽签编号的不干胶帖应粘在小车上明显可见处。

6.第一阶段（6月3日）的比赛后，根据各队的阶段成绩，由高至低排列，前40支参赛队进入第二阶段（6月4 日）A组比赛，其余队进入第二阶段（6月4 日）B组比赛。

① 进入A组比赛的参赛队，在6月4 日上午，将取下小车原有的转向轮及转向轮轴，进行小车转向轮及转向轮轴的现场加工及转向轮部件的现场装配调试。此转向轮是由熔融挤压式快速成型方法加工制成，材料是ABS塑料丝。转向轮部件允许装有由市场采购的滚动轴承、挡圈、螺钉、螺母、开口销等标准件，其他所需要的任何零件（例如滑动轴承、套杯等）必须通过现场加工制作完成，在转向轮外缘与赛道接触部位不允许有其他材料附加。在下午进行的第二阶段的小车运行比赛中，小车必须使用上午装配完成的转向轮部件参赛。

② 进入B组比赛的参赛队，继续使用原有的小车参赛。

第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛组委会秘书处

2011.5.16