1、智能搬运小车

题目及要求

一、参赛要求

1. 在校注册学生，每组3人，少于3人计分扣5%，超过3人无效 。 2. 一、二年级学生组队可单独按初级组评奖，制作部分主要考

察基本要求，也可参加高级组。

3. 三、四年级学生的组队参赛，按一般评奖（高级组）基本要求、

提高部分一起评分。不可参加初级组评奖。

4. 如果参赛队伍中有高年级和低年级学生混合组队的情况，则按高

年级学生参赛（即高级组）处理。

二、参赛题目

1. 智能搬运小车 ........................................................................................ 2 2. 消防机器人 ............................................................................................. 6 3. 电信号测量仪 ........................................................................................ 9 4. FM对讲机系统 ................................................................................... 12 5. DC-DC 稳压电源 ............................................................................... 15 6. 手持数字示波器 .................................................................................. 18 7. 多功能电子万年历 .............................................................................. 17

1

1. 智能搬运小车

一、设计任务

设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车，其工作示意图如下。图中，左边为停车区、货物存储区A 和货物存储区B，并有两个对应的射灯光源；距右边线30 cm 处共放置3 片白色或黑色的薄铁片，铁片之间的距离大于20cm。

二、要求

1、基本要求

（1）智能车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），在无障碍物的情况下，可寻找并搬取

铁片，按照不同颜色分送不同存储区，即在光源A 的引导下将黑色铁片搬运到货物存储区A 存放，或在光源B 的引导下将白色铁片搬运到存储区B 存放（装载方式不限

2

制）。

（2） 智能车能准确找到铁片的位置。 2、提高部分

（1） 搬运铁片的过程中，一次只允许搬运1 片，且必须搬运到存储区域内。 （2） 要求智能车在8 分钟之内能取走全部铁片，并能返回车库，否则就地停车。 （3） 智能车检测到铁片时能发出声光信息，并实时显示铁片数目。

（4） 距右边线90cm 处设有障碍线，线上任意位置放有两个障碍物，在有障碍物的情况

下，完成基本要求（1）、（2）中的相关操作，且不得与障碍物碰撞。 （5） 停车后，能准确显示智能车全程行驶的时间，显示误差的绝对值应小于10 秒。 （6） 其它。

三、说明

1、 测试时共放置3 片铁片，每片的厚度为<=2.0mm，面积为2cm×2cm，黑、白铁片的比例任意给定、初始位置任意给定。

2、 两个障碍物的大小分别为24cm×6cm×12cm 和12cm×6cm×12cm，建议用白纸包砖代替。

3、示意图中所有粗黑线段宽度均为5 cm，制作时可以涂墨或粘黑色胶带。图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。

4、 智能车允许用玩具车改装，但不能由人工遥控。

5、 光源A、B 均采用40W－60W 射灯，其底部距地面10cm 左右，摆放位置如图所示，测试前，射灯的照射方向允许微调。

四、评分标准

设计 项 目 主要内容 分数 3

报告 系统方案 比较与选择 5 方案描述 理论分析与计算 小车寻找铁片的方法 15 小车寻迹的方法 电路与程序设计 电路设计 10 程序设计 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 12 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 总分 50 15 35 15 10 10 5 5 5 50 4

基本 要求 小车能准确找到铁片位置 基本能实现搬运过程 完成第（1）项 提 高 完成第（2）项 部分完成第（3）项 （高级完成第（4）项 组要完成第（5）项 其他 总分

求）

5

2. 消防机器人

一、设计任务

设计制作一个消防智能机器人模型，能到指定区域进行抢险灭火工作。以蜡烛模拟火源，随机分布在场地中，场地如图所示：

障碍物 出发区 180cm

30cm 30cm 180cm

二、要求

1、基本要求

（1）智能机器人从安全区域启动，自动寻找火源灭火。

（2）除安全区外，场地出现3个火源位置固定，要求机器人能够发现一个并全部扑灭。 （3）能够扑灭3个火源。

6

（4）机器人发现目标后能使用语音提示。 2、提高部分

（1）可以追踪移动火源进行扑灭。

（2）抢险完毕后机器人能够返回至安全区域。 （3）救火总时间不超过60秒。 （4）能够有声音报警。

（5）能够自动计算和显示路程和扑灭的火源数。

三、说明

1、机器人截面尺寸小于30cm×30cm，所用电源电压小于等于24V。 2、控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。 3、灭火方式不限，但不允许碰倒蜡烛。 4、机器人不能走出场地。 5、允许一次重启动机会。

6、蜡烛高度：20厘米。蜡烛置于方框线的中间位置。 7、障碍物尺寸在范围15cm×15cm×15cm以内。

四、评分标准

项 目 系统方案 主要内容 比较与选择 分数 设计 方案描述 5 报告 理论分析与计算 寻找火源的方法 15 到达火源点期间的速度控制 7

电路与程序设计 电路设计 10 程序设计 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 12 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 总分 50 30 20 15 10 10 5 5 5 50 基本 要求 能寻找到火源 能扑灭火源 完成第（1）项 提 高 完成第（2）项 部分完成第（3）项 （高级完成第（4）项 组要完成第（5）项 其他 总分

8

求） 3. 电信号测量仪

一、设计任务

设计并制作一台数字显示的多功能电信号测量仪。

二、要求

1、基本要求

（1）频率测量：可测量方波、正弦波；频率：0.1Hz～KHz,测量误差≤0.1%。 （2）幅值测量：可测量方波、正弦波；幅度（峰值）： 0.1V～5V；测量误差≤0.1%。 （3）采用LED或LCD显示十进制数字，可同时显示幅值和频率。 2、提高部分

频率和幅值测量：可测量方波、正弦波、锯齿波、三角波。 （1）扩展频率测量范围为0.1Hz～4GHz，测量误差≤0.1% （2）扩展幅值（峰值）测量范围为0.1V～10V，测量误差≤0.1% （3）测量误差降低为0.05%。 （4）实现6路信号测量。

（5）具有校正功能，可带键盘进行频率和幅值的校正。

三、评分标准

项 目 设计 系统方案 比较与选择 5 方案描述 主要内容 分数 报告 9

理论分析与计算 信号调理电路的设计 测量方法 测量范围的确定 15 电路与程序设计 电路设计 10 程序设计 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 12 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 总分 50 25 25 15 10 10 5 5 5 50 基本 要求 能实现在要求范围内的频率测量并显示 能实现在要求范围内的幅值测量并显示 完成第（1）项 提 高 完成第（2）项 部分完成第（3）项 （高级完成第（4）项 组要完成第（5）项 其他 总分 求）

10

11

4. FM对讲机系统

一、设计任务

设计并制作一个FM对讲机，能实现跳频保密功能，方框图如下。

接收通道部分 频率合成器部分 跳频保密单元 发信通道部分 逻辑控制部分 电源 二、要求

1、基本要求

（1）实现语音调频对讲功能。

（2）载波可调范围：30MHz～88MHz。

12

（3）载波频率稳定度：优于10-3。

（4）发射机输出功率：大于100mW(50Ω)。 （5）接收机输入灵敏度：小于1mV。

（6）可实现输出频率步进，步进间隔为1MHz100KHz。 2、发挥部分

（1） 进一步提高输出频率稳定度，输出频率步进间隔为100KHz。

（2） 收发能同时顺序步进改变载波（移频速率大于1步/s），要求语音通信无明显“断续”。

（3）实时轮流显示“频率序号”和“频率值”。（显示载波频率的误差≤5kHz） （4）可以手动设置“固定载波通信”、“顺序移频通信”和“乱序跳频通信”等状态。 （5）其它。

三、评分标准

项 目 系统方案 主要内容 比较与选择 分数 5 方案描述 设计 报告 理论分析与计算 频率合成器设计 逻辑控制方法 跳频保密单元设计 15 电路与程序设计 电路设计 10 程序设计 13

测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 12 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 总分 50 30 20 15 15 10 5 5 50 基本 要求 在要求频率范围内基本能实现对讲功能 功率、稳定度、灵敏度在要求的范围内 完成第（1）项 提 高 完成第（2）项 部分完成第（3）项 （高级完成第（4）项 组要其他 总分 求）

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5. DC-DC 稳压电源

一、设计任务

设计并制作一个直流稳压电源。

二、要求

1、基本要求

在输入直流电压变化范围+7V~+12V 的条件下 ： （1）第1 路输出

a. 输出电压：+5V/DC，误差的绝对值小于1%。 b. 最大输出电流：1A。

c. 电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V~+12V，满载）。 d. 负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A~1A）。 e. 纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）。 （2）第2 路输出

a. 输出电压：+15V/DC。 b. 最大输出电流：1A。

c. 电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V~+12V，满载）。 d. 负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A~1A）。 e. 纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）。 （3）电路效率大于70%（满载时）。 （4）有指示功能

2、发挥部分 （1）第2 路输出

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a. 输出电压：+9V~+15V/DC，连续可调。 b. 最大输出电流：1A。

c. 电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V~+12V，满载）。

d. 负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A~1A）。 e.电路效率大于85%，纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.2%。

（2）增加输出过载（大于1.2A）、输入过压（大于+13V）、欠压（小于+6V）保护功

能，并报警指示。

（3）有数字指示功能，设计并制作一个输出电压、输出电流的测量电路，并能实时显示

测量值，要求测量误差的绝对值小于1%。

（4）设计并制作一个电子负载，用于测试上述电源的负载调整率，电子负载恒定电流可

设定的范围为0.1A~1.2A，设定值能以0.1A 步进。 （5）其它。

三、说明

输出电压、输出电流的测量电路单独供电，计算电路效率时不考虑该测量电路所消耗的功率。

四、评分标准

项 目 系统方案 主要内容 比较与选择 分数 设计 方案描述 5 报告 理论分析与计算 整流、逆变电路设计 15 控制器设计 16

电路与程序设计 电路设计 10 程序设计 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 12 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 总分 50 30 20 15 10 10 10 5 50 基本 要求 能实现第1路输出 能实现第2路输出 完成第（1）项 提 高 部分完成第（2）项 完成第（3）项 （高级完成第（4）项 组要其他 求） 总分

17

6. 手持数字示波器

一、任务

设计并制作一台手持数字示波器。示意图如下：

LCDAC输入信号DC0.1v衰减1v放大A/DMCUGND电池电源模块KEY 二、要求

1、基本要求

（1）示波器为电池供电，便于携带。

（2）示波器的屏幕能显示输入信号的曲线及相关的参数。键盘能进行相关参数的调节。屏幕的水平刻度为10Div，垂直刻度为8Div。 （3）触发方式：自动。触发边沿：上升。

（4）信号电压范围：+/-50V。最高实时取样率：1M点/秒，精度8Bit。 （5）模拟频带宽度： 0~1MHz。

（6）输入阻抗：1MΩ。耦合方式：DC/AC， 2、发挥部分

（1）示波器显示的曲线可以进行水平、垂直的移动。

（2）垂直灵敏度：100mV/Div~ 5V/Div(按1-2-5 方式递进)。

18

（3）水平时基范围： 5μs/Div - 50mS/Div (按1-2-5 方式递进)。

（4）增加示波器与PC机的接口，可以把采集的数据上传到PC机，并显示。

三、评分标准

项 目 系统方案 主要内容 比较与选择 方案描述 分数 5 理论分析与计算 放大器设计 信号调理电路设计 测量方法 15 设计 报告 电路与程序设计 电路设计 程序设计 10 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 12 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 总分 50 30 20 15 10 10 10 基本 要求 提 高 部分能实现基本测量显示信号 各项指标能满足题目要求 完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 （高级完成第（4）项 19

组要其他 总分 5 50 求）

20

一、设计任务

设计一个具有多种功能的电子万年历。

二、要求

1、基本要求

（1）能显示阳历年、月、日、星期、小时、分、秒

（2）显示模块采用LCD液晶显示，要求能用按键调整时间。 （3）能显示阴历月、日，在显示阴历时间时能标明是否为闰年。 （4）具有定时报警功能，能够进行整点和半点语音报时。

2、发挥部分

（1）掉电存储功能，可存储掉电前用户定时设置。

（2）具有日程管理，可以设定指定日期的日程，可以设置日程的提醒时间，并可用语音进行提示。

（3）可以保存30个日程设定，每个日程的提醒采用音乐提醒，至少有5首歌曲进行选择播放，提示音乐具有重复播放功能。

三、评分标准

项 目 设计 系统方案 比较与选择 5 方案描述

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主要内容 分数 报告 理论分析与计算 逻辑控制电路设计 15 日程设定和日期计算方法 电路与程序设计 电路设计 10 程序设计 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 12 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 总分 50 基本 要求 基本实现时间显示，时间调整功能以及时间的语音播报，工艺50 较好 10 15 20 5 50 提 高 完成第（1）项 部分完成第（2）项 （高级完成第（3）项 组要其他 总分 求）

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