第十一届全国青年科普创新实验暨作品大赛

科普实验——未来太空车(中学组)决赛命题规则

一、命题背景

新时代以来,我国在探月探火方面取得重大成果,月球车、火星车等太空车备受世人瞩目。未来,我国还将实施载人月球探测、火星取样返回等重大航天工程,太空车将会得到进一步发展。未来太空车会具备哪些功能?能完成哪些任务?欢迎从多学科和跨学科的角度出发,参与我们的挑战任务,点燃太空探索的热情!

二、命题内容

本项目以"发现问题,分析问题,解决问题,探知未来"为原则,探索未来太空车可能面临的问题挑战和技术难点,提出具体的解决方案并制作模型。鼓励学生将STEM(科学、技术、工程、数学)与创客融合,综合考虑命题需求,不仅要有创意,还要动手设计、制作出越障能力较强的太空车模型,要求能够爬越不同高度、不同类型的障碍物,并模拟某些科学探究任务返回出发点。

三、考查目标

发现问题与解决问题 创新思维与团队协作 多学科交叉应用 动手实践能力 沟通协调能力 面对实际情况的能力 创造性思维与合作 跨学科知识整合 实际操作与制作 团队交流与配合

考查目标框图

核心考查能力:

四、比赛规则

本项目面向中学组开展,每支参赛队伍由2名参赛选手和1-2名学校指导老师组成,参赛选手和学校指导老师须与复赛一致。同一选手不得跨队参与同一命题比赛。同一位学校指导老师若指导多支队伍参赛,最多不超过2支队伍入围决赛。如有赛区承办单位老师参与指导,可增加1名赛区指导老师,每位赛区指导老师最多指导2支队伍。

(一)比赛场地

决赛赛道立体示意图

图1 决赛赛道立体示意图

赛道关键参数:

螺母放置区示意图

图2 螺母放置区示意图

螺母放置区规格:

(二)装置及材料要求

装置基本要求:

电动机尺寸参数

图3 电动机尺寸参数(供参考,单位:mm)

电动机、电池外观、强力磁铁片

图4 电动机、电池外观、强力磁铁片(供参考)

表1 N20减速电动机工作参数(供参考)
减速比 额定转矩 g cm 额定转速 rpm 额定电流 mA 最大转矩 g cm 额定电压 V
100 约440 约115 ≤150 约738 6

组委会提供的材料与工具:

禁止事项:

(三)装配及功能要求

关键装配规则:

  1. 所有零件以散件形式入场
  2. 必须在比赛现场制作
  3. 不得使用明火或有毒有害物质
  4. 必须显示组委会提供部件的特殊标识
  5. 装置必须整体运动,禁止弹射或弹跳动作

(四)装置任务

出发区静止出发 越过障碍物1 到达障碍物2 收集螺母 自动返回 越过障碍物1 返回出发线

装置任务流程图

核心任务流程:

  1. 从出发区出发,顺序通过平坦区1、障碍物1、平坦区2,到达障碍物2
  2. 触发红外检测带开始计时
  3. 收集螺母(模拟矿物采集)
  4. 自动返回,顺序通过障碍物2、平坦区2、障碍物1、平坦区1
  5. 最终通过出发线(模拟返回)

(五)比赛流程

1. 裁判检查材料工具 2. 选手抽签确定方案 3. 150分钟制作时间 4. 装置封存 5. 申报障碍物高度 6. 检查装置标识 7. 称重和尺寸检查 8. 摆放螺母 9. 120秒比赛时间 三次测试机会

比赛流程图(已修正)

关键时间节点:

重要注意事项:

(六)成绩评定

评分公式:

得分 = 前进阶段得分 + 返回阶段得分 + 带回螺母得分 + 附加任务得分

表3 装置完成任务情况得分
任务 任务描述 得分
前进阶段 装置从出发区静止出发,全部投影点通过障碍物1平台,且至少有一个着地点到达平坦区2。 20
装置任一点触及到障碍物2的平台。 30
装置全部投影点同时在障碍物2上表面。 50
返回阶段 装置由障碍物2上表面自动返回,且至少有一个着地点到达平坦区2。 20
装置在平坦区2上返回时,任一点触及到障碍物1的平台。 20
装置全部投影点通过出发线。 20
带回螺母 装置从障碍物2上吸附螺母后返回至出发区,由裁判员观察并记录吸附的螺母数量M。(M在0-6之间) 10M
附加任务 障碍物1的高度为10+5N(N为自然数,在0-4之间)。前进阶段,装置全部投影点通过障碍物1平台,且至少有一个着地点到达平坦区2。 3N
返回阶段,装置全部投影点通过障碍物1平台,且至少有一个着地点到达平坦区1。 2N

排名规则:

  1. 取三轮比赛中最高得分作为最终成绩
  2. 得分相同:装置质量小者排名在前(向上取整克数)
  3. 得分和质量均相同:前进用时少者排名在前

取消资格的情况:

五、其他要求

参赛队伍要求:

作品原创性承诺:

参赛队伍须承诺作品为团队原创研究成果,承诺若作品被查证存在"代考"、"买成果"、家长或商业机构代劳、抄袭、侵权、一个作品多次参赛等造假或违规行为,参赛队伍承担一切责任。