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3D打印通过逐层叠加原材料的方式，可以实现传统制造业难以解决的个性化、复杂的、高难度的制造难题，是传统制造技术的一次重要革命。而3D打印带来了通过结构设计层面上达到轻量化的可行性，具体来说3D打印通过结构设计层面实现轻量化的主要途径有中空夹层/薄壁加筋结构、镂空点阵结构、一体化结构实现、拓扑优化结构等。而在航空航天、兵器、汽车和建筑等领域，减重一直是永恒的话题，好的轻量化设计策略不仅可以降低对材料的使用要求，节省材料和缩短加工时间，还能提高结构的性能。
为推动轻量化设计和3D打印两项技术的交叉融合，本赛项以3D打印中轻量化设计问题作为赛题。参赛选手需完成满足任务目标的轻量化设计任务，并通过仿真或实验对轻量化结果进行性能验证，保证设计结果的可应用性，提高竞赛选手的设计能力、创新能力和团队协作能力，并为3D打印轻量化设计问题提供有价值的思路。
随着增材制造技术的普及与广泛应用，其已经成为机器人制造与修复的重要手段之一。增材制造所具备的成品速度快、个性化程度高、构件精准多样、小批量制造费用低等特点也为机器人赋予了新的创新性。
参赛团队根据以上特点进行作品的设计与制作，并根据提供的硬件材料（串口舵机等，不提供结构件）及机械臂的设计参数，自主设计、打印及安装符合规则要求的机械臂。使该机械臂符合规则要求，并能够执行一定的任务。该机械臂使用指定的原材料进行增材制造以保证材料性能统一。
根据组委会安排，另行通知。
(1)参赛（机械臂）道具要求
1、采用大赛规定的机械臂硬件（电路板、舵机等）进行比赛。
2、参赛队伍需自主设计赛道规定尺寸及轴数的机械臂，采用本大赛规定材料完成的3d打印零部件，并组装完整机械臂，机械臂最多5个自由度，不超过规定尺寸，且该机械臂须完全适配比赛现场设置的机械臂安装座。
3、完成大赛规定机械臂搬运任务，机械臂夹取A区赛前抽签得到的相应颜色的砝码载具（内含砝码），越过中间高度为120mm的隔板，再通过视觉识别B区不同颜色的放置点，然后机械臂将砝码载具放置于对应颜色的放置点。完成搬运后机械臂回到初始状态，则本次比赛完成。机械臂搬运动作可以采用赛事委员会推荐参考动作，也可以自行编程，搬用动作采用机械臂在线运行模式。
4、砝码载具由主办方提供，外形尺寸：50*50*80mm，与参赛部件材料相同，颜色有红、绿、蓝三种颜色。
(2)比赛场景综述
1、比赛平台由主办方提供，比赛平台参数见如上图。
2、场地尺寸：4m*5m。
3、场地中间放置一张比赛用桌，尺寸为：1.8m*0.9m，其上配置一标准的机械臂安装座和1个含2个以上三相插孔的电源。
4、场地边缘设2张工作用桌，尺寸为：1.2m*0.6m，并配置1个含2个以上三相插孔的电源。
5、场地周围设1m左右高度的围挡，并留进出口。
6、比赛用载具尺寸为外径70mm，高度120mm，壁厚2mm的圆柱体，外部有高度为0.5mm的防滑纹。
7、隔板，尺寸为：390*120mm，材质：亚克力。
8、场地灯光亮度达到比赛要求，以现场情况为准。
（3）比赛流程
1、检录
参赛队伍统一通过抽签进行编号，参赛队按照公布的比赛编号进行排序竞赛，竞赛前 30分钟到达赛项指定地点集合并接受检录。
2、进场
竞赛队伍等候裁判的进场指令，参赛队员按照公布的编号携带竞赛设备进入赛场，进行设备安装调试，裁判下一轮指令。未进场的竞赛队伍或选手视为主动放弃比赛资格，竞赛期间其他参赛队不得随意进出赛场。
3、比赛进行
比赛前由工作人员监督对各队参赛作品称重和随机抽取载具颜色，比赛共3轮，每轮比赛时间10分钟，以得分最高的计分。
（1）选手将参赛机械臂安装在组委会提供的机械臂底座上，并完成调试。
（2）机臂完成准备动作后，选手自行添加砝码。
（3）机械臂从A点进行载具搬运砝码，越过中间隔板，放置于B区对应颜色放置点，视为完成1次任务。
（4）机械臂抓取对应颜色的砝码载具从A区搬运至B区期间，机械臂及砝码载具没有和比赛平台（含隔板）接触视为有效动作，否则视为成绩无效。
（5）每组参赛选手可以按每次最低增加5g的梯度增加砝码重量，选手可以抓举3次，砝码重量由选手自行决定，选取最好成绩为最终成绩。
（6）在试举过程中3d打印零部件发生断裂，则本次举重视为无效。如果第一次举重时发生零部件发生断裂，则本环节无成绩。
4、成绩称重
（1）完成有效动作后，裁判统计载具中砝码总重量。
（2）整个比赛过程全程录像，选手对成绩无异议，需进行签字确认。
比赛实际使用公式以赛事委员会公布为准。计分规则如下：
|
序号 |
任务 |
说明 |
分值 |
备注 |
|
1 |
称重 |
参赛机械臂称总重 |
|
此处仅统计机械臂重量 |
|
2 |
启动 |
机械臂成功启动并产生动作 |
1 |
此处只要机械臂移动即得分 |
|
3 |
抓取 |
机械臂第一次试举成功抓取砝码载具 |
3 |
此处砝码载具成功离地且未发生掉落、碰撞等情况 |
|
4 |
越障 |
机械臂第一次试举成功抓取砝码载具并越过中间隔板 |
6 |
此处砝码载具成功离地且未发生掉落、碰撞等情况 |
|
5 |
放置 |
机械臂第一次试举成功将载具放置于对应颜色的放置区域内 |
20 |
|
|
6 |
计重 |
机械臂第一次试举成功后统计载具中砝码重量 |
|
此处仅统计砝码重量 |
|
7 |
后续试举 |
此处仅统计后续2次试举砝码最大重量 |
|
若后续试举均未成功，按第一次试举重量计分 |
|
8 |
比值 |
成功试举砝码最大重量与参赛机械臂总重量的比值 |
50 |
|
|
9 |
创意分 |
机械臂3D设计创意 |
10 |
|
|
拓扑优化设计方案 |
10 |
|||
|
总分 |
100 |
|
||
（一）机械臂3D设计创意（满分10分）：
因机械臂由学生自主设计并打印的3D打印部件拼搭，对于性能、外观等有创意部分均可得分，创意分由现场裁判给出，取平均。
（二）作品拓扑优化设计方案（满分10分）：
A.是否有良好的仿真模拟（提供仿真结果）；B.是否有制造方向考虑；C.是否进行合理设计优化；
有A：5分；
有B:3分；
有C：2分；
无优化：0分；
以上得分点累加之和即为该项得分。
（一）赛题负责人
林老师，电话：18694999139
陈老师，电话：18936233133
赛项QQ群：712071369
（二）国赛组委会
国赛组委会邮箱：lican@digix.org.cn
参赛学生交流QQ1群：695491030（此群已满）
参赛学生交流QQ2群：635906376（此群已满）
参赛学生交流QQ3群：178801349
赛氪网技术支持：温老师，电话&微信：17643826168；QQ：1095691517
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