2022年北京市青少年未来工程师竞赛竞赛项目及规则

一、竞赛题目规则说明
北京市青少年未来工程师博览与竞赛活动是一项综合运用科学、技术、工程与数学知识的创新活动。命题设计本着简单、适用范围广和低成本原则，便于参加者在生活中找到适宜的材料为使竞赛具有延续性和知识经验积累，竞赛组委会提供常规命题若干。区级挑战赛的竞赛题目与市级决赛题目基本一致，可在具体细节和竞赛难度上有所差异。鼓励适当增设具有地方特色的竞赛项目。竞赛项目中的“航天器探月归来”、“木梁承重”和“排雷机器人”三个项目，其参赛对象分别为小学生、初中生和高中生，允许低年级学生参加高年级组项目。“创意环保乐队”、“绿色节能型场馆”项目，所有小学生初中生和高中生均可参加。获奖成绩计入团体总分。
本文系对区级挑战赛及北京市决赛的题目说明，区级竞赛组织者可在本文基础上加入新的竞赛命题，体现地方特色，丰富竞赛内容。
为鼓励北京市决赛的参加者展示其实战能力，组委会在竞赛中为参赛选手设有“即席发挥”环节。“航天器探月归来”“木梁承重”“排雷机器人”三个项目中的前三名、“创意环保乐队”及“绿色节能型场馆”的所有参赛选手均须进行答辩。答辩内容为其设计思路及实验过程。答辩不及格，将取消比赛成绩。市级竞赛参加者必须在报到时提交实施报告打印稿，未提交参赛项目实施报告者，无参赛资格。经裁判委员会判定参赛项目实施报告撰写成绩不及格者，竞赛成绩无效。组委会保留对市级决赛题目做现场调整的权力，并拥有对竞赛规则的解释权。
二、竞赛项目描述格式
每个项目说明均由以下几个部分组成:
适用学段
项目描述
项目规则各地在制定地区挑战赛规程时，可根据具体情况作适当调整
三、竞赛项目详细说明
（一）航天器探月归来
1、适用学段:
小学各年级，每个项目组最多由2名参赛选手组成。
2、项目描述:
各队在赛前制作航天器和火箭参赛。航天器在火箭带动下升空，在空中航天器要能与火箭自动分离，然后独自飞行落地。
3、项目规则
（1）选手在裁判点名到航天器起飞之间有1分钟准备时间，1分钟后不能起飞者，取消该轮比赛资格。
（2）比赛顺序按抽签确定，进行3轮比赛，每队每轮有1次飞行机会，取最好成绩，按得分多少确定名次
（3）航天器与火箭成功发射得 10 分(火箭发射后完全脱离发射架且底部高度超过发射架视为发射成功)发射后分离成功得 10 分。
（4）航天器留空时间是从航天器脱离发射架起至航天器落地为止之间的时间。从航天器脱离发射架开始计C4时，至航天器落地终止计时。每秒1分，精确到小数点之后两位。如时间为 10.89 秒，则计 10.89 分。该项最高得分为30分。
（5）火箭的发射动力只能由一个橡皮圈提供，不得使用其它动力。橡皮圈由大会统一提供。XX
（6）“火箭”的形状、尺寸、重量和材料均不限，必须保证飞行安全，不得有对现场人员和器物造成伤害或损坏的可能。
（7）发射架由参赛选手自备，最大高度不得大于1.2米。
（8）发射架控制人员要在距离发射架基摩2 米以外的地方操控发射。
（9）比赛场地为一个标准室内篮球场(比赛场地如图所示)，发射点可在半径为 6 的圆边线上的任何位置，由学生自己决定。
（10）航天器落地点以机头或返回舱的顶点为测量点，出现压线情况时，取内圈，即取大分值。
（11）航天器的形状、大小和材料均不限，但不得安装任何动力，也不可使用轻于空气的气体飘浮。航天器与火箭分离后的飞行重量不得小于1克。每次只可发射一个航天器。
（12） 参赛选手可配戴自己制作的“头盔”，并身着银色背心。衣帽上可装饰自己设计的图案和标记，并自己设计一个发射程序和口令，也可配音乐、灯光《各队自备)等。
（13） 发射过程的表演必须在2分钟内完成。服装、头益的设计和制作以及发射过程的设计和表演，由评秀综合打分，最高可得10分。成绩记入总分内。此表演只在第一轮进行，后两轮从简。
（14）竞赛成绩=发射得分(10分)+分离得分(10分)+留空得分(最高30分)落地得(最高30分)发射表演得分(最高 10分)
（15） 参赛者必须提交实验报告，如实验报告得分不及格(最高 20分)，将取消比赛资格。成绩优胜者需进行答辩，如答辩不及格(最高10分)，将取消比赛成绩。
（二）木梁承重
1、适用学段
初中各年级(小学可挑战)，每个参赛队最多由2名参赛选手组成。
2、项目描述
用组委会提供的材料，现场设计和制作木梁，并对木梁进行承重测试，有效承重与木梁自重之比越大越好。
3、项目规则
比赛分二阶段进行，第一阶段为木梁制作，第二阶段为承重测试。两个阶段至少相隔 12 小时。
A、木梁
（1）必须使用大会提供的木材进行制作。材料为航模用的桐木或松木板和条材，板材的规格是:长度C1600m，宽度55m，厚度14。条材的规格是:截面3X33X10长度60。具体材料规格和数量在比赛时公布，但均在上述范围之内。
(2)组委会提供有限的合剂如 502、AB 环胶等，不得自带任何合剂。合剂的具体规格和数量在比赛前公布。为保证才队员的安全，各队需自备防护镜。
(3)木梁可以是任何形状，但其长度必须大于 50cm，宽度不得超过 8cm，高度不能超过30 m。在木梁中心的上方必须有一个不小于5cmX5cm 的平台，用于测试时架设承重装置。如果尺寸不符则不能进行测试:
(4)木梁完成后的重量(包括粘接剂)不得大于0.06 kg (60克)，超重量的木梁不得进行承重测试
(5)在承重测试阶段不能进行修理，如为减轻其重量而拿掉一些材料都视为犯规，将取消该木梁的测试资格:
(6)每队可以最多制作3个木梁
B、测试台
(1)由测试横梁、加载砝码平台和底座构成，具体样式见附图。
(2)测试台有两个等高的水平测试横梁，内侧相距 50cm。测试横梁的上面放置待测试的木梁。测试横梁固定在测试台底座上。
(3)加载砝码平台的总重量为 10kg加载砝码为杠铃片。
C、制作
（1）工具自备，要使用安全性能好的刀具，可以使用自制的工具，但不能使用电动工具:所带工具由交组委会检查后方可进入制作场地使用。参赛队员进入赛场不得携带其他与竞赛相关物品(除图纸外)。
(2)大会提供统一的操作板，操作板采用细木工板，尺寸为:40cmX60cm。
(3)木梁制作过程中，可随时对木材或木梁进行称重，赛场上备有电子称
(4)木梁制作过程中，如有问题可随时询问裁判，禁止和教练对话。
(5)时间为4小时，一旦时间到，参赛者必须停止制作，等待裁判对木梁进行编号验收。
(6)制作结束，所有木梁由裁判编号封存，
(7)如发现不安全的情况，裁判有权加以制止。
D.承重测试
（1）首先由裁判对被测木梁进行称重并用记号笔标注。如果木梁超重，则取消该木梁的测试资格:
(2)比赛以30kg 为起始重量，含测试装置的重量 (10kg)。由裁判叫码加，每次叫码比前次提升 5kg。
(3)每队有三次应叫参加测试的机会，由参赛者选择木梁的应叫重量参加测试，以三次测试中最高成绩作为最终得分。
(4)由参赛者将木梁放上测试台的横梁上，调整好位置后示意裁判可以加载，裁判撤去对砝码的支撑，同
时开始计时。
(5) 木梁承重时间为 20 秒，20 秒后木梁没有损坏则本次测试有效。如果在 20 秒内木梁发生损坏，则本次测试成绩为零。
(6)应测木梁的得分为:     得分=木梁本身重量\加载重量（kg）
(7）在测试阶段，木梁统一由裁判保管，参赛只有在进行测试时才可领取被测的木梁。测试完毕，不管木梁是否完好，必须交回，由裁判保管。直至全部测试结束才可取回木梁。
(8)参赛者必须提交实验报告，如实验报告得分不及格(最高 20 分)，将取消比赛资格。成绩优胜者需进行答辩，如答辩不及格(最高10分)，将取消比赛成绩。
(三)排雷机器人
1、适用学段
高中、初中、小学各年级参赛队员:每支参赛队最多由两名参赛选手组成
2、项目描述
比赛的意图是参赛选手操纵机器人，在己方场地内将6个红色柱形雷(直径50mm高度50mm用PVC 塑料管制成两端封口的圆柱)推入黄色区域内 (压线算内，推入即算完成)，并穿过通道行驶2圈，再从己方斜坡上赛台。将赛台边缘的8 个球形雷(用直径大于 60mm 的气球)引爆后，争赛台中间的5个金色柱形雷(直径50mm高度50mm用PVC塑料管制成两端封口的圆柱)推入己方赛台上的任意雷坑内(雷坑直径为70mm)。按选手最后得分判定胜负。每轮比赛时间限定2分钟
3、项目规则
A.机器人
(1)每个参赛的机器人可以是无线电遥控机器人、自动机器人、遥控自动机器人，但不得使用有线控制机器人
(2)机器人展开伸长的总长度不超过320mm。
(3) 机器人只限用一组电池，这组电池可用酸性、碱性、镍、镍氢或鲤电池。这个电池组的总重量(包括包装、导线、插接件在内)不得超过52克。
(4)每个参赛的遥控机器人需预留备用频率。
B.比赛场地
采用一套标准乒乓球台搭建，台面距地面200mm高，在乒乓球台中间安装两个高度为200mm(内高为190mm)宽度为260mm相互隔开的地下通道，在两个通道上面分别开两个直径为 70mm的雷坑。金色柱形雷放在边长100mm，高50mm的正方形平台上，金色柱形雷周围有一个高10mm，直径75mm的圆形围栏(材料为PVC 塑料管)。在乒乓球台四周有从台面向外1m 宽的跑道一圈。在球台两端的中间各有一个宽200mm，长500mm 的斜面。(见示意图)。
C.竞赛
比赛采用淘汰制，每轮比赛前进行抽签分组。首轮被淘汰的队伍可再分组抽签进行复活赛，获胜队伍将进入下一轮。点名后每个机器人在自己的起跑线后准备出发，裁判点名三次不到场取消本轮比赛资格。裁判员约在点名后 30 秒发出比赛开始指令。操纵机器人的运动员不可以进入跑道内。比赛开始后选手不得触及机器人，否则取消本轮比赛资格。选手在完成全部任务后可向裁判示意，在征得同意后可提前结束己方比赛
D.评分标准
(1)参赛选手操纵机器人，必须将已方场地内的6个红色柱形雷推入黄色区域内，并穿过通道行驶2圈，方可从已方斜坡上赛台。每将一个红色柱形雷推入黄色区域内得5分。
(2)上台后每引爆己方场地内的一个球形雷得 10分。(已方场地内的8个球形雷，只要被引爆，就算己方
得分。)
(3)将己方全部球形雷引爆后，方可进行5 个金色柱形雷的争夺，每个金色柱形雷 20 分(如已方球形雷没有全部引爆，而触动金色柱形雷或越过中线则取消本轮比赛资格。) 将金色柱形雷放入已方的任意雷坑内，可得20分。如放入对方雷坑内，则对方加20分
(4)如金色柱形雷没能被放入任意一方的坑内，则首先完成引爆己方8 个球形的一方为胜。如在2分钟到时后，双方都没完成8 个球形雷的全部引爆，则引爆球形雷数目较多一方为胜。
(5)如在比赛中出现平分的情况，则加赛一场。双方机器人在斜坡下准备出发，裁判宣布开始后迅速上台，首先把己方的8 个球形雷引爆的一方为胜。如在 2分钟到时后，双方都没完成8个球形的全部引爆，则引爆球形雷数目较多一方为胜。如果双方一个球形雷都没引堡，则双方都被淘汰。
(6)参赛者必须提交实验报告，如实验报告得分不及格(最高 20 分)，将取消比赛资格。成绩优胜者需进行答辩，如答辩不及格(最高 10 分)，将取消比赛成绩。
E、相关补充:
(1)每个参赛组成员为两人，本组开始比赛后不得更换或增加人员。
(2)本次比赛采用扑克牌方式抽签对阵顺序，比赛采用“扔币’方式选择对阵场地及在遥控频率冲突时决定哪一方先换机器人。
(3)每次比赛以裁判员的哨声开始、结束。
(4)半决赛如遇奇数队情况，以循环赛方式进行比赛。
(5)以机器人比赛场地上中心线做延长线至跑道外，比赛时参赛人员只能在本方区城内行动。
(6)比赛时五个金雷全部进洞本场比赛即为结束，每场比赛时长不多于两分钟。
(7)检录处设有标尺及天秤，供各参赛队对本队参赛机器人及设备进行自检，在所有场次的比赛中裁判员拥
有对各队参赛机器人抽检的权力。
(8)本次比赛设有参赛设备管理处，赛前各参赛队需将全部与参赛相关的设备、器材(含:备用设备)。比赛前二十分钟至比赛结束，各参赛队需将参赛设备送至设备管理处统一管理。如有违规行为，一经查实取消参赛选手比赛成绩，并在大会通报批评。
(9)在全部比赛过程中所有参赛人员、赛事工作人员、观赛人员应自觉关团可能影响比赛的无线发射设备(包括:备用遥控发射机、手机及其它无线通讯设备)，共同营造良好的比赛环境。如有违规行为，一经查实取消行为人所属参赛队的比赛资格，并在大会通报批评。
(四)创意环保乐队
1、适用学段
小学、初中、高中各年级，不分 年级组别，每个项目组最多由5名参赛选手组成
2、项目描述
为了培养青少年的创新意识，鼓励采用新材料、新构造和新的发声方法，制成乐器，能演奏乐曲，并组成乐队。通过新的创意，使技术与艺术相结合。让青少年获得多学科的实践能力。提倡利用废旧物品和生活中容易得到的材料，制造参赛乐器，以提高青少年学生的节约和环境保护意识。
3、规则要求:
要求学生自己设计制作乐器，组成乐队，并能演奏;
①要求学生自己设计制作乐器，组成乐队，并能演泰:
②参赛乐队的乐器必须是作者(或小组)制作完成的:
③作品要有必要的理念介绍和创作说明;
④参赛队必须有3种以上不同的发声方式
⑤参赛队至少有1件乐器，可以独立演奏旋律:
⑥展示时不得加入声乐的表演。
成绩的考核，以材料的利用、创意设计和音乐效果等为主要评价指标。
4、评分依据
参赛作品成绩总分为100分。其中:
①环境保护材料的巧妙利用25分
②设计的新颖性，制作的精巧性 25 分
③音阶的准确性,演奏的精彩性25分
④节目策划创意设计与展示5分
⑤乐器制作的难度5分
⑥现场答辩15分
(五)绿色节能型场馆
1、适用学段:
小学、初中、高中各年级，可自由组队，不分年级组别，每个项目组最多由3名参赛选手组成
2、项目描述:
为了培养青少年的创新意识，节约能源，利用清洁能源概念。鼓励采用新材料、新结构和新的建筑设计方法，制成模型。通过学习设计，体现绿色、科学、人文理念。使青少年获得综合运用多学科知识的实践能力。提倡利用废旧物品和生活中容易得到的材料，制造参赛模型，以提高青少年的节药能源和环境保护意识。
3、规则要求
设计一座绿色节能型多用途场馆。
①参赛作品必须是作者自己设计、制作完成的:
②场馆必须具备多种用途;
③作品要有建筑设计制作说明和必要的图纸
④要求制成立体模型，模型底座尺寸为:30X60 厘米。以节约和新能源利用、工程设计和科学实用等为主要评价指标
4、评分依据:
参赛作品成绩总分为100分。其中;
①能源利用的科学性;25分
②建筑设计的新颖性;25分
③工艺制作的精巧性:15分
④设计方案的可行性;15分
⑤场馆制作难度5分
⑥现场答辩:15分