济宁市“技能状元”职业技能大赛-移动机器人（世赛选拔项目）技术文件.docx

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1、济宁市“技能状元”职业技能大赛一第一届山东省职业技能大赛济宁市选拔赛暨2023年度职业技工院校学生教师职业技能竞赛移动机器人项目技术工作文件第一届山东省职业技能大赛济宁市选拔赛暨2023年度职业技工院校学生教师职业技能竞赛组委会2023年4月目录1一技术才苗述1（一）项目概要1（二）基本知识与能力要求1（三）竞赛项目5二、试题与评判标准9（一）（样题）9（二）比赛时间及试题具体内容10三、竞赛细则24（一）竞赛流程24（二）裁判员组成和分工25（三）参赛须知29（四）选手的工作内容34（五）工具箱检查规定36四、安全、健康要求36（一）参赛选手必须按照规定穿戴防护装备清单表36（二）选手禁止携

2、带易燃易爆物品清单表37（三）赛场通道38（四）赛场医药配备38（五）环境保护38五、竞赛场地、设施设备等安排39（一）赛场规格要求39（二）场地布局图39（三）基本设施清单40附录一：货架尺寸图43附录二：已知场地尺寸图44一、技术描述（一）项目概要移动机器人赛项是一个以解决方案为导向的综合性项目。随着自动化控制、人工智能等技术领域的快速发展，机器人的性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，产业规模迅速扩大，对从业者的要求也不断提高。需要在短时间内针对特定的问题，通过仔细与客户沟通，获得相关需求、按照流程建立原型样机并展示。因此，该项目的选手需要根据题目的要求，设计、维护、开发不同移动

3、机器人本体及应用，充分挖掘移动机器人潜力。本赛项针对装备制造业转型升级对岗位技能提升的要求，围绕真实工作过程、任务和要求设计竞赛内容，重点考察选手的实际动手能力、规范操作和创新创意水平，检验参赛选手的综合职业能力。通过技能竞赛解决机器人产业迅猛增长与专业人才严重短缺的矛盾，提升机器人技能型人才水平和数量，服务智能制造领域。赛项由“工作组织和管理”、“机器人装调与维护”、“核心性能元素评估”、“综合任务演示”四个模块组成。全面考察选手对移动机器人设计、开发、系统管理与维护等能力。（二）基本知识与能力要求本赛项旨在促进复合型高层次技能人才培养，为移动机器人技术发展提供人才支撑，参赛选手完成本赛项的

4、考核应需具备以下基本知识与能力，见下表：1工作组织和管理15个人（选手）需了解和理解：制造相关的安全工作宏观原则与应用；设备和材料 的用途、使用方法、保养、维护及安全操作守则； 工作环境和安全守则，保持工作环境的场地清洁； 合作开展工作；每个需要计划的任务内容交流（参数）。个人（选手）应能够： 准备及维持安全、整洁以及有效的工作场地； 就相关工作完成准备，并考虑到职业健康与安全因素； 就工作进行安排，确保最高效率及最低程度的妨碍； 考虑并遵照机器人工程技术的相关规章制度； 按照制造商说明资料，选择并安全地使用设备、材料； 符合环境、设备、材料相关的健康安全或更高的相关标准。 整理工作场地并恢复

5、至整洁状态； 参与团队工作，在具体任务中做出贡献； 给出及接收回馈及提供支持。2设计15个人（选手）需了解和理解： 项目设计的原理和应用； 项目规范的本质和格式； 将要进行评价加工项目的基本原理； 如下设计指标（参数）： 元器件、材料和工作流程的选择； 移动机器人系统的设计、装配及试运行； 移动机器人系统的元器件和应用。 机械系统、电气系统、电子系统的设计和装配原理与应用； 生产相关的工作组织、控制与管理原理和方法。个人（选手）应能够：类别内容权重 分析移动机器人的概要或规范，确定所需的性能特性； 根据简要情况或规范，确定或求解不确定问题； 确定移动机器人工作场地的环境特性； 确定达到移动机器

6、人性能所需的硬件需求； 在指定的时间内，完成特定功能物品的制作所需的设计； 完成独立于基本的遥控系统搭建； 开发解决移动机器人任务的策略，包括导航和定位； 根据设计挑战项目完成创新解决方案； 确定并评估关于材料、元器件和设备的选择、采购与制造的可选方案； 参照商业准则的决策记录，以及健康与安全等其他重要因素； 制作工作管理与控制的相关文档； 根据指定的目标、限定的成本以及时间限制，完成阶段性设计。3制造与装配15个人（选手）需了解与理解：机械、电气与电子工程的基本原理；制作与装配的原理；安全制造与操作的原则及实践。个人（选手）应能够： 完成移动机器人的机架部件制作； 移动机器人结构与机械零件的

7、集成； 电子控制电路的集成； 相关的实体（硬件）与软件调节的安装、设定及制作及有效利用； 机械、电气与传感器系统的安装、设定及进行必要的调节； 遥控系统的安装、设定及制作，实现对移动机器人的有效遥控； 确认完成控制任务所需的传感器。.4编程、检测与调试25个人（选手）需了解与理解：制造商的控制软件如何使用标准的行业软件编程；软件程序如何与机械及系统动作进行关联；无线通讯的原理与应用；通过导向与地图构建实现机器人导航；传感器信息融合； 故障排查分析技巧； 进行调节和维修的技巧； 问题解决策略； 发明创新解决方案的原理和技巧。个人（选手）应能够： 对流程和软件运行进行图示化，使用控制程序，自主而有

8、效地控制目标控制统； 使用工业标准编程软件，自主而有效地控制机器人的动作； 使用遥控，有效控制系统； 采用编程方法实现对系统的控制； 通过导向与地图构建功能，实现机器人动作控制； 实施导航策略； 安装与进行传感器的硬件设定调整； 在机器人上安装摄像头，并进行适当的调整； 试运行单个功能以及整体功能； 使用恰当的分析技巧查找并记录故障； 展示基本的IT知识； 快捷地修复或更换元器件。.5性能检查与演示30个体（选手）需了解与理解：对设备与系统进行测试的要求与方法；操作测试运行的要求与方法；使用的技术和方法的范围和限制；创造性思维策略；机器人系统的冗余性能。个人（选手）应能够：根据（与客户协商达成

9、的）操作需求，测试移动机器人的每个部件； 根据（与客户协商达成的）操作需求，测试移动机器人的整体性能； 通过分析、问题求解与微调，对系统中单个零件以及整体系统运行进行优化； 通过最终测试，对系统进行试运行； 根据设定的要求，检查设计流程、制造和装配、运行的每个环节，包括精度、一致性、耗时和成本等项目； 确保设计阶段的每个方面符合行业标准； 定稿并向客户提交文档合集，文档合集应包括所有商务交易所必要的文档； 向客户移交移动机器人以及文档合集，并就提出的问题进行回应。合计100（三）竞赛项目1 .竞赛场地本赛项考核所模拟的是医院环境场景，实际使用内部尺寸为200OnlmX400OnllTl的“病房

10、环境”场地。此场地作为已知参考场地环境，可有不超过30%变化，变化部分由裁判长独立完成修改。未知场地于“综合功能测试任务”竞赛日前一天晚上公布并搭建。竞赛场地将具有多个病房可实现任务等同的特征（如：多个病房布局对称），使得A病房的任务可以等同于B病房任务、或ABC病房任务等同、亦或ABCD病房任务等同等。图1.1己知病房环境竞赛场地2 .竞赛场地元素3 .1管理目标对象在模拟的医院环境场景当中，医疗服务机器人需要对四种目标对象进行交互管理。其中:蓝色药物立方体白色药物立方体有两种（白色和蓝色）65mmX65mmX65mm药物立方体。机器人在进行分配、回收管理时可以同时拥有多个药物立方体，数量没

11、有限制。危险物质立方体/危险物质立方体为黄色65mm65mm65mm的立方体。/位于药房货架或储藏室支架上的危险物质立方体被认为是干净的。,位于病房看台上（病房药i）的危险物质立方体被认为是“受过污染的,关于处理受过污染的危险物质立方体有以下两个规则：1 .机器人在拥有受过污染的危险物质立方体时，不能同时再拥有任何一个（蓝色/白色）药物立方体。2 .机器人完成受过污染的危险物质立方体回收处理后，必须返回消毒区在直径650mm的消毒垫上完成指定的消毒动作（如：旋转不少于540）后，方可再去处理剩余的药物立方体或病床。注：危险物质立方体的处理规则仅限于“综合任务演示”关于病床的管理要求：a）病床不

12、需移动时，依旧留在初始床垫上。b）病床需要移动时，从病床垫获取病床，并将其送到指定的病床垫上。病床的评分标准将基于：1.病床未被确认为移动的目标时是否仍然在初始病床垫上？2.病床被确认为移动的目标时，是否已移动到指定病床垫上？注：病床是否放置到位由病床车轮的位置决定。如果有一个或多个病床车轮完全离开病床垫那么病床将被定义为“离开病床垫如果四个病床车轮都与病床垫接触，那么病床将被定义为“在病床垫上病床2.2工作订单板工作订单板的作用：发布机器人的工作任务。DeliVer为分配管理（配送）任务内容，RetrieVe为回收管理任务内容。确认正在服务的病房加士站确认从药房货架上取回的蓝色药方块的目的地

13、确认从药房皆架上取回的白色立方体的目的地确认从药房顶部货架取回的危险品立方体的目 的地确认需要从初始位到指定位的病床确定需要回收到指定通遒位置的胸床;受污染 的危贬品立方体需要送到危险物质箱/g白药物立方体需要被送回第一和第二刷房货架A“其中:R1-R5为R1-R5病房,NS为护士站。机器人在所有医院网络地点的工作都存在相似之处。然而也有个别医院有不同的工作要求，参赛选手的机器人必须是可以在多种医院环境中工作，并能够适应工作任务的变化：医院：通过工作订单板获取机器人的工作任务。机器人能够实现：a）将白色/蓝色药物立方体/干净的危险物质立方体和病床送到患者病房、护士站b）从病房/护士站取回使用过

14、的白色/蓝色药物立方体，并将其送回第一或第二层药房货架上c）从病房/护士站取回受污染的危险物质立方体，并将其送到危险物质箱d）从患者病房取回病房，并将它们放置在它们被分配的病床垫上2.3药房货架药房货架范例1药房货架范例2药房货架范例3尺寸图如附录一；药房货架摆放类型样本将在比赛日开始时提供给参赛选手。注意:货架摆放类型与范例中摆放类型可能相同或不同在“综合任务演示”模块中增加一个药房货架柜门管理的功能评估；其他模块任 务演示不受该功能限制，柜门处于打开状态。柜门打开/关闭的评判标准：完全打开趋于水平状态；完全关闭柜门不掉落。2.4病房病房布局所有病房中放置立方体的看台（药桩）和病床垫，被放置于每个患者病房中，并参考右侧图示的尺寸放置。（尺寸单位mm）具体的摆放信息将在完整的场地布局中体现。（黑胶带线宽度19mm,偏差1mm）二、试题与评判标准（一）阚（样题）1.模块基本内容模块编号模块名称基本内容A工作组织与管理工作组织和管理方面主要考核参赛选手的基本素质，包括选手在参与比赛过程中对团队工作空间的管理、工作过程中