第十一届全国青年科普创新实验暨作品大赛

未来太空车(中学组)

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

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。

命题内容

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。

考查目标

  • 发现问题、提出问题和解决问题的能力
  • 创新思维、团队协作、沟通协调等能力
  • 多学科知识交叉学习和应用的能力
  • 动手实践的能力

参赛队伍要求

本命题面向中学组开展,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。同一选手不得跨队参与同一命题比赛。赛程分初赛、复赛、决赛三个阶段。

比赛规则

比赛分为初赛、复赛和决赛三个阶段,以下是初赛和复赛的主要规则。

初赛要求

1. 赛道

赛道包括出发区、平坦区1、障碍物1、平坦区2、障碍物2五部分,模拟月球或火星的地形地貌。

  • 赛道宽度40cm
  • 平坦区2长度为80cm,其他各段长度均为40cm
  • 障碍物1和障碍物2的高度均为10cm
  • 赛道末端设有竖直挡板,基于障碍物2上表面高40cm
  • 赛道表面粘贴140g/m²的复印纸,纸上标注出发线

2. 装置要求

  • 初始尺寸不超过长、宽、高为25cm×25cm×25cm的空间大小
  • 装置总质量≤500g(包括动力装置)
  • 电动机:N20减速电动机,减速比100:1,数量1个
  • 电池:5号碱性电池,最多使用4节
  • 电子元件(只能是导线、开关、电池底座)及涉及运动的机械零件可以自行采购
  • 其他部件均应由选手自行设计、制作
  • 比赛过程中,装置除了出发时被选手启动之外,不能再受到选手任何控制
  • 允许装置变形,但必须整体一起运动,不能出现弹射、弹跳动作

3. 比赛规则

  • 比赛共三轮,每轮比赛时间为120秒
  • 取最好成绩为最终成绩
  • 每轮比赛前须检测装置尺寸和质量,如超标则取消本轮比赛资格
  • 前进阶段:装置须顺序经过平坦区1、障碍物1、平坦区2,到达障碍物2上表面
  • 返回阶段:装置自动返回,须顺序经过障碍物2上表面、平坦区2、障碍物1、平坦区1
  • 比赛过程中选手不可接触装置
  • 每轮比赛须拍摄完整视频和完赛照片

4. 评分规则

得分 = 前进阶段得分 + 返回阶段得分

阶段 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分
装置任一点触及到障碍物2的平台 30分
装置全部投影点同时在障碍物2上表面 50分
返回阶段 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分
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 30分
装置全部投影点通过出发线 20分
装置全部投影点通过障碍物1的平台,且至少有一个着地点到达平坦区1 30分

5. 提交材料

  • 作品成绩(包含完成任务情况以及根据计算公式得出的总成绩、作品质量)
  • 作品照片(JPG格式,大小100MB以内)
  • 比赛全过程完整视频(MP4格式,3分钟以内,横屏录制,分辨率1920x1080)
  • 参赛承诺(PDF格式,大小10MB以内)

赛道与装置规格

了解比赛赛道设计和太空车装置的具体要求

初赛赛道设计

  • 赛道宽度40cm
  • 平坦区2长度80cm,其他各段长度40cm
  • 障碍物1和障碍物2高度10cm
  • 赛道末端设有竖直挡板,高40cm
  • 赛道表面粘贴140g/m²的复印纸

太空车装置要求

  • 初始尺寸≤25cm×25cm×25cm
  • 总质量≤500g(包括动力装置)
  • 电动机:N20减速电动机,减速比100:1
  • 电池:5号碱性电池,最多4节
  • 其他部件需自行设计制作

电动机规格参数

N20减速电动机的工作参数和尺寸规格

工作参数

参数 数值
减速比 100
额定转矩 约440 g·cm
额定转速 约115 rpm
额定电流 ≤150 mA
最大转矩 约738 g·cm

尺寸参数

电动机尺寸参数图

(单位:mm)

决赛信息

决赛安排

决赛队伍参赛选手和学校指导老师须与初赛、复赛一致。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。

决赛比赛规则拟于决赛前一个月公布,详见大赛官网。决赛由大赛组委会组织,决赛制作使用的电动机、电池和部分零件由组委会提供。

参赛承诺

参赛队伍须承诺作品为团队原创研究成果,大赛主办方享有其提交作品的无偿的永久的公益性宣传、展出、出版及其他形式的使用权。

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。