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第十届全国青年科普创新实验暨作品大赛（芜湖市分赛区）科普实验——未来太空车（中学组）

市赛方案

一、命题背景

新时代十年以来，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。未来太空车会有什么样的外观？会具备哪些功能？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、比赛时间和地点

2024年4月14日（周日）9：00-16：00，于芜湖市第二十八中学（体育馆）举办线下比赛。

三、命题内容

本项目要求学生以“发现问题，分析问题，解决问题，探知未来”为原则，考虑未来太空车可能面临的问题和技术难点，提出具体的解决方案并制作演示模型。鼓励学生将STEM（科学、技术、工程、数学）与创客融合，综合考虑，不仅要有创意，还要动手设计、制作出越障能力较强的未来太空车模型，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。

四、考查目标

考查参赛队伍面对实际情况，发现问题、提出问题和解决问题的能力。

考查参赛队伍创新思维、创造力、团队协作、沟通协调、展示和表达等能力。

考查参赛队伍多学科知识交叉学习和应用的能力。

考查参赛队伍的动手实践的能力。

五、赛事推广

本命题将与各县市区科协、教育行政主管部门、中学、中专、技校等进行对接。同时通过开展宣讲、科技馆官网、微信公众号等方式对赛事进行宣传推广。

六、报名方式

本命题省级初赛报名地址https://kepudasai.cdstm.cn，

以学校为单位集体报名请注册“学校用户”，个人报名请注册“普通用户”。参赛人员按照要求在大赛官网提交参赛信息。作品提交截止时间为2024年4月20日。

七、比赛规则

本命题赛事面向中学生，要求参赛队伍自行设计、制作、调试，完成未来太空车模型（以下称装置或作品）。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，同一指导老师指导的队伍取成绩最好的进入复赛。同一选手只得参加本赛事一个命题比赛并不得跨队参与同一命题比赛。

各相关单位提前进行选拔，择优推荐1-2支队伍参加市级比赛，汇总后填写推荐表（见附件），于 4 月 10日前报送盖章扫描件及文档电子版至指定邮箱（whkjg001@qq.com）。

（一）比赛要求

自行设计、制作、调试，完成未来太空车模型（以下称装置或作品）。

1.赛道

（1）赛道（见图1）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。赛道尺寸如图1所示：赛道宽度40cm；平坦区2长度为100cm，其他各段长度均为40cm；障碍物1和障碍物2的高度均为10cm。如参赛选手选择不攀爬障碍物2，可以把障碍物2换为挡板。

（2）赛道表面(包括出发区、平坦区、障碍物上表面，以及障碍物与平坦区连接的竖直面)粘贴140g/m2的复印纸，障碍物的两侧不粘贴复印纸。纸上标注出发线。

图1初赛赛道立体示意图

2.装置

（1）装置的长、宽、高尺寸不超过25cm25cm25cm（初始尺寸），装置总质量≤400g（包括动力装置）。

（2）装置使用的电动机和电池自备，但应采用以下指定型号。电动机：N20减速电动机，减速比100:1，数量1个（电动机工作参数见表1，尺寸参数见图2）；电池：5号普通碱性电池（圆柱状，单节电池标称电压为1.5V，要求电池上标注AA、LR6、1.5V等信息），最多使用4节。电动机、电池外观可参照图3。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（如不可拆解的齿轮、齿条、轴等）可以自行采购。

减速比	空载电流mA	空载转速rpm	额定转矩g·cm	额定转速

rpm	额定电流

mA	最大转矩g·cm	停转电流mA
100	≤30	150	440	115	≤150	738	300
表1N20减速电动机工作参数

图2 电动机尺寸参数（单位：mm）

图3 电动机、电池外观（供参考）

（3）除了上述指定采购的零部件，装置的其他部件均应由参赛者自行设计、制作。

（4）装置只能使用指定型号和数量的电动机和电池作为动力和能量来源。装置中如果有橡皮筋、弹簧、弹簧片（发条）等作为储能的部件，出发前应处于松弛状态，不可预先储能、不能发生形变，并接受裁判检查确认合格后方能进行比赛。

（5）比赛过程中，装置除了被选手启动之外，不能再受到选手任何控制。

（6）装置应该是整体一起运动，不能有脱离装置的部件出现，不能出现弹射、弹跳动作，即装置必须与地面直接接触。

（7）比赛过程中，装置的着地点应该顺序通过平坦区1、障碍物1、平坦区2。

3.初赛规则

比赛共二轮，以成功爬越障碍物的数量及时间作为比赛成绩判定依据，取最好成绩为最终成绩。具体要求如下。

（1）比赛前，需用检测盒测量装置尺寸、用高精度电子秤测量质量（尺寸至少精确到0.1cm，质量至少精确到0.1g），如尺寸或质量超标，则不能参加比赛。

（2）装置静止在出发区域内，选手打开装置开关后，比赛过程中不可接触装置。在180秒时间内，如果装置整体爬上了障碍物1上表面后，又到达平坦区2，全部着地点在平坦区2上，且装置任意一点首次接触到障碍物2与平坦区2相交的竖直面（需拍照确认），则记录时间T1（单位为秒，精确到0.1秒）。

（3）如果比赛时间（共计180秒）未结束，装置可以继续爬越障碍物2。如果装置整体爬上了障碍物2，全部着地点在障碍物2上表面，且装置任意一点首次接触到障碍物2上的竖直挡板（需拍照确认），则记录时间T2（单位为秒，精确到0.1秒）。如果装置顺利完成上述任务，或选手认为装置不可能爬上障碍物2，可以申请结束比赛，裁判员确定后可以提前结束该轮比赛。

（4）需拍摄装置完赛照片，并标明成功爬越的障碍物和时间；同时需拍摄成功爬越障碍物的完整视频以备查验。

（5）在比赛规定时间内出现以下情况，则该次成绩无效：比赛过程中选手接触装置；装置在行驶过程中驶出比赛区（装置全部着地点不在赛道内）；装置有部件掉落。

（6）记录成功爬越障碍物的时间，本轮比赛结束后所有选手和裁判均需签字确认成绩。

4.加赛规则

市级初赛排名前十名的参赛队伍将参加省赛选拔加赛，比赛规则参照复赛的赛道、比赛规则与计分方式进行，根据加赛结果择优推荐作品晋级省赛。

5.名词定义

（1）着地点：装置与赛道或障碍物接触的点。

（2）爬越成功：如装置在规定时间内全部着地点在平坦区2内，且装置任意一点接触到障碍物2与平坦区2相交的竖直面，算成功爬越障碍物1；如装置在规定时间内全部着地点在障碍物2上表面，且装置任意一点接触到障碍物2上的竖直挡板，算成功爬越障碍物2。

（3）T1：装置从出发区域静止出发，到成功爬越障碍物1的时间,单位为秒(精确到0.1秒)；

T2：装置从出发区域静止出发，到成功爬越障碍物2的时间,单位为秒(精确到0.1秒)。

（4）检测盒：立方体盒子，立方体内部边长为25.2cm（误差范围±0.1cm），缺一个面。

如比赛时有未解释的名词存在疑义，由裁判做出最终解释。

（二）评分规则

在规定时间内成功爬越某一障碍物的前提下，最后成绩按以下公式计算：

得分=4000-20T1-T2

比赛得分精确到0.1。不能成功爬越障碍物2，则T2=0；成功爬越障碍物2，取T1=0。不能爬越障碍物1时成绩为0。

根据成绩从高到低进行排名，如果两队成绩相同，装置质量轻者排名在前。如果成绩、质量均相同，则排名并列。

（三）提交材料

1.作品成绩（包含爬越成功时间T1和T2，单位为秒，以及根据计算公式得出的总成绩）。

2.作品照片。

显示成功爬越障碍物的装置完赛状态照片，要求JPG格式，大小100M以内。

3.提供未剪辑的比赛全过程完整视频（仅限个人自行比赛时提交，视频画面中需显示选手、赛道和作品）。

视频要求3分钟以内，MP4格式，横屏录制,分辨率1920*1080，大小100M以内。

4.参赛承诺和声明。

参赛队伍填写参赛承诺和声明，打印签字后扫描上传，要求PDF格式，大小10M以内（格式附后）。

八、奖项设置

（一）等级奖：按照晋级市赛队伍数量10%、20%、30%和40%设置一、二、三等奖和优秀奖，获奖作品由赛区主办单位颁发证书。

（二）优秀指导教师奖：所有市赛中获得一等奖的优秀队伍的指导老师均可获得优秀指导教师奖。

（三）优秀组织奖：根据媒体宣传情况、参赛作品数量、比赛成绩等因素，设置优秀组织单位。

根据市赛结果择优推荐参加省级复赛。

项目总结报告

1.场景分析

1.1拟解决的相关问题，以及问题提出的调查分析过程(限500字)

1.2对相关文献、产品、应用系统或使用者的调查研究（限1000字）

2.作品方案

2.1作品的主要创意（限500字）

2.2作品设计思路和实现方案（限1000字）

3.主要创新点（作品自主原创内容，包括但不限于作品中原创代码算法、核心技术亮点等，提炼其中1-2项核心技术亮点进行重点分析。限800字）

4.作品实现过程（作品完成过程中的探索经历，包括发现问题、解决问题、迭代更新等过程及案例。限2000字）

5.作品成果（包括外观图片、功能介绍、演示效果等，并提供必要的使用说明。限1000字）

6.作品测试情况（作品技术评测或用户测试情况。限800字）

7.总结与展望（对研究的成果和不足进行总结，对未来的改进和发展进行展望。限500字）

8.团队成员介绍和工作分工说明（限500字）

9.附录

9.1附录1：项目程序代码或图形化编程逻辑

9.2附录2：团队工作讨论记录表

9.3其他附录（可选）

团队工作讨论记录表（可自由增加讨论次数）
第一次讨论：

讨论时间： 年 月 日 点 分至 点 分 参会人数： 人，缺席人数： 人

（一）主要讨论内容

1.

（二）主要决定项（会议达成的主要成果，包括对后续方案的决策等）

1.
下一步工作计划	负责人	时间节点
1.
2.
3.
出席人员签到：	提前约定下次会议时间：
第二次讨论：

讨论时间： 年 月 日 点 分至 点 分 参会人数： 人，缺席人数： 人

（一）主要讨论内容

1.

（二）主要决定项（会议达成的主要成果，包括对后续方案的决策等）

1.
下一步工作计划	负责人	时间节点
1.
2.
3.
出席人员签到：	提前约定下次会议时间：

（请打印签字后扫描）

参赛承诺和声明

本团队承诺参加第十届全国青年科普创新实验暨作品大赛所呈交的作品___________________________________是本团队研究工作取得的研究成果；承诺该作品未获得本大赛往届全国总决赛一、二、三等奖或教育部公布的全国性竞赛活动一、二、三等奖；承诺若本设计方案或作品被查证存在抄袭、侵权、一个作品多次参赛等违规行为，或与以上承诺内容不符，本团队愿意接受取消参赛资格的决定，并承担一切责任。

第十届全国青年科普创新实验暨作品大赛参赛所呈交的作品设计版权归本团队所有，但大赛主办方享有对本团队提交的包括但不限于图片、设计方案等所有信息的无偿的永久的公益性宣传、展出、出版及其他使用权。

第九届全国青年科普创新实验暨作品大赛比赛期间，主办方可拍摄含有我肖像的照片和影像资料，且本人同意主办方对以上全部照片和影像资料享有无偿的永久的公益性宣传、展出、出版及其他使用权。

特此声明。

团队学生签名：

团队学生监护人签名：

学校指导老师签名：

日期： 年 月 日