中国大学生机械工程创新创意大赛

机械创意赛道

大赛动态：

2022年中国大学生机械工程创新创意大赛机械创意赛道

（第十一届机械产品数字化设计大赛）


创新人才的培养是当今社会对高等学校的迫切要求，也是高校义不容辞的职责。为了进一步引导大学生对数字样机技术的理解与应用能力，培养其创新设计能力、综合设计能力和团队精神，吸引鼓励更多的学生参加学科竞赛、扩大赛事受益面，中国大学生机械工程创新创意大赛组委会决定举办机械创意赛道比赛。机械创意赛道目的在于培养学生的创新设计意识、综合设计能力与团队协作精神；加强学生设计能力培养和工程实践训练，提高学生针对实际需求，通过创新思维进行机械设计的工作能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。 2022年中国大学生机械工程创新创意大赛机械创意赛道赛事由中国机械工程学会主办，由武昌首义学院、欧特克软件（中国）有限公司承办。为保证大赛的顺利开展，大赛的组织、评审与宣传等工作由赛道执行委员会（以下简称执委会）负责，日常工作由大赛工作办公室承担。

竞赛流程

第一阶段：赛项启动（2022年4月） 

2022年4月发布关于2022中国大学生机械工程创新创意大赛机械创意赛道的通知，并组织召开线上说明会。 

第二阶段：作品征集（2022年4月—8月） 

各学校在2022年5月15日前完成校内推荐选拔，2022年5月15日前按有关通知要求报送选拔结果至执委会工作人员邮箱（m18995637955@163.com）。报名表样式见附件2，提交时请在文件名上注明学校名称。 各学校提交参赛作品所有材料，截止时间为2022年8月15日。

 第三阶段：作品初评（2022年8月—9月） 

执委会将进行作品初评，并在2022年9月25日前公布参加全国决赛的参赛队名单。 

第四阶段：全国决赛（2022年11月） 

全国决赛暂定2022年11月举行，决赛采用线上+线下的形式进行，如有变化将提前通知。

竞赛组别

机械创意赛道设置以下竞赛组别：

1.本科赛项（设机械类和非机械类二个类别）。

2.高职高专赛项。

竞赛主题及要求

（一） 本科赛项

1. 比赛主题 

本科赛项比赛主题为“水果采摘”。内容为：各类水果采摘小型机械，或采摘机器。设计内容可以是整体式水果采摘设备；可以是整台设备中的采摘主体部件（采摘机器人）。 

选题背景：各类水果是广大人民群众重要的日常生活消费品。在水果产销全链条中，采摘是关键环节。许多市场需求旺，大面积大量种植的各水果种类，现在仍采用人工采摘方式，效率低、损耗大是存在的主要问题。亟待有针对性地设计、使用水果专用采摘设备，起到采摘过程中的提效降损作用。 

内容说明：参赛学生通过调研，针对各类对象的特点自行提出设计需求，明确设计功能目标，完成一种水果采摘小型机械，或采摘机器人设计。 

2. 设计要求 

本科赛项设机械类和非机械类二个类别。机械类作品设计方案应满足以下要求a-d项；非机械类别设计方案应满足以下要求的a-e项。

内容

要求

a.专用
属性

面向市场需求旺，大面积大量种植、人工采摘效率低的各水果种类，设计针对其中某一种水果的专用采摘设备。

b.功能
实现

（1）设备的采摘机构具有相对采摘对象物的定位、摘取、脱离枝干、回收的动作。
（2）“一准确、三可靠、无损害”原则——要求定位准确、抓取可靠且不得伤及果子、脱离枝干可靠且不对果树造成损伤、回收可靠无强烈刚性碰撞。
（3）功能齐全、动作准确、采摘可靠，具有较高的工作效率。

c.机器
类型

（1）限于小型设备。
（2）可以是整体式设备，具有行走、机架固定、各轴移动（旋转）、采摘、回收功能。设备在果园内穿行时，须满足安全条件（含：人员安全、不损坏果木等）。
（3）可以是整台设备中的采摘主体部件（采摘机器人）。

d.创新
要素

（1）与同类采摘原理机械的比较，在运动原理、机构设计方面有创新；
（2）与同类采摘原理机械的比较，在材料选取、结构设计方面有创新。

e.市场适应性

（1）为提升大赛作品的市场适应性，鼓励非机械类参赛作品依托某一种水果的专用采摘设备，提出市场营销计划或进行工业造型设计。
（2）凡非机械类作品（市场营销类别），须提交包括市场分析、营销策略、实施方案的市场营销方案报告。
（3）凡非机械类作品（工业造型设计类别），须提出设计理念、进行人机工程设计、形态设计、色彩设计、铭牌、标识、字体等设计等。

3. 评分标准

对于本科赛项机械类作品，考虑以下因素：

内容

配分

评分细则

机构与结构设计

70分

a) 方案可行性，占10分；
b) 机构设计，占20分；
c) 结构设计，占30分；
d) 创新性，占10分；

软件使用与表达

30分

a) 文件提交的完整性，占4分；
b) 文件可重新利用率，占4分；
c) 动画表达效果，占5分；
d) 运动学仿真分析，占3分；
e) 有限元分析，占3分；
f) 优化及衍生式设计，占5分；
g) 材料的选择，占2分；
h) 机械美观性，占4分；

对于本科赛项非机械类作品，考虑以下因素：

内容

配分

评分细则

机构与结构设计

30分

a) 方案可行性，占8分；
b) 机构设计，占8分；
c) 结构设计，占6分；
d) 创新性，占8分；

软件使用与表达

20分

a) 文件提交的完整性，占5分；
b) 文件可重新利用率，占5分；
c) 动画表达效果，占5分；
g) 美观性，占5分；

市场营销方案（适用于市场营销类别）

50分

a)书面表达（结构严谨，逻辑性强），占10分；
b) 市场分析（数据准确真实，分析合理），占15分；
c) 营销策略（实用、完整、有创新），占15分；
d)实施方案（可行，具预算盈利性），占10分；

工业设计（适用于工业设计类别）

50分

a) 设计理念，占6分；
b)人机工程设计，占10分；
c)形态设计，占10分；
d)色彩设计，占10分；
e)铭牌、标识、字体等的设计，占6分；
f) 设计创新性，占8分；

（二） 高职高专赛项

1. 比赛主题

高职高专赛项比赛主题为“水果采摘”。内容为：各类水果采摘小型机械，或采摘机器。设计内容可以是整体式水果采摘设备；可以是整台设备中的采摘主体部件（采摘机器人）。

选题背景：各类水果是广大人民群众重要的日常生活消费品。在水果产销全链条中，采摘是关键环节。许多市场需求旺，大面积大量种植的各水果种类，现在仍采用人工采摘方式，效率低、损耗大是存在的主要问题。亟待有针对性地设计、使用水果专用采摘设备，起到采摘过程中的提效降损作用。 

内容说明：参赛学生通过调研，寻求满足采摘需要的设计方案，以现有设计方案为基础，分析产品实现功能需求的途径，并建立产品数字化模型，完成关键部件的结构优化，输出设计表达文件并编写设计说明文档。

2. 作品要求

提交的作品应满足以下要求：

内容

要求

产品
调研

针对设计主题与设计要求展开调研，了解能满足某一类水果采摘需求的现有产品，并从若干符合要求的产品中选择其一进行分析研究。

机构
分析

对选定的产品进行机构分析——产品通过怎样的机构实现功能要求，绘制机构简图并完成机构分析计算（注明机构关键参数）。

数字
模型

在机构分析计算的基础上通过“自上而下”的方式完成专用零部件设计，并通过资源中心等工具装入标准零件，建立产品数字化模型。

结构
优化

使用衍生式设计技术，对产品关键部件进行设计优化。
优化目标包括：减轻零部件重量；减少零部件数量。可选择其一，或同时选择两者进行优化；自行确定被优化对象。

设计
表达

输出产品装配图、工作原理动画及部件装拆动画。
同时输出产品效果图，为编写设计说明文档做准备。

说明
文档

设计说明文档应包括功能实现分析、机构分析计算、结构设计优化三方面内容，着重说明分析思路及设计（优化）结果。

 3. 评分标准

内容

配分

评分细则

产品调研

4.0

所选产品符合竞赛主题要求4.0。
（若偏离主题，则以下各项均按所得分数的30%计分）

机构分析

8.0

机构分析准确4.0；关键参数计算正确4.0。

数字模型

50.0

从机构出发，按照自上而下方式建立模型8.0；
标准件、常用件通过资源中心、设计加速器等工具创建8.0；
模型完整，装配关系准确20.0；
模型数据满足重用性要求8.0；
材质及外观样式合理，数字样机美观6.0。

结构优化

20.0

优化对象选择合理6.0；衍生式设计技术运用正确6.0；
优化结果正确，达到预期目标8.0。

设计表达

8.0

装配图4.0；工作原理动画2.0；部件装拆动画2.0。

说明文档

10.0

内容完整4.0；表达清晰规范6.0。

参赛要求

（一） 参赛条件

全国在校本、专科大学生均可以个人或小组的方式，通过学校推荐报名参加，每个参赛队学生人数不得多于3人，指导教师不多于2人。参赛个人或团队由所在学校按本科或高职高专类别向执委会统一报名。

（二） 参赛方式

参赛队学生自接到大赛通知后，即可按大赛主题和内容的要求进行准备，最终以Autodesk Inventor软件或Autodesk Fusion 360软件完成三维作品的设计，按以下要求提交参赛作品。

1. 本科赛项参赛作品提交要求 

本科赛项设机械类和非机械类二个类别。机械类作品设计方案应提交以下a-e项；非机械类别设计方案应提交以下a-f项。

内容

要求

a.参赛
报名表

大赛作品报名表包括电子文档（Word版本）1份和学校负责人签字、学校盖章纸质版扫描后的PDF电子文档1份，具体填写要求详见附件1大赛报名表表注。

b.设计
说明
文档

设计说明书(（不能出现学校名称或者与学校有关标识)）要求提供WORD版本和PDF版本电子文档（后者文件容量在1.5MB以内）各1份，内容由各参赛队自行准备，无固定模板要求。Word版本电子文档统一格式要求为：正文为5号宋体，行距1.5倍，A4幅面，页边距上下2.54cm、左右3.17cm。

c.作品
三维
模型

建议以规划设计的思维进行作品设计，在设计的前期用草图进行机构简图的模拟及分析，然后再进行详细设计；可使用Autodesk Inventor、Autodesk Fusion 360作为机器人系统工业设计的软件。
作品三维模型（1份）应包括动力部件（原动机）和运动规划仿真以及有限元仿真分析的结果和贴图，并在Inventor软件中打包，以免评审时打不开文件。参赛队若有使用Fusion 360完成的模型，请存储为f3d格式的含有建模历史的模型文件。

d.动画

作品运动仿真动画或工作原理动画（1份)，不能出现学校名称或者与学校有关标识）时间不超过3分钟，文件格式为wmv、avi、mp4等通用格式，分辨率为1920×1080，在常用的视频播放软件（如风雷影音、QQ影音等）下可以流畅播放，文件容量在100MB之内。

e.其他
要求

（1）提倡跨专业合作，建议参赛队伍根据实际产品设计团队进行跨专业组队。
（2）随着人工智能应用技术的发展，衍生式设计是设计结合人工智能的应用方向，为鼓励参赛队伍应用国际顶尖技术，参赛队伍可在大赛网址获取Autodesk Fusion 360教育版，鼓励使用衍生式设计对项目进行优化设计。

f.非机械类项目提交

工业造型设计：提交上述a-e并提交工业设计产品效果图。
市场营销计划：提交上述a-e并提交市场营销方案报告。



2. 高职高专赛项参赛作品提交要求

内容

要求

参赛
报名表

大赛作品报名表包括电子文档（Word版本）1份和学校负责人签字、学校盖章纸质版扫描后的PDF电子文档1份，具体填写要求详见附件1大赛报名表表注。

数字
模型

使用Autodesk Inventor或Autodesk Fusion 360建立产品三维数字化模型并完成零部件结构优化。数字化模型应包含产品的全部零部件。使用Inventor创建的数字化模型应在完成后进行打包；使用Fusion 360完成的模型应存储为本地f3d文件（需包含历史记录）。

表达
文档

使用Autodesk Inventor或Autodesk Fusion 360输出产品装配图、工作原理动画及部件装拆动画。并参照“数字模型”要求完成打包或文件的本地化导出。动画要求格式为wmv、avi、mp4等通用格式，分辨率为1920×1080。

说明
文档

使用Word或PowerPoint制作设计说明文档，包括功能实现分析、机构分析计算、结构设计优化三方面内容，着重说明分析思路及设计（优化）结果。文档篇幅、格式等不作统一限定，但应遵循简洁清晰原则。

其他
要求

（1）提倡跨专业合作组队参加比赛。
（2）除报名表外，其他各文件不得出现体现参赛队所在院校，及参赛选手个人身份的信息。

本次大赛需要提交的各项作品材料继续使用百度云网盘替代传统的光盘作为参赛作品文档的存放介质，具体工作流程原理示意图和说明详见附件3。

其他说明

（一） 评奖

本科赛项设一、二、三等奖和专项一、二、三等奖，高职高专赛项设一、二、三等奖。两个赛项均设优秀指导教师奖。 获奖项目将由大赛组委会颁发获奖证书。

（二） 经费

 1. 欧特克软件（中国）有限公司支出赛事所需各项费用，不收取参赛队报名费。 

2. 执委会可邀请社会各界以协办的身份共同组织竞赛活动。 

请各学校认真筹备、组织好中国大学生机械工程创新创意大赛机械创意赛道，做好宣传和发动及选拔工作，积极组织学生参与，并正确理解竞赛的目的，协调好竞赛活动与正常教学秩序之间的关系。

（三） 其他事宜 

赛道执委会秘书处联系方式： 

本科赛项 

孙老师 湖北省武汉市，武昌首义学院机电自动化学院（430064） 

电话：18064127610 Email：m18995637955@163.com 

夏老师 北京，北京万华创力数字孪生教育科技有限公司（100016） 

电话：15600871696 Email: Michel.xia@acaa.cn 

本科赛项QQ群1：234798166 

本科赛项QQ群2：（老师）446235980  

高职高专赛项 

罗老师 江苏省南京市，南京增材制造研究院（211111） 

电话：18851602076 Email：luocp@aoweidig.com

附件一、附件二、附件三可在大赛动态网址下载，相关链接如下： 

大赛机械创意赛道动态：http://pi.eterc.cn/

软件支持：http://www.autodesk.com.cn/education/free-software/all#

衍生式设计指导视频：http://www.eterc.cn/learningres/reslist.html

软件支持

 

赛题解读

大赛指导视频

衍生式设计指导视频

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