全国青少年机器人技术等级考试标准

版本:V3.0.0

日期:2018 年 1 月

一级标准

科目:

机械结构搭建、机器人常用知识。

形式:

机械结构搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机考试形式。

器材:

结构件:

能够满足考试要求的结构件均可。

考核内容:

(一) 实践

基本结构认知,了解重心和重力的概念

掌握六种简单机械原理(杠杆,轮轴,滑轮,斜面,楔,螺旋)

了解齿轮和齿轮比的概念

了解链传动和带传动的概念

了解机器人常用底盘(轮式及履带)

(二) 知识

了解主流的机器人影视作品਀机器人形象

掌握稳定结构和不稳定结构的特性

掌握齿轮组变速比例的计算

熟练区分省力杠杆和费力杠杆

熟练区分哪种滑轮会省力

了解带传动和链传动各自的优缺点

了解不同种类的齿轮

二级标准

科目:

机械结构搭建、机器人常用知识。

形式:

机械结构搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机考试形式。

器材:

结构件:

能够满足考试要求的结构件均可。

电子部分:

包含可控制电源通断的电池盒、电机及连接线既可。

考核内容:

(一) 实践

熟练连接独立的电池盒、开关以਀电机

了解凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、连杆等特殊结构

掌握电机的应用,能够连接电机完成一定任务,完成旋转、往复、摇摆等动作

(二) 知识

了解中国਀世界机器人领域的重要历史事件

了解机器人领域重要的科学家

了解重要的机器人理论਀相关人物

掌握凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、蜗轮蜗杆等特殊结构在生活中的应用

掌握如何区分不同的曲柄连杆机构

了解电机的工作原理

了解摩擦力的产生条件和分类

了解凸轮机构中从动件的运动轨迹

三级标准

科目:

电子电路搭建、机器人常用知识。

形式:

电子电路搭建采用基于面包板的实际操作形式,机器人常用知识采用上机考试形式。

器材及软件:

核心控制板:

开源硬件控制板,包含硬件的原理图、引导程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开发环境及源码。目前支持的控制板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:

与核心控制板配套的电子元件或模块。

开发软件:

能够完成开源硬件控制板程序开发的免费软件即可。目前支持的软件种类及版本,请至官方网站查询。

考核内容:

(一) 知识

掌握电流、电压、电阻、导体、半导体等概念

掌握串联、并联的概念

了解模拟量、数字量、I/O 口输入输出等概念

了解电子电路领域的相关理论及相关人物

了解二极管的特性

掌握程序的三种基本结构

掌握程序流程图的绘制

掌握图形化编程软件的使用

掌握变量的概念和应用

10.了解函数的定义

(二) 电子电路

掌握简单的串联、并联电路的连接

掌握搭建不同的 LED 显示效果电路的内容

掌握处理按键类型的开关输入信号的内容

掌握使用光敏电阻搭建环境光线检测感应电路的内容

掌握通过可调电阻控制 LED 的亮度变化的内容

掌握控制蜂鸣器发声的内容

四级标准

科目:

机器人搭建、机器人常用知识。

形式:

机器人搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机考

试形式。

器材及软件:

结构件:

能够满足考试要求的结构件均可。

核心控制板:

开源硬件控制板,包含硬件的原理图、引导程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开发环境及源码。目前支持的控制板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:

与核心控制板配套的电子元件或模块。

开发软件:

能够完成开源硬件控制板程序开发的免费软件即可。目前支持的软件种类及版本,请至官方网站查询。

考核内容:

四级内容标准是对前面三级内容的一个综合应用,相同的考核内容未在此列出。

(一)知识

1.掌握数学(加减乘除)、比较(大于小于等于)及逻辑(与或非)运算

2.了解数值在二进制、十进制和十六进制之间进行转换

3.掌握驱动电机或伺服电机运转的内容

4.掌握已有的一些传感器功能函数的使用

5.熟练通过编程实现选择结构和循环结构

6.掌握函数的应用,能够完成自定义的函数

7.了解类库的概念

8.了解自律型机器人的行动方式

9.了解细分领域的机器人理论਀相关人物

10.掌握较为合理的使用变量和自定义函数的内容

(二)机器人搭建

这部分实践操作主要是搭建能够完成指定任务的机构,与语言程序设计中的内容有部分交及

掌握使用输出数字信号的传感器的内容,如灰度传感器、接近开关、触碰传感器

掌握使用输出模拟量信号的传感器的内容,如光线强度传感器

掌握使用输出数字脉冲信号的传感器的内容,如超声波测距传感器、红外遥控信号接收传感器

掌握驱动电机或伺服电机运转的内容

掌握数学(加减乘除)、比较(大于小于等于)及逻辑(与或非)运算

熟练应用控制器 I/O 口实现数字量输出

掌握控制机器人平台移动的内容

了解利用三极管完成控制电路通断的电路

掌握简单的自律型机器人制作(比如简单避障、单线条巡线)

熟练通过编程实现选择结构和循环结构

掌握函数的应用,能够完成自定义的函数

五级标准

科目:

电子电路搭建、机器人常用知识。

形式:

电子电路搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机

考试形式。

器材及软件:

核心控制板:

开源硬件控制板,包含硬件的原理图、引导程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开发环境及源码。目前支持的控制板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:

与核心控制板配套的电子元件或模块。

开发软件:

能够完成开源硬件控制板程序开发的免费软件即可。

目前支持的软件种类及版本,请至官方网站查询。

考核内容:

(一) 知识

了解集成电路、微控制器领域的知名产品,重大工程项目。

了解并行通信与串行通信的优缺点

了解 ROM、RAM、Flash、EEPROM 多种存储器之间的不同。

了解中断程序的运行机制

掌握一维数组及二维数组的应用

了解 I2C 总线通信

了解 UART 串行通信

了解 SPI 总线通信

掌握类库的应用

了解报文的含义和组成

(二) 电子电路搭建

熟练使用数码管显示数字,会使用译码器功能的集成电路

掌握通过 I2C 总线通信获取传感器的值,如 I2C 总线的姿态传感器、RTC 实时时钟

掌握通过 I2C 总线通信控制芯片 I/O 口的输出,如使用芯片 PCA8574

掌握使用其他串行方式控制芯片 I/O 口的输出,如使用芯片74HC595

掌握通过串行通信端口进行数据通信,如使用蓝牙模块或与计算机通信

掌握 LED 点阵或液晶的显示

掌握类库的应用

六级标准

科目:

机器人搭建、机器人常用知识。

形式:

机器人搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机考试形式。

器材及软件:

结构件:

能够满足考试要求的结构件均可。

核心控制板:

开源硬件控制板,包含硬件的原理图、引导程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开发环境及源码。目前支持的控制板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:

与核心控制板配套的电子元件或模块。

开发软件:

能够完成开源硬件控制板程序开发的免费软件即可。目前支持的软件种类及版本,请至官方网站查询。

考核内容:

(一)知识

1.了解中国及世界机器人领域的知名产品,重大工程项目。

2.了解一些常见机器人的工作方式

3.了解步进电机、伺服电机的工作原理

4.掌握库文件编写

5.了解控制理论及PID 控制

6.了解结构材料中强度和稳定的概念

(二)机器人搭建

1.掌握机械臂运转的控制

2.掌握机械夹持开合的控制

3.掌握将数据保存在 EEPROM 中的内容,保证机器人意外掉电时能够记录之前的状态

4.掌握十字路口的巡线动作

5.掌握走迷宫操作

6.掌握步进电机、伺服电机等器件的使用,能够利用它们完成特定的功能

7.掌握通过 WiFi 模块进行数据通信,如 ESP8266

七级标准

科目:

机器人搭建、机器人常用知识。

形式:

机器人搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机考

试形式。

器材及软件:

结构件:

能够满足考试要求的结构件均可。

核心控制板:

开源硬件控制板,包含硬件的原理图、引导程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开发环境及源码。目前支持的控制板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:

与核心控制板配套的电子元件或模块,包含无线通信模块。

开发软件:

能够完成开源硬件控制板程序开发的开源软件即可。

目前支持的软件种类及版本,请至官方网站查询。

考核内容:

(一) 知识

掌握解释型编程语言的应用

了解多种编程语言的形式和特点

了解不同处理器之间的差别

了解常用 Linux 命令行操作

(二) 机器人搭建

掌握一个通过网页来控制的机器人的制作,服务器端运行在机器人上,可以控制机器人的移动以及机械臂的运动,同时机器人能够自己处理避障、防跌落的情况。

八级标准

科目:

机器人搭建、机器人常用知识。

形式:

机器人搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机考试形式。

器材及软件:

结构件:

能够满足考试要求的结构件均可。

核心控制板:

开源硬件控制板,包含硬件的原理图、引导程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开发环境及源码。目前支持的控制板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:

与核心控制板配套的电子元件或模块,包含无线通信模块。

开发软件:

能够完成开源硬件控制板程序开发的开源软件即可。

目前支持的软件种类਀版本,请至官方网站查询。

考核内容:

(一) 知识

了解常用嵌入式系统软件

了解进行语音处理的主要公司

了解常见的机器人操作系统

了解数据处理的内容

了解智能算法的内容

(二) 机器人搭建

掌握非特定语音控制机器人的内容,机器人通过网络来处理语音信息。

掌握让机器人跟随特定的颜色或物体进行移动的内容

掌握让机器人识别人类的面部表情并完成指定的任务的内容

作者:冉爸学堂

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来源:简书

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