济南大学 “恒拓”杯第四届电子电路设计大赛
完成第(2)项 完成第(3)项 完成第(4)项 总分
9. 两臂绘图机械手
10 10 15 40 难度系数:0.95
一、任务
设计一套机械手系统，该系统有两个固定长度的臂（AB、BC）和两个转轴（转轴1、转轴2）构成。在转轴1和转轴2处加装电机（也可用其他方式）可以控制转轴转动。
制作一块平板，尺寸大于30cm330cm，平板水平放置。在平板表面铺上坐标纸，将通过转轴连接在一起的两臂安装在平板上，如图所示。转轴1的轴心（即原点）固定在坐标纸格子的交叉点上。节点C处安装一支可在坐标纸上画出轨迹的画笔。
制作控制系统，能够控制两个转轴的转动角度。其原理图如下图所示。
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30cm节点C节点B转轴2二、要求
1、基本要求：
（1）能够通过键盘或其他方式任意设定AB臂的角度（与坐标纸横线间的夹
角），并显示该角度值。误差≤5°。
（2）能手动微调AB臂与BC臂间的角度，并显示该角度值。误差≤5°。 （3）节点C自动在坐标纸上画出一条长度不小于20cm的任意曲线，曲线不超
过30cm330cm的坐标纸的范围。限30秒内完成；
2、发挥部分
（1）能够显示C点所在位置的坐标；
（2）绘制一个正方形，要求正方形的边与坐标纸横线、竖线平行（不一定要
求与坐标纸的线重合），边长10cm，边长误差≤5mm，正方形的各边与坐标纸格子线的平行度误差≤5mm。限120秒内完成。
（3）能以随意给定的坐标点为圆心绘制一个直径6cm的圆。圆心坐标现场给
出。（所给出的圆心坐标应保证曲线不在两臂的死区，并且在坐标纸范围内）。限180秒内完成。所绘制圆的最大直径与最小直径间误差≤5mm。 （4）能绘制其他图形或汉字。 三、评分标准
30cm
转轴1原点A 图 1 两臂绘图机械手
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项 目 主要内容 整体方案设计 满分 方案论证与设计 模块方案比较 电路设计 模块电路 设计报告 测试结果 测试结果分析 摘要 报告要求 正文结构完整性 图表的规范性 总分 完成第（1）项 基本部分 完成第（3）项 总分 完成第(1)项 完成第(2)项
发挥部分完成第(3)项 完成第(4)项 总分 完成第（2）项 测试数据完整性 系统组成和理论计算 15 15 10 10 50 20 20 20 60 5 10 10 15 40 28
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10. 声音测距系统
难度系数:1.0
一、任务
图1 声音测距示意图 二、要求 1．基本要求
(1) 制作声源。声源产生的信号为周期性音频脉冲信号，如下图所示，声音
设计一个声音测距系统，检测两个声源之间的距离。
L 信号频率周期不限。
图2 声源示意图
不限，脉冲
t (2) 声源距离0.5m?L?5m。定义指标??置信度＝m/n：测量n次，其中m
次误差幅值小于?。要求0.5m?L?4m时，1cm?置信度>0.6，3cm?置信度>0.8。
(3) 能够以数字形式显示距离值，距离发生变化时，系统能够实时检测并更
新距离值。
(4) 不能使用声纳传感器。
2．发挥部分
(1) 要求0.5m?L?4m时，1cm?置信度>0.75，3cm?置信度>0.95。 (2) 系统成本相对较低，功耗较低。
三、评分标准
项 目 主要内容 满分 29
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整体方案设计 方案论证与设计 模块方案比较 电路设计 模块电路 设计报告 测试结果 测试结果分析 摘要 报告要求 正文结构完整性 图表的规范性 总分 完成第（1）项 基本部分 完成第（3）项 总分 完成第(1)项
发挥部分完成第(2)项 总分
11. 绳索驱动机器人
难度系数:1.0
一、任务
图1所示为绳索驱动装卸机器人的示意图。理论上通过控制绳长，可以实现
20 60 30 10 40 完成第（2）项 50 20 20 10 测试数据完整性 10 系统组成和理论计算 15 15 负载平台的位移和水平控制。试设计一个绳索驱动机器人系统，能够实现三维空间的运动控制。
Y/?
30 绳索 Z 电机 X/? 负载平台 图1. 绳索驱动装卸机器人示意图