P
pro·school.ru
Каталог школ
🤖 ВсОШ · Заключительный этап · 2024/2025

Олимпиада по робототехнике 9 классзаключительный этап ВсОШ 2024/2025: задания и ответы

Официальный комплект заключительного этапа Всероссийской олимпиады школьников по робототехнике для 9 класса (2024/2025 учебный год). Задания и решения с критериями оценивания — скачайте PDF или прорешайте онлайн по тексту ниже.

Просмотр PDF: Задания — теор.Открыть в новой вкладке ↗

Задания — текст для прорешивания

Текст извлечён из официального PDF автоматически: формулы, таблицы и рисунки могут отображаться неточно — сверяйтесь с документом выше.

Задания — теор.

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ТРУДУ (ТЕХНОЛОГИИ) ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР

9 класс Профиль «Робототехника» Уважаемый участник олимпиады! Вам предстоит выполнить теоретические и тестовые задания. Время выполнения заданий теоретического тура 180 минут. Выполнение тестовых заданий целесообразно организовать следующим образом:  не спеша, внимательно прочитайте тестовое задание;  определите, какой из предложенных вариантов ответа наиболее верный и полный;  напишите букву, соответствующую выбранному Вами ответу;  продолжайте, таким образом, работу до завершения выполнения тестовых заданий;  после выполнения всех предложенных заданий еще раз удостоверьтесь в правильности ваших ответов;  если потребуется корректировка выбранного Вами варианта ответа, то неправильный вариант ответа зачеркните крестиком, и рядом напишите новый. Выполнение теоретических (письменных, творческих) заданий целесообразно организовать следующим образом:  не спеша, внимательно прочитайте задание и определите, наиболее верный и полный ответ;  отвечая на теоретический вопрос, обдумайте и сформулируйте конкретный ответ только на поставленный вопрос;  если Вы выполняете задание, связанное с заполнением таблицы или схемы, не старайтесь детализировать информацию, вписывайте только те сведения или данные, которые указаны в вопросе;  особое внимание обратите на задания, в выполнении которых требуется решить задачу или выразить Ваше мнение с учетом анализа ситуации или поставленной проблемы. Внимательно и вдумчиво определите смысл вопроса и логику ответа (последовательность и точность изложения). Отвечая на вопрос, предлагайте свой вариант решения проблемы, при этом ответ должен быть кратким, но содержать необходимую информацию;  после выполнения всех предложенных заданий еще раз удостоверьтесь в правильности выбранных Вами ответов и решений. Предупреждаем Вас, что:  при оценке тестовых заданий, где необходимо определить один правильный ответ, 0 баллов выставляется за неверный ответ и в случае, если участником отмечены несколько ответов (в том числе правильный), или все ответы;  при оценке тестовых заданий, где необходимо определить все правильные ответы, 0 баллов выставляется, если участником отмечены неверные ответы, большее количество ответов, чем предусмотрено в задании (в том числе правильные ответы) или все ответы. Задание теоретического тура считается выполненным, если Вы вовремя сдаете его членам жюри. Максимальная оценка – 30 баллов. 1

Общая часть 1. Установите соответствие между типами лазеров по виду активной среды (в левом столбце) и их примерами (в правом столбце). Ответ запишите в виде сочетания цифр и букв, например: 1А2Б3В4Г Тип лазера

Пример

1 – Твёрдотельные

А – квантово-каскадный лазер

2 – Жидкостные

Б – гелий-неоновый лазер

3 – Газовые

В – лазер на красителе родамин 6G

4 – Полупроводниковые

Г – рубиновый лазер

2. Укажите название линий, представленных на чертеже. В чём основное назначение линии номер 3? Наименование линий: штриховая, сплошная тонкая, сплошная толстая основная, штрихпунктирная тонкая, сплошная тонкая с изломами, штрихпунктирная с двумя точками тонкая.

3. В каком году и кем впервые было продемонстрировано миниатюрное радиоуправляемое судно? Ответ запишите в виде сочетания цифры и буквы, например: 1А

1 2

Изобретатель Бенджамин Франклин Иван Ползунов

Год 1752 1766

А Б 2

3 4 5

Изобретатель Николай Жуковский Никола Тесла Норберт Винер

Год 1898 1904 1922

В Г Д

4. Прочитайте внимательно текст из приложения к журналу «Прогрессивное Садоводство и Огородничество» за 1908 год. Напишите название двигателя, о котором идёт речь в тексте, и укажите, в чём его главное отличие от современных двигателей такого типа?

5. Области применения этого металла разнообразны: он служит компонентом для изготовления перламутровой краски, металлизированных текстильных материалов, а также используется при производстве оборудования для переработки масел, изготовления сладостей, сахара и пива. В народе порошок из этого металла называют «серебрянка». Напишите название этого металла. 6. Компания купила товар на сумму 300 руб. (с НДС 20%) и продала его за 450 руб. (с НДС 20%). Сколько останется у компании после уплаты (вычета) НДС? Ответ запишите в рублях. 7. На рисунке представлена электрическая принципиальная схема обрабатывающего станка, определите, от какого напряжения питается силовая цепь станка, и выберите правильный ответ. 3

а – 110 V б – 127 V в – 220 V г – 380 V 8. Вася создал необитаемый подводный аппарат с нулевой плавучестью (рис. 1). Задача аппарата собирать объекты со дна водоёма. Для этого НПА необходимо наклоняться на угол 45 градусов по тангажу против часовой стрелки вокруг некоторого центра. Помогите Васе с расчётами, хватит ли тяги движителей для удержания угла? Выберите все правильные утверждения. Ответ запишите в виде последовательности цифр по возрастанию без пробелов, например, 1234. 1) Тяги не хватит. 2) Если сдвинуть движители на высоту манипулятора, то тяги хватит для удержания угла. 3) Если центр тяжести поднять выше на 150 мм, центр плавучести опустить на 150 мм, то тяги двигателей хватит для удержания угла. 4) Тяги хватит.

Рис. 1. Необитаемый подводный аппарат

Масса НПА – 9 кг. Движитель. Тяга в прямом направлении (совпадает с направлением оси y): 0,2 кгс (при номинальном напряжении). Тяга при реверсе: 0,15 кгс (при номинальном напряжении). Справочная информация. 1 килограмм-сила (кгс) равен 9,80665 ньютона (Н). Центр плавучести – это местоположение внутри твердого объекта, погруженного в жидкость, где сумма всех сил давления распределяется в направлении, противоположном направлению силы тяжести. Специальная часть 9. Из конструктора собрали манипулятор по следующей кинематической схеме (рис. 2):

Рис. 2. Кинематическая схема манипулятора

Звенья и кинематические пары показывают с помощью условных обозначений (таблица 1). 5

Таблица 1. Обозначения элементов кинематической схемы

Элемент

Эскиз

Звено (стержень) Неподвижное закрепление звена Поступательная кинематическая пара Вращательная кинематическая пара Рабочий орган манипулятора (схват) Параметры манипулятора указаны в таблице 2. Таблица 2. Параметры манипулятора

а 220 см

b 40 см

с 10 см

d 100 см

Ф 360°

Для определённости будем называть точку, расположенную на схвате манипулятора на расстоянии b от оси вращательной кинематической пары, как захват. Под рабочей областью манипулятора будем понимать множество всех точек, в которых может оказаться захват. Считать, что блок поступательной кинематической пары перемещается между крайними точками рычага. 9.1. Определите, какую форму имеет рабочая область манипулятора, кинематическая схема которого представлена на рисунке 2? Выберите из предложенных вариантов один. А) Круг; Б) Два круга; В) Сектор круга; Г) Прямоугольник; Д) Прямоугольник с одним полукругом; Е) Прямоугольник с двумя полукругами; Ж) Прямоугольник с тремя полукругами; З) Прямоугольник с четырьмя полукругами. 9.2. Определите площадь рабочей области манипулятора. Ответ дайте в квадратных дециметрах, приведя результат с точностью до целых. 6

Округление стоит производить только при получении финального ответа. При расчётах примите π≈3,14; 9.3. Введём систему координат в пространстве (рис. 3).

Рис. 3. Система координат для манипулятора

Начало отсчёта - это точка, расположенная посередине горизонтальной штанги, по которой двигается поступательная кинематическая пара. Ось OX расположена вдоль штанги, проходит слева направо. Ось OY расположена в горизонтальной плоскости и направлена к зрителю. Ось OZ направлена вертикально вниз вдоль звена с вращательной кинематической парой. Все оси перпендикулярны друг другу. Масштаб по всем осям: 1 условная единица равна 2 см. Среди приведённых точек укажите те, в которые не может попасть захват манипулятора. В ответе укажите последовательность номеров пунктов без пробелов и разделителей, упорядоченных по возрастанию. 1) К(25; 25 ; -50) 2) М(50; 10; 50) 3) Н(75; 0; 50) 4) Р(20; 20; 50) 5) Т(-25; -10; 50) 6) Е(-60; 10; 40) 9.4. Для приведения в движение кинематических пар используют одинаковые моторы с энкодером и редуктором. За один оборот вала мотора энкодер выдаёт 180 импульсов. Передаточное число редуктора равно 30. Мотор №1 управляет горизонтально движущейся поступательной кинематической парой. Движение поступательной пары организовано посредством винта с гайкой. За один оборот оси редуктора поступательная пара перемещается на 2 см. Если мотор вращается в положительном направлении, то поступательная пара движется в положительном направлении оси ОХ. 7

Вращательная кинематическая пара подключена к редуктору №2 и поворачивается в том же направлении и на такое же количество градусов, что и ведомая ось редуктора. Начальное положение манипулятора – поступательная пара находится посередине стержня, вращательная пара расположена так, что схват ориентирован строго вдоль оси ОХ. Положительное направление поворота определяется так: если смотреть с конца стрелки оси OZ, то это поворот от конца оси ОY по кратчайшему пути к концу оси OХ. Определите, в точке с какими координатами окажется захват манипулятора, если энкодер мотора №1 показал 59400, а энкодер мотора №2 показал 4500. Перед началом работы показания энкодеров были обнулены, а манипулятор установлен в начальное положение. Ответ дайте с точностью до целых. Округление стоит производить только при получении финального ответа. Приведите только координаты по оси ОХ и по оси OY в формате: 0;0. 9.5. Определите, какое значение будет на энкодерах моторов после того, как захват переместится из начального положения (в этой точке энкодеры были обнулены) в точку с координатами (50; 20; 50), если перемещение будет происходить по кратчайшему пути. Ответ дайте с точностью до целых. Округление стоит производить только при получении финального ответа. Ответ дайте для энкодеров первого и второго моторов последовательно в формате: 0;0.

10.При проектировании манипуляционного устройства робота школьник решил использовать ременную передачу (рис. 4)

ЗУ

Рис. 4. Манипулятор на ременной передаче

На зубчатом ремне закреплено захватное устройство (ЗУ), которое может перемещаться вверх и вниз по направляющим. Нижний шкив 8

является ведущим, он соединен с двигателем через редуктор с передаточным отношением i = 50. Энкодер установлен на валу двигателя, его значения увеличиваются на 20 единиц за каждый полный оборот вала по часовой стрелке. Диаметр шкивов D = 50 мм, межосевое расстояние L = 400 мм. 10.1. На сколько изменится значение энкодера при перемещении ЗУ вверх на 10 мм? (Ответ необходимо дать в целых числах, округлив вверх. Число π примите равным 3,14) 10.2. Сколько времени потребуется, чтобы ЗУ переместилось на 200 мм, если частота вращения вала двигателя n = 600 об/мин? Ответ дать в секундах, округлив до сотых. Число π примите равным 3,14. 10.3. Дима заметил, что скорость перемещения ЗУ изменяется в зависимости от массы перемещаемого груза и решил использовать регулятор частоты вращения вала двигателя. В качестве задающего воздействия (уставки) он решил использовать количество импульсов энкодера за секунду. Какова будет уставка, если скорость перемещения ЗУ должна поддерживаться на уровне 20 мм/с? Ответ необходимо дать в целых числах, округлив вниз. Число π примите равным 3,14. 11.В основе стопоходящей машины (рис. 5) великого русского математика и механика Пафнутия Львовича Чебышёва лежит изобретенный им лямбдамеханизм (см. рис. 6, масштаб на рисунке не соблюден). Это механизм представляет из себя рычажную систему, в которой рычаги 𝐴𝐷, 𝐸𝐶 и 𝐵𝐶 соединены шарнирами 𝐶 и 𝐷. |𝐵𝐶| = 𝑎, |𝐴𝐷| = |𝐸𝐷| = |𝐷𝐶| = 2,5𝑎, |𝐴𝐵| = 2𝑎. Шарниры 𝐴 и 𝐵 закреплены на горизонтальной опоре. При вращении рычага 𝐵𝐶 вокруг точки 𝐵 от верхней точки 𝐹 к нижней точке 𝐺 по правой полуокружности точка 𝐸 движется лишь незначительно отклоняясь от прямой 𝑙. Пусть a=7 см.

Рис. 5. Стопоходящая машина Чебышёва E

F А

Рис. 6. Лямбда-механизм

11.1.

Определите в сантиметрах расстояние между точкой 𝐵 и прямой 𝑙.

11.2. Определите в сантиметрах расстояние, которое проходит вдоль прямой 𝑙 точка 𝐸 при движении шарнира 𝐶 от 𝐹 к 𝐺 по часовой стрелке. 12.По регламенту соревнований робот должен проследовать в лабиринте по правилу правой руки от стартовой клетки до финишной, а затем вернуться на старт по кратчайшему пути (например, рис. 7).

10

Рис. 7. Пример лабиринта

Лабиринт представляет собой основание с бортиками, разделенное на квадратные ячейки со стенками с одной или нескольких сторон. Размер лабиринта 6 × 6 ячеек. В лабиринте нет «циклов», т.е. между двумя любыми клетками существует только один маршрут без повторений пройденных клеток. Пример лабиринта приведен на рисунке. На соревнованиях схема будет изменяться. Робот стартует из клетки Е6, направление старта вдоль борта определяет участник, финишная клетка – А1. Финишная клетка от остальных отличается цветом, это дает возможность роботу легко ее узнать. Таня решила не рисковать и использовать следующий алгоритм. Проехать по правилу правой руки от старта до финиша, развернуться направо, ехать обратно по пройденному маршруту, убрав из него заезды в тупики. Для запоминания пути к финишу она написала программу, по которой робот, находясь в клетке, определяет какой тип движения выполняется следующим: поворот на месте направо на 90° , поворот на месте налево на 90° или движение вперед на одну ячейку, и записывает всю последовательность действий в память. Если нужен поворот направо, записывается «1», если налево, то «2», если нужно проехать вперед, то «0». В результате проезда от старта до финиша в памяти робота оказалась последовательность 001001010202002200101020101020102201010220002001010020 12.1. Определите, сколько клеток должен посетить робот (включая стартовую и финишную) при прохождении от старта до финиша по кратчайшему по числу клеток пути при той же расстановке клеток, что в попытке Тани. 12.2. Какую последовательность действий робот должен сделать после того, как доедет до финишной клетки, чтобы вернуться на старт по 11

придуманному Таней алгоритму? действий в кодировке Тани.

Запишите

последовательность

12.3. По последовательности действий робота некоторые стенки лабиринта определяются однозначно. В скольких вариантах восстанавливаются внутренние стенки между клетками В1,В2,В3,Г1,Г2,Г3,Д1,Д2,Д3 по полученной роботом последовательности из условия.

13.Микроконтроллер Atmega328P, на основе которого построены такие платы как Arduino Uno и Arduino Nano имеет 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь. Так как регистры Atmega328P 8-разрядные, то результаты преобразования сохраняются в двух регистрах. В процессе обработки полученного сигнала два старших бита результата преобразования были сохранены в переменной adch, а восемь младших – в переменной adcl. 13.1. Чему равен результат аналого-цифрового преобразования, если adch = 2, а adcl = 220? 14.Миша решил подготовить для своей нейронной сети данные. Для этого он написал две программы. Программа download скачивает картинки, а программа edit - обрабатывает. Также, Миша написал скрипт, который автоматизирует весь процесс. Миша хочет, чтобы обработанные файлы в итоге находились папке /Misha/done/, а в других папках не должно остаться скачанных или обработанных файлов. Скрипт начинается свою работу в папке /. Обозначения: ./ - текущая папка в локальном пути ../ - предыдущая папка в локальном пути cd [путь до папки] – команда для перехода в другую папку cp [путь откуда][путь куда]– команда переноса файлов из одной папки в другую download – 1-я программа Миши, которая скачивает файлы в папку /Misha/prog/downloaded/tmp/. Может быть запущена только из папки /Misha/prog/downloaded/. edit – 2-я программа Миши, которая обрабатывает файлы из папки /Misha/prog/edited/tmp/. Может быть запущенна только из папки /Misha/prog/edited/. rm[путь до файлов] – команда для удаления файлов из указанной папки.

Скрипт Миши приведен в таблице 3. Таблица 3. Скрипт для подготовки данных cd /Misha/prog/downloaded/ 1. download 2. cp ./tmp/ ../edited/tmp/ 3. 12

4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

rm ./tmp/ cd ../ cd ./edited/ edit cd ./tmp/ cp ./ ../../../done/ rm ./tmp/

14.1.

В какой строке ошибка?

14.2. Какие две строки можно заменить на одну так, чтобы скрипт выполнялся также? Укажите номера через запятую. 14.3.

На какую строку минимального размера можно их заменить?

13

Задания — прак.

Практическое задание для проведения заключительного этапа Всероссийской олимпиады школьников по труду (технологии) 2024 / 2025 года Робототехника, 9 класс Навигация роботов и перемещение объектов Материальное обеспечение Arduino совместимая плата расширения (шилд) для подключения датчиков и сервопривода, макетная плата не менее 170 точек (плата прототипирования) Шасси для робота в сборе, включающее:  платформу произвольной формы с отверстиями для крепления компонентов вертикальная проекция, которой не выходит за пределы окружности диаметром до 250 мм, но не менее 122 мм;  два коллекторных электродвигателя с металлическими редукторами, припаянными проводами и следующими характеристиками:  максимальный ток (ток остановки) не превышает 2А;  номинальное напряжение от 6 до 12 В;  крутящий момент обеспечивает старт платформы на 30% мощности;  диаметр моторов от 12 до 25 мм;  максимальная угловая скорость на валу обеспечивает движение платформы со скоростью от 0,4 до 0,85 м/с, исходя из диаметра колёс;  опционально наличие инкрементального энкодера;  два комплекта креплений для двигателей;  два колеса диаметром от 42 до 100 мм;  две шаровые, или роликовые опоры;  контроллер Arduino UNO или аналог;  драйвер двигателей (на основе микросхемы L298D или аналог) или шилд для Arduino Uno на их основе;  держатели для двух или трёх Li-ion аккумуляторов типоразмера «18650» или «14500» (в зависимости от номинального напряжения электродвигателей);  регулируемый стабилизатор напряжения (на основе микросхемы GS2678 или XL4015 или их аналогов, обеспечивающий ток достаточный для всех потребителей;  выключатель, разрывающий цепь от элементов питания к стабилизатору В качестве платформы не разрешается использовать конструктор с разъемами для однозначного подключения моторов и сенсоров. Рекомендуемые разъемы для электрических соединений – тип BLS Комплект из двух или трёх Li-ion аккумуляторов типоразмера «18650» или «14500». Аккумуляторные батареи должны быть новыми и полностью заряженными Инфракрасный дальномер (10-80 см) Sharp GP2Y0A21 или аналог 1

1 +1 запасной комплект на каждых двух участников 1

Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04 или аналог Пассивное крепление для дальномера Аналоговый датчик отражения на основе оптопары (датчик линии) Серводвигатель с конструктивными элементами для крепления и построения манипулятора Светодиод Тактовая кнопка Резисторы 220Ом, 10 КОм Провода перемычки для макетной платы Скобы и кронштейны для крепления датчиков Винты М3 Гайки М3 Шайбы 3 мм Шайбы пружинные 3 мм Стойки для плат шестигранные Соединительные провода Кабельные стяжки (пластиковые хомуты) 2,5х150 мм Инструменты и прочее Компьютер с установленной средой разработки Arduino IDE. В качестве среды разработки допускается использование только Arduino IDЕ версии 1.8.x или 2.х.х без дополнительных установленных библиотек Кабель USB Крестовые отвёртки, подходящие под предоставленный крепёж Плоская отвёртка, подходящая под клеммы модулей Отвёртка с торцевым ключом, подходящим под предоставленный крепёж Маленькие плоскогубцы или утконосы Бокорезы Цифровой мультиметр Распечатанная техническая документация на платы расширения и датчики Зарядное устройство для аккумуляторов типа 18650 или 14500 Лист бумаги формата А3 с напечатанной рамкой чертежа и основной надписью в соответствии с ГОСТ 2.104-2006, внутри рамки печать тонкой разметки в клетку 5 мм Соревновательный полигон 1500×2400 мм с калибровочной полоской 300×2100 мм (для нарезки на квадраты).  Печать в типографии на литом матовом баннере плотностью 510 г/м². Рекомендован баннер FX FLEX Frontlit, литой, матовый, 510 г/м² или аналог.  Калибровочный фрагмент баннера 300х300 мм с черной разметкой на белом поле аналогичной разметке полигона, 7 шт. Дополнительные элементы  Кубики с ребром около 40 мм, 15 шт. на полигон (8 на полигоне, по 1 у каждого участника)

1 2 2 2 3 2 по 3 шт. каждого номинала Набор в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве в избыточном кол-ве 1

1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 на каждые 7 мест

Задание Участнику необходимо собрать робота, составить его электрическую структурную схему Э1, написать и отладить программу, обеспечивающую функционал робота в соответствии с задачами.          

   

Задачи для робота Начинать движение в зоне старта. Двигаться по линии с перекрёстками и перемещать зелёные кубы, расположенные напротив синих, в ячейки короба в середине полигона. Синие кубы не должны покидать квадратные зоны. Зелёные кубы, не расположенные напротив синих кубов, не должны покидать квадратные зоны. Доставив зеленые кубы в короб, робот перемещается в зону старта и останавливается. Примечания Размеры робота на старте не должны превышать 300х300х300 мм, в процессе выполнения задания размеры робота могут увеличиться. Перед стартом робота не допускается ввод в контроллер данных о расположении кубов. Куб считается размещенным в квадратной зоне, если любая часть его вертикальной проекции находится над этой зоной. Ячейкой короба считается огражденная стенками внутренняя прямоугольная зона с прилегающими к ней длинными внешними стенками. Куб считается расположенным в ячейке короба, если он некоторой частью своей вертикальной проекции находится над прямоугольной зоной данной ячейки с учетом прилегающих длинных внешних стенок за исключением коротких стенок и их продолжений (рис. 3 слева). Если некоторая точка вертикальной проекции куба находится над короткой боковой или внутренней стенкой с их продолжениями на внешние стенки, он не считается расположенным в какой-либо ячейке (рис. 3 справа). Стартовое расположение кубов определяется жребием. Итоговое расположение кубов определяется в конце попытки. Робот считается находящимся в зоне старта, если он своей вертикальной проекцией полностью находится внутри зоны.

Требования к полигону 1. Полигоном является литая баннерная ткань с нанесённой типографским методом разметкой, на центральной оси которой расположен короб с пятью ячейками. 2. Ширина линий 30 мм. 3. На Т-образных перекрёстках в верхней и нижней части полигона расположены квадратные зоны 100х100 мм. 4. Зоной старта/финиша является квадрат 300х300 мм, очерченный желтой линией. 5. Размер баннера 2400х1500 мм (±5%). 6. Сторона куба 40±3 мм. 7. Всего на полигоне 8 кубов: 5 зеленых и 3 синих1. 8. Высота короба 50±5 мм, ширина короба 110±5 мм, длина короба 1520±10 мм, толщина стенок 20±2 мм. 9. Рекомендуемый внешний вид полигона приведен на рисунке 1. Цвета кубов могут быть другими в зависимости от возможностей организаторов, но должны отличаться друг от друга. Всего цветов кубов на полигоне должно быть два. 1

Рис. 1. Пример начального расположения кубов

Рис. 2. Пример правильного выполнения задания

Рис. 3. Пример верного (слева) и неверного (справа) итогового расположения кубов

Общие требования  Организаторы практического тура предоставляют шасси робота в собранном виде. Все остальные части робота должны находиться в разобранном состоянии (все детали отдельно). При сборке робота нельзя пользоваться никакими инструкциями (в устной, письменном форме, в виде иллюстраций или в электронном виде), за исключением документации на компоненты, выданной организаторами олимпиады.  В конструкции робота допускается использование только тех деталей, которые выданы организаторами.  Все элементы робота, включая контроллер, систему питания, должны находиться на роботе.  Робот должен быть автономным, т.е. не допускается дистанционное управление роботом.  Перед зачетным заездом участник может поправить кубики в стартовых квадратах, после чего член жюри может внести окончательные поправки.  При зачетном старте робот должен быть включен вручную по команде члена жюри, после чего в работу робота нельзя вмешиваться. Если участник прикоснулся к роботу или полигону во время заезда, по решению жюри результат попытки может быть аннулирован.  Зачетный заезд длится максимум 180 секунд, после чего, если робот еще не остановился, он должен быть остановлен вручную по команде члена жюри, зафиксировано его местоположение и произведен подсчет баллов.  В том случае, если робот полностью выехал за пределы полигона, заезд прекращается, производится подсчет баллов.  Количество пробных стартов не ограничено.  В случае выхода из строя оборудования не по вине участника время подготовки участника приостанавливается до момента замены оборудования на работоспособное. Порядок проведения Каждому участнику должно быть дано две попытки. Первая попытка начинается через 120 минут после начала выполнения задания без учета времени проветривания помещения, вторая – через 60 минут после окончания первой попытки всеми участниками. Перед попыткой все участники сдают роботов судьям и забирают обратно только после завершения всех заездов попытки. Участник может отказаться от попытки, но робота сдает в любом случае. После каждой сдачи всех роботов в карантин судьями вытягивается жребий с расположением объектов один раз для всех участников попытки. На второй попытке использованный на первой попытке жребий удаляется. В процессе выполнения попытки участнику разрешен один перезапуск не позднее 30 с после начала выполнения попытки. В этом случае набранные баллы первого запуска данной попытки не учитываются. При перезапуске участник может поправить конструкцию и электрические соединения робота, поменять батарейки, на что дается 1 минута. Использовать компьютер нельзя. Все элементы на поле перед перезапуском расставляются на исходные позиции. В зачет идет результат лучшей попытки, результаты вносятся в протокол сразу и сообщаются участнику. Программы, схемы и роботы сдаются участниками жюри после завершения всех попыток. Оценивание корректности программ, схем и конструкций производится жюри без участников. Каждый час производится перерыв на 10 минут с выходом учащихся и проветриванием помещения. Время перерыва не входит во время подготовки участников.

Карта контроля для 9 классов Номер участника: _________________________

№ п/п 1

3 4

10

Макс. балл

Критерии оценивания

Робот полностью выехал со старта (все точки вертикальной проекции робота покинули стартовую зону) Робот однократно поместил зелёный куб, расположенный напротив синего куба, в соответствующую ячейку короба. Куб размещен в ячейке на момент окончания заезда. В каждой ячейке короба засчитывается только один куб Робот переместил синий куб из зоны изначального размещения (на момент окончания заезда) Робот переместил зелёный куб, не находящийся напротив синего куба, из зоны изначального размещения (на момент окончания заезда) Робот выполнил полный объезд короба в любом направлении, вернувшись любой точкой проекции в зону старта Робот остановился в зоне старта, получив ненулевые баллы за выполнение 2-го пункта или 5го пункта (хотя бы одно из ведущих колес робота касается зоны старта) Составлена электрическая структурная схема Э1 робота на базе Arduino (в соответствии с ГОСТ 2.702-2011) Код программы оптимизирован (в коде используются циклы, ветвления, регуляторы). Код взаимосвязан с заданием и выполняет осмысленные действия. Программа компилируется без ошибок Читаемость кода (наличие комментариев к основным блокам кода, информативные имена переменных, выделение отступами циклов и т.д.) Отсутствие грубых ошибок в конструкции робота (незакрепленные или плохо закрепленные части, провод касается колеса и пола, шины соприкасаются с деталями шасси и т.д.) Максимальные баллы:

Кол-во баллов, выставленных членами жюри 1 по- 2 по- Лучшая пытка пытка попытка

6×3

-6×3* -6×2*

35

Итого:

*Общее количество баллов за выполнение задания (пп.2-4) не может быть меньше 0.

Ответы и решения — показать

Официальные ответы и критерии оценивания жюри. Сначала решите задания самостоятельно.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ И КЛЮЧИ ВЫПОЛНЕННЫХ ОЛИМПИАДНЫХ ЗАДАНИЙ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ТУРА заключительного этапа всероссийской олимпиады школьников по труду (технологии) 9 класс 2024-2025 учебный год Профиль «Робототехника»

Москва 2025 г. 1

По теоретическому туру максимальная оценка результатов участника 9 класса определяется арифметической суммой всех баллов, полученных за выполнение заданий, и не должна превышать 30 баллов. Каждый ответ оценивается либо как правильный (полностью совпадает с ключом), либо как неправильный (отличается от ключа или отсутствует). Каждый правильный ответ имеет свой вес: 0,5 балла, 1 балл, 1,5 балла, 2 балла. В специальной части участникам предлагается 6 задач с несколькими заданиями в каждой. Общая часть 1. ОТВЕТ (1 балл): 1Г2В3Б4А 2. ОТВЕТ (1 балла) 1 - Сплошная толстая основная 2 - Сплошная тонкая 3 - Сплошная тонкая с изломами 4 – Штриховая 5 - Штрихпунктирная тонкая 6 - Штрихпунктирная с двумя точками тонкая ОТВЕТ: Назначение линии 3 - Длинные линии обрыва 3. ОТВЕТ (1 балл): 4В Никола Тесла впервые продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно в 1898 году на электрической выставке в Мэдисонсквер-гарден. 4. ОТВЕТ (0,5 балла): ветряной двигатель, самым важным отличием старинного ветряка от современного, это то, что в те времена не предлагали с его помощью вырабатывать ток, а использовать в качестве привода, например, насоса для воды. https://dzen.ru/a/YO700-khhwBMQpw8 5. ОТВЕТ и РЕШЕНИЕ: (0,5 балла): Алюминий 6. ОТВЕТ (1 балл): 125 руб. 7. ОТВЕТ (1 балл): г 8. ОТВЕТ (2 балла): 24 Решение. Ключевой момент – совпадение центра тяжести с центром плавучести. В этом случае момент, необходимый для удержания, равен 0. Поэтому п.1 не верен, п.2 и п.4 верны. В случае п.3 необходим момент ≈ 9 ⋅ 9.8 ⋅ 0,3 ⋅ 2

sin 45о ≈ 18,7 Нм, а движители создают момент ≈ (0,2 + 0,15) ⋅ 9,8 ⋅ 0,2 ≈ 0,7Нм, т.е. п.3 неверен. Специальная часть 9. Кинематическая схема манипулятора 9.1. Ответ: Е (вес 1 б.) Решение

Рис. 1. Рабочая область

Рабочая область имеет форму прямоугольника, к которому по бокам приложены два полукруга (см. рис.1). Ответ: Е 9.2. Ответ: 210 (вес 1 б.) Решение Расстояние между центрами полукругов равно: a-2c=220-2*10=200 (см) 200 см = 20 дм Радиус каждого из полукругов равен b=40 см. 40 см=4 дм Тогда площадь рабочей области манипулятора будет равна: 20*4*2+4*4*3,14=210,24 (дм2) 210,24 дм2 ≈210 дм2 Ответ: 210 9.3. Ответ: 136 (вес 1,5 б.) Решение Определим параметры границы данной фигуры (см. рис. 2):

Рис. 2. Рабочая область в координатной плоскости

По оси OZ данная область расположена в плоскости с координатой 50. Значит, не подходят точки с номерами пунктов 1, 3, 6. Ответ: 136 9.4. Ответ: 21;17 (вес 2 б.) Решение 1. Определим, на какое расстояние в условных единицах от начала координат переместится поступательная пара: 59400:(180*30)*2:2=11(условных единиц) Определим, на какой угол повернулась вращательная пара: 4500:(180*30)*360°=300° Сделаем рисунок:

Рис. 3. Рабочая область с захватом

То есть, мы имеем прямоугольный треугольник с углами 360°-300°=60° 90°-60°=30° Длина гипотенузы в условных единицах равна: 40:2=20 (условных единиц) Значит, по оси ОХ координата будет равна: 11+20*0,5=21 По оси OY координата будет равна: 20*sin(60°)=17,3205080...≈17 Ответ: 21;17. 9.5. Ответ: 270000;-1350 (вес 1,5 б.) Решение Чтобы захват оказался кратчайшим путём в точке с координатами (50, 20, 50), по оси ОХ нужно переместиться на 50, при этом ось вращательной пары 4

должна повернуться на -90°. Энкодер мотора №1 покажет: 50*2:2*30*180=270000 Энкодер мотора №2 покажет: (-90°:360°)*180*30=-1350 Ответ: 270000;-1350 10.Ременная передача 10.1. Ответ: 64 (вес 1 б.) Решение

L ЗУ

Рис. 4. Манипулятор

Чтобы ЗУ переместилось на 10 мм нижний шкив (рис. 4) должен повернуться на 10: (50 ⋅ 𝜋) ⋅ 360 = 72: 𝜋 градусов. При этом вал двигателя сделает 72: 𝜋: 360 ⋅ 50 = 10: 𝜋 оборотов, а энкодер увеличит показания на 10: 𝜋 ⋅ 20 = 200: 𝜋 ≈ 63.69 единиц. Ответ: 64 10.2. Ответ: 6,37 (вес 1 б.) Решение Для перемещения ЗУ на 200 мм вал двигателя должен сделать 200: (50 ⋅ 𝜋) ⋅ 50 = 200: 𝜋 оборотов вала двигателя. На это уйдет 200: 𝜋: 600 ⋅ 60 ≈ 6.3694 секунд. Ответ: 6,37 10.3. Ответ: 127 (вес 2 б.) Решение Для перемещения ЗУ на 20 мм за секунду вал двигателя должен делать 20: (50 ⋅ 𝜋) ⋅ 50 = 20: 𝜋 оборотов в секунду. Такая скорость вала даст 20: 𝜋 ⋅ 20 ≈ 127.3885 импульсов энкодера секунд. Ответ: 127 5

11.Механизм Чебышёва 11.1. Ответ: 28 (вес 1,5 б.) Решение E

D F А

G Рис. 5. Механизм Чебышева

При нахождении шарнира 𝐶 в точке 𝐺 рычаг 𝐸𝐶 (рис. 5) занимает вертикальное положение (это видно из соотношения сторон 5:4:3 получающегося треугольника 𝐴𝐷𝐵 – пифагоровой тройке). Поэтому искомое расстояние равно 5𝑎 − 𝑎 = 4𝑎 = 4 ⋅ 7 = 28 см. Ответ: 28 11.2. Ответ: 28 (вес 1,5 б.) Решение При нахождении шарнира 𝐶 в точке 𝐹 рычаг 𝐴𝐷 занимает вертикальное положение (это видно из соотношения 5:4:3 сторон получающегося треугольника 𝐻𝐷𝐹, где 𝐻 – точка на отрезке 𝐴𝐷 на расстоянии 𝑎 от 𝐴, – пифагоровой тройке). Поэтому искомое расстояние равно 2 ⋅ |𝐴𝐵| = 4𝑎 = 4𝑎 = 28 см. Ответ: 28

12.Лабиринт 12.1. Ответ: 17 (вес 1 б.) Решение: Путь «без повторений» между клетками по условию определен однозначно, из рис. 6 видно, что его длина 17. Ответ: 17

110

10

10

10

20

20

0 20

20

10

Рис. 6. Лабиринт и обратный путь

12.2. Ответ: 11010020200100100102000200 (вес 2 б.) Решение По составленной последовательности можно нарисовать маршрут, а затем удалить заезды в тупики (рис. 6). Получим путь до финиша вида 001000102002002001010020. По нему составим ответ, не забыв добавить в начале разворот «11». И инвертировать повороты. Ответ: 11010020200100100102000200 12.3. Ответ: 4 (вес 1 б.) Решение Граница между В3 и Г3 должна быть, иначе есть «цикл». Клетка Г2 должна быть окружена с трех сторон стенками по той же причине. Других внутренних стенок нет – видно из маршрута робота. А

110

10

10

10

20

20

0 20

20

10

0 7

Рис. 7. Стенки лабиринта

Ответ: 4 13.Микроконтроллер 13.1. Ответ: 732 (вес 1 б.) Решение Результат равен 𝑎𝑑𝑐ℎ ⋅ 28 + 𝑎𝑑𝑐𝑙 = 732 Ответ: 732

14.Листинг 14.1. Ответ: 10 (вес 1 б.) Решение Перед выполнением 10 строки текущая папка /Misha/prog/edited/tmp/ Очищать надо было ее. Ответ: 10 14.2. Ответ: 5,6 или 8,9 (вес 1 б.) Решение Строки 5 и 6 могут быть заменены одной. Например, cd ../edited/ Строки 8 и 9 могут быть заменены одной. Например, cp ./tmp ../../done/ 14.3. Ответ: cd ../edited/ или cp ./tmp ../../done/ (вес 1 б.) Решение в 14.2

Заключительный этап 2024/2025 — другие классы

Все классы →

Олимпиада по робототехнике 9 класс — другие годы и этапы

Все комплекты →