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2月4日，北京冬奧會如約舉辦。開幕式上視聽盛宴，賽中眾多監(jiān)測儀器護(hù)航運動員安全，技術(shù)成為“簡潔、安全、精彩”的通道。值得一提的是，本屆冬奧會還實現(xiàn)了多個首次，其中一項成果曾被用于火炬?zhèn)鬟f中。
2月2日，在北京冬奧公園舉行的冬奧火炬?zhèn)鬟f活動中，由沈陽自動化所牽頭，聯(lián)合北京動力機械研究所、廣東智能無人系統(tǒng)研究院等單位聯(lián)合研制水下機器人，實現(xiàn)水下火炬接力，并在25天的時間里開展了近百次的測試，進(jìn)一步提升了機器人的控制性能和穩(wěn)定性。
在火炬?zhèn)鬟f中，火炬手將奧運圣火傳遞給水陸兩棲機器人，水陸兩棲機器人“舉”著點燃的火炬下水，沿冰壺賽道旋轉(zhuǎn)滑入冰洞口；水下變結(jié)構(gòu)機器人向其靠攏，兩臺機器人手持火炬在水下精準(zhǔn)對接點火，水下變結(jié)構(gòu)機器人手持點燃火炬從冰洞口出水，將奧運圣火傳遞給下一棒火炬手。
為了完成系列傳遞，研發(fā)團(tuán)隊采用快速定制化開發(fā)技術(shù)，突破了水下機器人在復(fù)雜環(huán)境下了冰水跨介質(zhì)高適應(yīng)性運動控制、復(fù)雜流場擾動的水下動態(tài)對準(zhǔn)、水下機械臂厘米級精準(zhǔn)作業(yè)、跨介質(zhì)可靠燃燒組織等關(guān)鍵技術(shù)，為水下機器人成功進(jìn)行火炬?zhèn)鬟f奠定了基礎(chǔ)。
值得一提，機器人的水下精準(zhǔn)對接與水下點火，既是傳遞亮點又是難點。想要達(dá)成精準(zhǔn)對接，在野外復(fù)雜流場環(huán)境條件下，火炬末端的定位精準(zhǔn)度須持續(xù)保持在1厘米以內(nèi)。這對機器人的動力穩(wěn)定性要求很高。水下推進(jìn)器為水陸兩棲機器人提供水下動力的核心零部件，至關(guān)重要。
本次采用的水下推進(jìn)器應(yīng)用了先進(jìn)的磁性耦合驅(qū)動技術(shù)，大幅減少了推進(jìn)器運行過程中的沖擊與振動；動力電源與信號電源系統(tǒng)內(nèi)部隔離，所有電器元件絕對密封在一個密封艙內(nèi)，減少了密封泄漏危險；機、電、槳的融合設(shè)計和精密工藝使產(chǎn)品效率、噪聲、功率密度等多項參數(shù)達(dá)到極致。高性能、高精度、推力大、體積小、重量輕等技術(shù)優(yōu)勢，很好地滿足了機器人火炬手的要求，成為其動力首選。
另外，據(jù)了解水下火炬重點在于“防水”和“補氧”?；鹁嫜邪l(fā)從燃燒需要可燃物、助燃劑、點火源3個方面入手。火在水下實現(xiàn)燃燒重要因素是“防水”和“補氧”。防水”是指保護(hù)點火源，即給火制造“無水環(huán)境”?；鸱N被放置在一個“筒”狀的“空腔”中，燃燒的火焰周圍，包裹了一層“氣膜”一樣的氣動防水罩，兩項設(shè)計保證了奧運之火與水“隔絕”，順利在水下燃燒。此外，為了防止水下氧氣條件不足，火炬燃燒器還自帶了助燃劑，為火補充足夠的氧氣。
不僅如此，除了水下火炬接力機器人外，空中飛行機器人、地面機器人、冰雪面六足機器人等，先后參加實驗室測試和外場試驗，并在沈陽和北京開展了外場試驗，為北京冬奧火炬?zhèn)鬟f提供了高質(zhì)量的技術(shù)和裝備支撐。
(原標(biāo)題：聚焦精準(zhǔn)對接與點火，我國實現(xiàn)機器人水下火炬接力)
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