水火相融！我国实现机器人水下火炬接力

　　2月4日，北京冬奥会如约举办。开幕式上视听盛宴，赛中众多监测仪器护航运动员安全，技术成为“简洁、安全、精彩”的通道。值得一提的是，本届冬奥会还实现了多个首次，其中一项成果曾被用于火炬传递中。
 

　　2月2日，在北京冬奥公园举行的冬奥火炬传递活动中，由沈阳自动化所牵头，联合北京动力机械研究所、广东智能无人系统研究院等单位联合研制水下机器人，实现水下火炬接力，并在25天的时间里开展了近百次的测试，进一步提升了机器人的控制性能和稳定性。
 

　　在火炬传递中，火炬手将奥运圣火传递给水陆两栖机器人，水陆两栖机器人“举”着点燃的火炬下水，沿冰壶赛道旋转滑入冰洞口；水下变结构机器人向其靠拢，两台机器人手持火炬在水下精准对接点火，水下变结构机器人手持点燃火炬从冰洞口出水，将奥运圣火传递给下一棒火炬手。
 

　　为了完成系列传递，研发团队采用快速定制化开发技术，突破了水下机器人在复杂环境下了冰水跨介质高适应性运动控制、复杂流场扰动的水下动态对准、水下机械臂厘米级精准作业、跨介质可靠燃烧组织等关键技术，为水下机器人成功进行火炬传递奠定了基础。
 

　　值得一提，机器人的水下精准对接与水下点火，既是传递亮点又是难点。想要达成精准对接，在野外复杂流场环境条件下，火炬末端的定位精准度须持续保持在1厘米以内。这对机器人的动力稳定性要求很高。水下推进器为水陆两栖机器人提供水下动力的核心零部件，至关重要。
 

　　本次采用的水下推进器应用了先进的磁性耦合驱动技术，大幅减少了推进器运行过程中的冲击与振动；动力电源与信号电源系统内部隔离，所有电器元件绝对密封在一个密封舱内，减少了密封泄漏危险；机、电、桨的融合设计和精密工艺使产品效率、噪声、功率密度等多项参数达到极致。高性能、高精度、推力大、体积小、重量轻等技术优势，很好地满足了机器人火炬手的要求，成为其动力首选。
 

　　另外，据了解水下火炬重点在于“防水”和“补氧”。火炬研发从燃烧需要可燃物、助燃剂、点火源3个方面入手。火在水下实现燃烧重要因素是“防水”和“补氧”。防水”是指保护点火源，即给火制造“无水环境”。火种被放置在一个“筒”状的“空腔”中，燃烧的火焰周围，包裹了一层“气膜”一样的气动防水罩，两项设计保证了奥运之火与水“隔绝”，顺利在水下燃烧。此外，为了防止水下氧气条件不足，火炬燃烧器还自带了助燃剂，为火补充足够的氧气。
 

　　不仅如此，除了水下火炬接力机器人外，空中飞行机器人、地面机器人、冰雪面六足机器人等，先后参加实验室测试和外场试验，并在沈阳和北京开展了外场试验，为北京冬奥火炬传递提供了高质量的技术和装备支撑。
 

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