机械科技,创造冬奥冰雪神奇!
2022-02-17 来源:钢易通
摘要
盘点冬奥会相关制造科技,感受机械与运动结合之美

编者按:北京2022年的冬奥会正在如火如荼地进行,我们也在不断见证中国的奥运健儿在赛场上奋勇拼搏、屡创佳绩,而幕后创造这冰雪盛会奇迹的不仅有数以万计任劳任怨的工作人员,还有中国黑科技的强大支持。其中,机械制造完美地将科技美感与竞技精神相融合,细节处彰显了中国制造的雄厚实力。

 

黑科技一:由4套齿条机构组成的开幕式“大雪花”

冬奥会开幕式中悬浮于空、美轮美奂的“大雪花”就是承载主火炬的地面核心装置系统,它是由“LED底盘、主火炬辅助翻转提升装置及台阶踏步升降装置”三部分组成的。由于鸟巢地面LED大屏不能承受重物,地面核心装置系统巧妙地安装在场中升降台钢架上;主火炬翻转提升装置驱动系统由4套齿条机构组成,其制作精密程度帮助“大雪花”完成精准升降、旋转与做曲线运动;台阶踏步升降装置设计了巧妙的反转补偿装置,保证火炬手即便在台阶运动状态下也能够平稳拾级而上而上。从“大雪花”的开发、设计、生产到应用,无不体现着绿色、可持续的发展理念,真正将绿色奥运精神发挥到了极致。

 

提出的两种总体轴系方案图

 

优化前后中心图案的受力分析

 

黑科技二:由金属3D打印的奥运主火炬

除了“大雪花”的机械科技工艺,不得不提其中央那个令雪花熠熠生辉的奥运主火炬了,它的诞生,是金属3D打印中技术与美学集大成的集中体现。螺旋上升的火焰造型压缩了火炬内部空间、变径变曲率且坚固轻盈的设计都为主火炬的设计与制造增加了难度。中国的机械人克服了重重困难,不断研究算法、变轨技术,从理论推导到实验验证再到生产实践,利用“偏心”编织法、双机器人协同夹持芯模控制算法、单纱张力全流程数字化调控技术、高维曲面自动打磨的技能作业机器人系统等等原创机械科技技术手段,最终实现了火炬外飘带的三维自动化立体编织和自动化打磨,用技艺精湛的金属3D打印技术为升起了雪印流光的冬奥之火。

 

金属3D打印火炬内飘带,表面经过后处理

 

EBM 3D打印机结构示意图

 

黑科技三:由18道工序、20道检验打造出的冬奥奖牌

北京2022年冬奥与冬残奥会奖牌由圆环加圆心构成,取自中国古代同心圆玉璧,象征五环同心、世界大同、共享冬奥荣光。在制作工艺上,制作团队采用喷丸处理来打造奖牌磨砂质感,运用金工压亮手艺光亮打磨凹刻花纹文字,增加奖牌层次感与质感。之后的落料、压印、表面效果处理及包装还会经历18道工序和20道检验,每一枚奖牌的诞生都是设计者和制作者巧妙构思和精彩创意的智慧结晶,体现了中国机械工艺的卓越与中国传统文化博大精深的精神内涵。

 

 

机械黑科技在冬奥中的广泛应用不仅体现出我国综合国力的强劲实力,同时,“科技奥运”与“绿色奥运”观念的应用与实践也凸显出中国机械人与科技工作者至臻卓越的匠人精神,他们用机械制造的美学与魅力创造出了一个个冬奥冰雪奇迹。

 

关键词:机加工,金属加工,冬奥

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