輸電線(xiàn)路智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用

1、輸電線(xiàn)路智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用摘要：現(xiàn)如今，我國(guó)是社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的新時(shí)期，對(duì)于電力能源需求量 在不斷增加，特高壓電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模在逐漸擴(kuò)大，與此同時(shí)，輸電網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越 復(fù)雜，這在一定程度上促使人工地面故障巡查難度系數(shù)大大提升。采用地上人工 巡檢方式常常會(huì)由于遮擋、距離等因素干擾，難以有效確定絕緣子和相關(guān)的電氣 設(shè)備是否處于良好的工作狀態(tài)。如果在一些特殊的氣象環(huán)境中，通常難以正常實(shí) 施人工登塔巡檢，另外，通常在一些人員活動(dòng)密集區(qū)域輸電線(xiàn)路常常會(huì)受到外力 破壞，采用人工巡檢方式根本無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線(xiàn)路故障問(wèn)題，而且不能及時(shí)制 止輸電線(xiàn)路外力破壞問(wèn)題。由此可見(jiàn)，輸電線(xiàn)路應(yīng)用智能巡視機(jī)器人

2、來(lái)代替人工 巡視是具有非常重要的意義的。關(guān)鍵詞：輸電線(xiàn)路；越障裝置；無(wú)線(xiàn)充電；巡檢機(jī)器人引言當(dāng)前我國(guó)高壓輸電線(xiàn)路主要是采用電力遠(yuǎn)距離輸電方式，輸電線(xiàn)路主要是負(fù)責(zé)電力輸送 的任務(wù)，是電力系統(tǒng)中的重要組成部分。高壓輸電線(xiàn)路是我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的主動(dòng)脈， 對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著非常重要的影響。但是由于輸電線(xiàn)路、電桿、等設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處在暴 露的環(huán)境當(dāng)中，受到外界因素影響是非常大的，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)線(xiàn)路斷股、開(kāi)裂等問(wèn)題，如果不 能及時(shí)的進(jìn)行檢修，就會(huì)對(duì)整體的輸電線(xiàn)路造成嚴(yán)重的影響，甚至?xí)斐奢^大的安全事故。1智能巡檢機(jī)器人的概述智能巡檢機(jī)器人利用智能語(yǔ)音識(shí)別、移動(dòng)終端和中控端控制巡檢機(jī)器人行走到指定位置，

3、通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)準(zhǔn)確獲取外界環(huán)境信息，檢測(cè)對(duì)象相應(yīng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)采集收集傳輸 到客戶(hù)端，是一種適應(yīng)于多種環(huán)境下具備多種功能的移動(dòng)設(shè)備。目前智能巡檢機(jī)器人類(lèi)型多 樣，從移動(dòng)方式來(lái)看大致包括三種：軌道懸掛式、地面移動(dòng)式以及管道滾動(dòng)式。三種機(jī)器人 分別對(duì)應(yīng)完成不同領(lǐng)域或工作環(huán)境下的巡檢工作。智能巡檢機(jī)器人根據(jù)功能屬性，其作用主 要表現(xiàn)為：日常巡檢，能夠定時(shí)、定點(diǎn)、定軌跡進(jìn)行巡檢工作；視頻監(jiān)控采集數(shù)據(jù)，通過(guò)自 帶攝像頭智能識(shí)別檢查項(xiàng)目，采集巡檢對(duì)象相關(guān)信息，并傳送回相應(yīng)的數(shù)據(jù)；采集數(shù)據(jù)分析， 將采集回來(lái)的數(shù)據(jù)分析判斷篩選，結(jié)果輸送到用戶(hù)客戶(hù)端，提高工作效率；自主導(dǎo)航回充， 當(dāng)巡檢任務(wù)結(jié)束后，能夠根

4、據(jù)充電樁發(fā)出的信號(hào)回航充電。2輸電線(xiàn)路智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用2.1強(qiáng)化人機(jī)協(xié)作模式的交互設(shè)計(jì)在人機(jī)協(xié)作模式中，智能巡檢機(jī)器人在加快動(dòng)態(tài)感知、優(yōu)化決策等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)外，增 強(qiáng)人機(jī)交互體驗(yàn)效果也是強(qiáng)化人機(jī)協(xié)作效能的一個(gè)重要部分，換言之就是處理好人、機(jī)器、 環(huán)境之間的和諧交互關(guān)系。巡檢機(jī)器人的智能化無(wú)疑強(qiáng)調(diào)的是三者之間的交互關(guān)系。由于全 智能化巡檢還有待發(fā)展成熟，在智能巡檢機(jī)器人在作業(yè)過(guò)程中，人為起到至關(guān)重要的作用， 運(yùn)用人的多感官如視覺(jué)、語(yǔ)言聽(tīng)覺(jué)等來(lái)理解周?chē)h(huán)境和檢測(cè)對(duì)象，讓用戶(hù)獲得自然、沉浸式 的交互體驗(yàn)?？梢岳弥w動(dòng)作、手指、語(yǔ)音，甚至是眼動(dòng)追蹤等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)與智能巡檢機(jī) 器人的交流與

5、對(duì)話(huà)，使得人機(jī)操作方式更加自然和諧。通過(guò)不同的肢體動(dòng)作和語(yǔ)音系統(tǒng)控制 巡檢機(jī)器人的操作，完成巡檢任務(wù)。依靠智能交互新技術(shù)發(fā)展成為未來(lái)智能巡檢機(jī)器人一個(gè) 設(shè)計(jì)發(fā)展大趨勢(shì)。2.2巡檢模式機(jī)器人進(jìn)行沿地線(xiàn)行走和跨越塔桿進(jìn)行工作的基礎(chǔ)就是越障橋和駐留巢穴的輔助。這種 機(jī)器人能自動(dòng)定期和安全巡檢，也可以隨時(shí)在人工遙控下進(jìn)行實(shí)時(shí)定點(diǎn)巡視。機(jī)器人在底線(xiàn) 上運(yùn)行，視角是比較高的，主要是通過(guò)攝像機(jī)云臺(tái)來(lái)對(duì)巡視點(diǎn)進(jìn)行巡檢。機(jī)器人主要有兩種 巡視方式，分別為自動(dòng)巡檢和手動(dòng)巡檢，這也是最常用的兩種模式。其中，自動(dòng)模式下，機(jī) 器人隨著人為設(shè)定好的巡視路線(xiàn)和巡視時(shí)間開(kāi)始工作，從巡檢線(xiàn)路一段的駐留巢穴出發(fā)，沿 著規(guī)定好的線(xiàn)

6、路來(lái)進(jìn)行自主巡視。當(dāng)機(jī)器人到達(dá)另一端的駐留巢穴后，對(duì)其進(jìn)行電池的更換， 當(dāng)完成巡檢工作后，機(jī)器人進(jìn)入休眠狀態(tài)中，等待下一次的巡檢任務(wù)，機(jī)器人進(jìn)行自主巡視 時(shí)，工作人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程集控中心進(jìn)行查看。機(jī)器人在人工遙控操作巡檢模式下，工作人 員需要到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)進(jìn)行操作，通過(guò)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)向機(jī)器人發(fā)送指令，機(jī)器人的巡視路線(xiàn)和巡視時(shí) 間都是工作人員現(xiàn)場(chǎng)指定的，機(jī)器人按照工作人員的指令來(lái)完成整體的巡視任務(wù)。當(dāng)巡視工 作結(jié)束后，機(jī)器人進(jìn)入自動(dòng)巡檢模式，操作人員可以實(shí)時(shí)查看巡檢結(jié)果。當(dāng)前我國(guó)巡視機(jī)器 人共有四種工作狀態(tài)，分別為空閑狀態(tài)、手動(dòng)控制狀態(tài)和自動(dòng)巡檢狀態(tài)已經(jīng)充電狀態(tài)。當(dāng)這 幾種狀態(tài)之間進(jìn)行切換時(shí)，必須要滿(mǎn)足以

7、下幾種原則1）當(dāng)機(jī)器人電量出現(xiàn)不足時(shí)，就需要 自動(dòng)返回充電巢穴，這個(gè)模式的優(yōu)先級(jí)是最高的任務(wù)密室；2）自動(dòng)巡檢恢復(fù)功能，自動(dòng)巡 檢恢復(fù)功能進(jìn)行中，因?yàn)榭刂迫藛T手動(dòng)或者是電量不足而返回充電倉(cāng)，然后進(jìn)入到空閑狀態(tài) 中，當(dāng)電量充足后，在進(jìn)行自動(dòng)巡檢功能，繼續(xù)完成未完成的任務(wù)；3）機(jī)器人完成自動(dòng)巡 檢任務(wù)后，會(huì)返回到最近的巢穴；4）超出制定的巡檢時(shí)間后，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)進(jìn)入巢穴狀態(tài) 中。2.3巡檢機(jī)器人在線(xiàn)檢測(cè)方法與作業(yè)技術(shù)智能巡檢機(jī)器人在應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于輸電線(xiàn)路故障的監(jiān)測(cè)一般采用離線(xiàn)監(jiān)測(cè)方式。具體 來(lái)說(shuō)，由于機(jī)器人上搭載了相關(guān)的攝像頭，遠(yuǎn)程巡視線(xiàn)路故障，在這種情況下，機(jī)器人控制 系統(tǒng)本身并不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)

8、測(cè)功能。因此，需要在智能巡檢機(jī)器人研究中，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù) 作為研究重點(diǎn)，需要根據(jù)智能巡檢機(jī)器人發(fā)展的實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)出一種較為可靠的輸電線(xiàn)損 傷、斷股故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方式，使得其能夠應(yīng)對(duì)機(jī)器人工作的各種環(huán)境。由于智能巡檢機(jī)器人 工作環(huán)境復(fù)雜，因此，對(duì)于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)性要求較高，相關(guān)設(shè)備必須具有質(zhì)量輕、監(jiān)測(cè)精 度高的特點(diǎn)。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中受到外部干擾因素較小，使得其能夠?yàn)檠矙z工作的開(kāi)展提供重要 的技術(shù)支持，保證巡檢工作質(zhì)量。智能巡檢機(jī)器人還可以利用多種傳感器進(jìn)行線(xiàn)路等的掃描， 實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)。智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用還會(huì)受到輸電線(xiàn)巡檢與作業(yè)任務(wù)的需求影響，這就使 得機(jī)器人本身必須具有較好的線(xiàn)路維護(hù)能力。在這種情

9、況下，機(jī)器人必須搭載相關(guān)模塊化的 作業(yè)工作，使得其在運(yùn)行與使用的過(guò)程中能夠及時(shí)進(jìn)行線(xiàn)路故障的處理與維護(hù)，使得輸電線(xiàn) 可以保持在穩(wěn)定、安全的運(yùn)行狀態(tài)下。2.4跨越越障橋巡檢機(jī)器人在實(shí)際工作過(guò)程中無(wú)障礙行走則是最為基礎(chǔ)的要求，是保證巡檢工作有效開(kāi) 展和進(jìn)行的關(guān)鍵，在該項(xiàng)機(jī)器人應(yīng)用的主要是嵌入式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。在該機(jī)器人進(jìn)行巡檢工 作過(guò)程中遇到越障橋時(shí)，那么在這臺(tái)機(jī)器人中所搭載的紅外傳感器就會(huì)發(fā)揮作用，能夠準(zhǔn)確 識(shí)別到越障橋信息，然后再將其反饋到控制系統(tǒng)，然后發(fā)出相應(yīng)指令促使越障裝置夾緊越障 橋，然后在充分結(jié)合該機(jī)器人所處于的位置以及橋型結(jié)構(gòu)信息，通過(guò)相關(guān)的計(jì)算和分析對(duì)越 障裝置夾緊程度進(jìn)行有效控制，通過(guò)這種方式能夠達(dá)到精準(zhǔn)上橋的效果；在橋上運(yùn)行環(huán)節(jié)， 通常會(huì)結(jié)合機(jī)器人所受到風(fēng)的影響計(jì)算以及橋的結(jié)構(gòu)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)越障裝置夾緊程度進(jìn) 行有效的控制；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通常會(huì)對(duì)機(jī)器人運(yùn)行的平穩(wěn)性進(jìn)行有效的控制，這主要是為了 確保機(jī)器人可以安全越障重回地線(xiàn)。機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中常常會(huì)遇到防震錘、桿塔等 障礙物，然而通過(guò)對(duì)越障系統(tǒng)的有效應(yīng)用，都可以輕松地跨越障礙物，控制機(jī)器人高效完成 相應(yīng)的爬坡、下坡環(huán)節(jié)?；趯?duì)控制算法的科學(xué)使用，大大提高了機(jī)器人過(guò)橋的流暢度。結(jié)語(yǔ)隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)的科技水平越來(lái)越發(fā)達(dá)，智能巡檢機(jī)器人使用的范圍越來(lái)越廣泛， 最主要的發(fā)展方向就是電力行業(yè)中，由于機(jī)器人具有的優(yōu)勢(shì)能