對電力系統(tǒng)而言，輸電線路是電力的大動脈，它的安全穩(wěn)定運行直接影響到電力系統(tǒng)的可靠性，必須投入大量的人力物力去開展線路的巡視檢查工作。經(jīng)濟的、有效的檢測和維護以保證供給用戶高質(zhì)量和高可靠性電能已成為當(dāng)今電力工業(yè)最重要的任務(wù)，人工巡檢，巡線工人需要翻山越嶺、涉水過河、徒步巡檢。

自然環(huán)境越復(fù)雜、氣候條件越惡劣，越需要增加巡視的次數(shù)，工作非常辛苦。為此，急需開發(fā)輸電線路自動巡檢機器人。達到減輕輸電線路巡視檢查的工作量，提高工作效益，確保輸電線路安全運行的目的。

并且人力巡檢很容易發(fā)生危險！

5·7豐城高壓電塔倒塌事故

輸電線路傳統(tǒng)的巡線方法采用人工目測和飛機巡航兩種方式。

其中，人工目測巡檢方式是指電力工人使用肉眼或者攜帶望遠(yuǎn)鏡等檢測工具對轄區(qū)內(nèi)的線路進行人工檢測，由于輸電線路分布面廣、地理條件復(fù)雜，電力工人往往需要跋山涉水、翻山越嶺、徒步或者駕車巡檢。這種檢測方式往往費時費力而事倍功半，且受制于作業(yè)人員的經(jīng)驗和個人素質(zhì)，人身安全還得不到保障。

飛機巡航方式又分為直升機巡航與無人機巡航，但都是利用飛機搭載高清可見光攝像機和紅外熱成像儀等設(shè)備沿線飛行巡視線路，如圖所示。飛機巡航時線路從巡檢人員的視野中快速經(jīng)過，同時需要與電力線路保持一定安全距離，這不但對巡檢人員與飛機駕駛員技術(shù)要求較高，且還是會存在檢測不精的情況，同時直升機巡航還存在費用高昂的問題。

社會的呼喚

根據(jù)實際調(diào)研，我國的500KV輸電線路由若干個耐張塔，若干個直線塔及其間的相線、架空地線和線路上的金具等組成。架空地線在輸電相線所的上方五米左右國家電網(wǎng)500kV的輸電線路相線大多采用四分裂導(dǎo)線的方式架設(shè)，旨在抑制電暈放電和減少線路電抗。機器人主要針對500KV輸電線路進行巡檢，運行于四分裂導(dǎo)線的下部，因此，機器人的移動環(huán)境可抽象為下圖所示的結(jié)構(gòu)。

在國際智能移動機器人大發(fā)展的背景下為超高壓輸電線路巡檢機器人這個新事物提供了可能性。利用機器人進行巡檢工作和維護超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的正常運行，不但可以減輕電力工人的勞動強度，而且對提高電網(wǎng)自動化水平、保障電網(wǎng)安全運行具有重要意義。

因此，國內(nèi)外專家提出了輸電線路巡檢機器人的概念，并開展了相關(guān)研究。超高壓輸電線路機器人是以機器人本體平臺為載體，攜帶高清攝像機和紅外熱成像儀等檢測儀器，沿輸電線路的相線或上方的架空地線運行，對線路進行檢查、維護等工作。

同時，“智能巡檢機器人及巡檢技術(shù)”屬于國家電網(wǎng)公司“十二五”科技規(guī)劃中“輸變電設(shè)備運行與管理”領(lǐng)域的重點任務(wù)，是重點發(fā)展的新技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。

今天小磚頭要說的項目——超高壓輸電線路巡檢機器人系統(tǒng)正是在這一背景下應(yīng)運而生的。

該機器人在國家“863”計劃以及國電東北電網(wǎng)有限公司支持下研制完成，攻克了超高壓環(huán)境下的機器人機構(gòu)、驅(qū)動與控制、遠(yuǎn)程通訊以及電磁兼容等多項關(guān)鍵技術(shù)，是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型移動機器人，可應(yīng)用于500kv 超高壓輸電線路巡檢作業(yè)。

巡檢機器人系統(tǒng)由巡檢機器人和地面移動基站組成。巡檢機器人在超高壓輸電線路上沿線行走，通過攝像機等檢測設(shè)備檢測輸電設(shè)施的損傷情況，地面基站對機器人具有遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測功能，機器人上的高速球形攝像機拍攝的輸電設(shè)施（輸電線、絕緣子及桿塔等）圖像可通過無線傳輸系統(tǒng)傳送至地面基站，進行顯示、存儲與處理，以便地面人員及時準(zhǔn)確地掌握輸電線路的運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)線路設(shè)施的損傷、缺陷等故障情況。

功能

移動功能。作為一款線上行走機器人，它需要適應(yīng)超高壓線路的特性，能夠在線上穩(wěn)定的行走，速度太慢將影響巡線檢查效率，太快又會因為線路上的障礙物造成不可預(yù)測的危險狀況。

攀爬功能。考慮高壓輸電線路的柔性特點，巡檢機器人需要完成較大角度攀爬，特別是在兩個山頭的塔桿之間以滿足實際線路要求。

越障功能。巡檢機器人的越障能力是其整個機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，為了提高巡視檢測的效率，機器人需要安全通過普通障礙物。

安全保護功能。在高空作業(yè)過程中，若機器人發(fā)生機械故障，很可能會對周圍工作人員甚至整個電網(wǎng)造成巨大威脅，因此，在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要謹(jǐn)慎考慮機器人的自我保護能力提高安全性。

電機驅(qū)動控制能力。超高壓巡檢機器人要在線上完成各種復(fù)雜動作，其運動的根本是電機的轉(zhuǎn)動，因而需要對機器人上的各個電機進行伺服控制，通過上層指令實現(xiàn)對各電機的位置控制和速度控制。

通訊功能。機器人在高空作業(yè)，而工作人員一般在地面操作，因此，必須通過無線通訊將操作人員的指令發(fā)送給機器人，使其完成相應(yīng)動作，同時，機器人采集的數(shù)據(jù)也通過無線傳輸返回給地面。