高压输电线路智能巡检机器人的研制与应用

高压输电线路智能巡检机器人的研制与应用

陈志武

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摘要：为了把机器人的巡检功能更加完善化，更加的满足实际的需求，而进行的一些改变设计。由于高压输电线路的施工环境很复杂，所以需要机器人进行巡检，目前的机器人巡检方式比较单一，而且有一定局限性，在穿越故障区域的时候没办法自动长距离运行的问题，所以对于这个问题进行了考察和设计，对于机器人的结构问题，使用中的控制问题，对于当前机器人的大小体重问题进行了考察和重新的设计，也考虑到了电源长时间使用不足的问题，是否使用太阳能等代替原来的电池充电的问题，加强机器人的使用时间，完善机器人的短板跟缺陷。让机器的更加的完善，还有对于机器人控制使用的问题。通过以太网或者3g等方式进行加强，由于地形特殊，所以也要考虑对于上坡或者下坡或者崎岖路线的行走方式等。对于巡检方式的加强，譬如增加红外线等方式。通过这些对于主要功能和系统功能的提升，让机器人更加人性化，更加接近现实，对于高压输变电巡检的更加精确化，更加的高效，使巡检之前的问题迎刃而解。

关键词：高压输电线路；智能巡检机器人；研制与应用

高压输电线路的技术水平比较高，且地理位置大多数比较严峻，对于高压输电线的巡检就成了必不可少的环节，巡检也给高压输电线路的安全带来了保证，防止意外的发生。高压输电线路可以进行人工巡检，人工巡检有一定的危险性，因为其环境的因素，容易出现人员伤亡。直升机巡检，减少了人工巡检的危险性，但是成本比较大，对于巡检也不能仔细的进行。机器人巡检，安全性高，成本比较低。但是目前的机器人的巡检方式比较单一，很多实际问题不能得到解决。没有办法和人工或者直升机巡检一样长距离并且高效的完成巡检过程，所以在根据实际问题的情况下我们根据武汉大学研制的巡检机器人进行进一步的提升和完善，对更多的实际问题可以得到解决，让机器人巡检更加的好。

1穿越越障巡检机器人系统

1.1系统组成

高压输电线路巡查过程中，需要很多检测，确保其安全性。所以对于巡检的机器人，有很多的要求譬如由于场地较大需要较长的续航功能，所以机器人需要加入太阳能充电的方法增长使用的时间。还有对于地线道路问题的改造，让机器人更加迅速的完成任务。在工作的过程中会经过很多地方，所以在电量不足的时候，要确保太阳能充电基站的自动使用，给机器人充足的电源。完成他的工作需求，确保可以完整的进行工作任务，机器人的系统对于接收机器人工作的进程拍摄等，有重要的作用，其中基站层，通信层，终端层将机器人的网路问题解决，通过他们机器人将工作巡检时拍到的照片，完整的传给我们，才能进行下一步的工作。一些机器人在运行的过程中进行视频拍摄的方式，观察周围的环境和检查的问题等通过网络传输过来，也正是终端层，基站层，通讯层把机器人身上的网络组织构建好，完成以太网或者3g网络的传输。让工作更加的便利。使用机器人也让工作更加的现代化。

1.2主要功能

对于高压输电线路的巡检过程比较繁琐，所以他的主要功能也比较多，譬如，巡检过程中需要进行人员的控制，对机器人需要安装摄像功能，对于摄像功能的要求比较高，对于黑暗地区等都要确保可以拍到，所以安装红外线成像仪和可见光摄像机就必不可少，需要机器人储存传输拍下来的照片；在行动的过程中要注意平稳地区和起伏地区的运行问题，在运行坡度大于8°的时候要进行蠕动行动的方式，在坡度低于8°的时候也要注意进行防震等设置。平稳地区也要注意防滑等问题；由于高压输电线路范围较大所以对于电能的考察也很重要，为了防止机器人在运行的过程中出现断电等问题，所以对于电能补给，太阳能设计，在较高的地方安装太阳能板进行转化电源，譬如塔杆的顶端，然后在机器人身上安装充电插头等，方便充电，可以确保工作能够顺利的完成。中途不会出现较大的问题；对于图像的传输和视频的传输，需要网络的安装，和机器人自身需要内存设计，防止出现拍摄后无法保存的问题。还要对拍摄的图片和视频进行处理防止出现无法观看或者是照片视频的拍摄不清楚。提高工作的效率。

2新型穿越越障巡检机器人关键技术

2.1机器人本体机械结构

因为部分地区地形的考验，所以对于机器人本体的机械结构，有很大的考验，所以在设计机器人本体机械的时候，需要考虑到在平缓地区或者有起伏地区的地方应当如何进行前进，由于会有一些恶劣天气的影响，所以在机器人行走的齿轮要进行防滑设计还要提高他的使用消耗的问题，可以安装聚胺酯材料来提高他的使用效率问题。在运行到起伏地区可以设置两个机械臂的方法，机械臂上可以安装滑轮，机械臂可以设计为三个旋转的环节，这样可以确保在一些地区，可以使用机械臂行走的方法，避免起伏地区无法行动。因为部分高压输电线路检查的需要比较仔细，所以设置一个可以伸缩的长臂，在长臂上安装摄像头等，进行拍摄的时候可以更加清楚，准确的拍到每个地方，也可以解决一些比较高的地方拍不到或者拍不清楚的问题，等已解决。高压输电线路的部分地区可能有密集的地方，所以对于机器的大小，进行调整，尽量让机器人不那么笨重，可以更加便捷，有利的在高压输电线路上进行工作作业。也让工作作业更加的安全，更加的接近到实际的问题。在机械臂的设计过程中，我们发现机器人除了平行运动外还需要其他的运行方式，才能更好的检验的更全面一些，所以机械臂需要安装可以旋转的关节，和垂直，平行运动的关节，让机器人更加的便利。

2.2电能在线补给

由于高压输电线路的范围比较大，所以对机器人来说，电的需求也比较大，所以机器人在电能的在线补给方面，我们需要注意，太阳能充电基站的问题。由于机器人长时间的运行电源会变少，所以在建立太阳能充电基站的时候，可以在塔杆进行建立，可以将塔杆上安装太阳能板，进行蓄电。当机器人在运行中出现电源缺乏的时候可以到定点进行充电，补给。所以在电能补给的过程中，机器人的运行线路也是一个很大的问题，在运行时要确保机器人可以到塔杆的太阳能充电处进行充电。对于充电时，与机器人进行充电的方法，譬如充电插头等，也要进行特殊的设计，可以讲充电头安装在机器人身上，这样保证了周围不会因为阴雨天气引发一些安全的问题，也要注意充电处要进行防水等设计，譬如在充电的地方可以安置一些保护罩，充电时由于充电插座在机器人身上，所以机器人可以直接的将充电头插入保护的充电处，也要确保再设计时，充电可以对接，这样提高了他的便利性和他的安全性。

3结论

在根据实际情况的状态下，为了对高压输电线路的巡检更加具体，安全，高效的实行，对于机器人巡检的方式进行了研究，提高了机器人巡检距离比较短，没办法长时间自动进行巡检等问题，在原有的基础上提出了新的设计方式，让机器人更加实际化，现代化。让机器人的大小有便捷性和安全性，重量降低，使用寿命增长，能耗降低，使用太阳能代替传统充电的方式，更加环保，也让机器人的工作时间延长，更加便利。在山地的高压输电线路进行测试，机器人的运行能力，实用性，根据现场的实际情况有很大的改善，让工作更加的便利，更加的安全，更加智能化，更加现代化，也让企业节省了不必要的开支，大部分地方都得到提升。

参考文献:

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