浅谈输电线路巡检中智能机器人的应用

浅谈输电线路巡检中智能机器人的应用

张潇

国网天水供电公司   甘肃天水  741000

摘要：智能机器人在输电线路巡检中有着多方面的优势，为保障巡检工作的高效开展，在实际的巡检中，需配备智能机器人，用智能化巡检取代人工巡检。未来的工作中，需加大对智能巡检机器人的研究，保障智能巡检机器人的性能和功能。

关键词：输电线路巡检；智能机器人；应用

引言

当前电网智能化的进程不断加快，已经成为我们国家重要的战略部署。通过智能巡线机器人的应用，可以有效地弥补人工巡线中的各种不足，使工作人员摆脱恶劣的工作环境，促进巡检工作安全性的提高。相较于人工巡检模式，智能巡线机器人不但能保证输电线路运行的稳定和安全，还可以更加快速高效地完成巡检任务，是进行智能电网建设的重要措施。

1智能机器人特点及构成

信息时代到来后，关于机器人领域的研究越来越多，各种智能化技术为机器人提供了技术支持。就现阶段市场上的智能机器人来看，在物联网条件下可达到远程控制的目标，在大数据支持下，机器人中包含有智能自学习系统、任务模块和智慧电源系统，在利用这一机器人开展输电线路巡检时，可直接将其悬挂在线路上实施巡检，巡检的过程中可在物联网条件下将所采集的数据传输到大数据中心，而数据中心接收到了数据后，可开展对应的处理，经由网络条件，有关人员可利用电脑终端，对智能机器人开展实时监测与远程控制。

1.1物联网下的高效远程控制

智能机器人独有的功能特点和技术优势，决定了其在输电线路巡检方面具有极高的便捷性，利用智能机器人可由机器人自动巡检，巡检的过程同步采集了信息，在移动网络条件下，这些信息可实时上传到后台数据中心，在此中心自动存储。由于智能机器人在巡检时承担了大部分的任务，机器人的运行情况关乎巡检工作能否顺利开展，就需总控中心实时监控机器人的运行状态。但利用智能机器人所巡检到的故障，一些可利用智能机器人自动完成处理，但部分问题却需专业的维修人员深入现场加以处理，维修人员要掌握相应的信息，需利用PC端或者APP来实现。

1.2灵活多变的任务模块

智能机器人系统内，包含有多个任务模块，各个任务模块在机器人的巡检中，承担着各自的职责，既存在一定的工作独立性，不同任务模块之间又保持着工作的协调性。根据实际经验，一般需包含更换金具维修、除冰、额外探测等多个模块，在具体巡检时，不同模块可发挥各自的作用。

1.3智慧电源系统

智能机器人在工作时的动力由电池来完成，在机器人系统内，智慧电源系统为不可或缺的部分，可设计为双供电形式，在为带电线路运行条件时，为动线供电，并同步向锂电池充电，充电任务完成后才可停止充电；一旦系统运行到带故障线路时，由锂电池供电，这种电源系统的设计，可在智能机器人的运行需求，对供电加以调节，保障电池处于最佳的条件。

1.4智能自学习系统

在利用智能机器人开展巡检任务时，机器人中的数据采集模块不仅可自动采集信息，更可保障这些数据的传输实时性，确保数据中心可接收到完整且准确的信息，由数据中心完成备份并开展相应的数据分析，依据对数据分析结果的掌握，在原有基础上调整机器程序，因为有通信系统的保障，即使机器人不返回总控中心，也可将这些程序指令发送给其他机器人，让他们在程序指令下安排工作。

2输电线路巡检中智能机器人的应用

2.1自主越障

（1）自主越障需求分析。对于智能机器人来说，越障是一个难点，在当前的输电线路巡检中，机器人巡检路径为架空地线，通过对地线的改造和调整，智能机器人能够在线路上自由穿越和行驶。机器人在巡检中的运动包含2种路径：直线段和越障。在爬坡过程中，重点要开展机器人的滚动打滑检测、控制，以通过对状态与环境的感知，选择最合适的爬坡策略，以达到机器人自适应爬坡的要求；在越障过程中，系统可自动对障碍物加以识别，根据识别结果来进行越障规划，确保在机器人越障的过程中，机器人的状态可得到有效的控制。

智能机器人在输电线路巡线中应用时，越障是机器人运行过程中需克服的一大难点，结合实际的巡检工作标准，防振锤、悬垂线夹、耐张杆塔塔头，是较为常见的障碍物，对于不同类型的障碍物来说，机器人内都应该有一套相对完整的越障动作，如果将各种障碍物组合起来，在机器人的越障设计中，严禁直接进行单一障碍物越障动作的叠加与串联，主要是因为机器人的运行是一个复杂且动态化的过程，随着运行状态的变化，越障动作序列也将同步发生一定的调整，在越障动作设计时，需开展对应的设计优化。

在自主越障设计过程中，可将杆塔和防振锤组合起来，开展越障设计，在这种统一的越障设计下，当机器人处于运行状态时，所面临的障碍物也就仅仅包含直线段和杆塔。

（2）面向对象的控制系统设计。控制系统的设计是智能机器人方面需关注的一个重点方面，为使机器人可以在运行和使用的过程中达到自主越障的目标，一般应有相对简化的架构，否则，一旦直接采用原先面向过程的架构方法，很难达到理想的设计效果。在面向对象的设计方式下，设计流程更为简单，且后续的维修和操作都相对便捷，设计人员将机器人作为整体要素，在该对象内配备有机构、云台摄像机、电机、传感器、通信部分，这些构成部分又由具有共同属性的部件抽象为同一类对象。机器人的运动过程中，各个机构对象之间的运动、消息之间存在着交互关系，有关人员在编程时，不需考虑底层的逻辑关系。在越障过程中，机构对象会依次根据自身的运动状态和结果，通知其他对象是否需要活动、什么时间活动，而对应的对象在接收了这些信息以后，可自动对机器人开展姿态检测，进而进行相应的动作。

2.2自主故障诊断与复位

（1）机器人故障分类。智能机器人在用于输电线路巡检时，一旦机器人发生了故障，必然导致巡检工作无法正常开展。因此，对智能机器人来说，自主故障诊断和复位应该是关键的功能，依据对故障处理方法的区别，主要以自恢复故障、可替换故障、需修复故障为主。当出现了可自恢复故障时，机器人中的有关模块可自动排查故障；而可替换故障主要是机器人在出现了故障以后，能够自动采取替换方案，来减小故障所造成的危害；当机器人出现了需修复故障后，机器人一般无法正常使用，需停止巡检工作由人工处理机器人的故障。

（2）机械故障诊断与修复。在智能机器人使用中，机械故障相对常见，这类型故障多表现为机械传动部件之间的约束，这种约束下，机构无法正常使用。当驱动单元驱动展臂机构运动时，智能机器人检测到的驱动器反馈计数，不呈线性变化关系，未产生传感器限位信号，当出现了这一方面的表现后，意味着机器人展臂机构被锁死，在检测到了这一方面的故障后，控制系统停止运行，应由专人来处理。

结束语

输电线路巡检的智能化是电力供应网络智能化的关键环节，也是难度较高的部分。由于在输电线路当中存在着许多地理条件十分险峻的地段，人工巡检的危险性较高，假如可以应用智能机器人代替人工，那么不但可以有效地规避这些风险问题，还可以对输电线路进行全面的巡视检查，利用远程控制手段，完成对人工无法达到区域的巡检。

参考文献

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