机器人技术在架空电力线路检测中的应用

　　随着我国经济快速发展，对能源的需求越来越大，超高压大容量电力线路大幅扩建。线路走廊需要穿越各种复杂的地理环境，如经过大面积达水库、湖泊和崇山峻岭等，这些都给电力线路的检测带来了很多困难。特别是对于电力线路穿越原始森林边缘地区、高海拔、冰雪覆盖区以及沿线存在频繁多滑坡、泥石流等地质灾害，大部分地区山高坡陡，交通和通讯极不发达时，如何解决电力线路的日常检测成为困扰电力行业的一个重大难题。

　　传统的输电线路的巡检主要采用两种方法，即地面人工目测法和直升飞机航测法。前者的巡检精度低，劳动强度大，且存在巡检盲区;后者则存在飞行安全隐患且巡线费用昂贵。随着机器人技术的发展，巡线机器人可以克服上述缺陷，因此，巡线机器人已成为特种机器领域的一个研究热点。

　　移动巡线机器人

　　目前国内外研究的巡线机器人有两种类型，一种是移动巡线机器人，可以沿电力电线自主行走、跨越障碍并进行线路巡检。巡线机器人能够带电工作，以一定的速度沿输电线爬行，并能跨越防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、杆塔等障碍，利用携带的传感仪器对杆塔、导线及避雷线、绝缘子、线路金具、线路通道等实施接近检测。

　　国外巡线机器人的研究始于20世纪80年代末，日本、美国、加拿大、泰国的一些研究机构先后开展了巡线机器人的研究。他们研制的巡线机器人可以分为两类：一类是具有跨越障碍物功能，但结构尺寸大、质量大，因而实用性差，并大多仍处在实验室研制阶段;另一类则只能在两杆塔间的直线段巡线，不具备跨越障碍物功能，因而其巡线作业范围受到极大限制。

　　东京电力公司的Sawada等人研制了光纤复合架空地线(OPGW)巡检移动机器人。该机器人利用一对驱动轮和一对夹持轮沿地线(OPGW)爬行，能跨越地线上防震锤、螺旋减震器等障碍物。遇到线塔时，机器人采用仿人攀援机理，先展开携带的弧形手臂，手臂两端勾住线塔两侧的地线，构成一个导轨，然后本体顺着导轨滑到线塔的另一侧;待机器人夹持轮抱紧线塔另一侧的地线后，将弧形手臂折叠收起，以备下次使用。机器人运动控制有粗略和精确定位两种模式，粗略控制是把线塔和地线的资料数据(线塔的高度、位置，地线长度，线路上附件数量等)预先编制好程序输入机器人，据此控制机器人的行走和越障;精确定位控制则根据传感器反馈信息进行控制。机器人携带的损伤探测单元采用涡流分析方法探测光纤复合架空地线铠装层的损伤情况，并把探测数据记录到磁带上。

　　国内巡线机器人的研究始于20世纪90年代末，中国科学院、武汉大学等单位在该领域进行了研究，并申请了相关专利：