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高压架空输电线路自动巡线机器人的研制.pdf
第28卷第23期 电力系统自动化 V01.28No.23
2004年12月10日 AutomationofElectricPower Dec.10,2004
Systems 89
高压架空输电线路自动巡线机器人的研制
周风余h2,吴爱国2,李贻斌1,王吉岱3,梁自泽4
(1.山东大学机器人研究中心,山东省济南市250061;2.天津大学自动化学院,天津市300072)
(3.山东科技大学机电学院,山东省济南市250031;4.中国科学院自动化研究所,北京市100080)
摘要:介绍了自行研制的110kV高压架空输电线路巡线机器人。该机器人机械结构设计合理、巧
妙;控制系统采用两级分布式计算机控制结构,规划级用于机器人管理和路径规划,直接控制级用
于机器人的姿态和运动控制。实验线路上的运行表明,较好地解决了自主越障问题,可以完成规定
的巡检任务,具有非常广泛的应用前景。
关键词:高压架空输电线;巡线机器人;自主越障;巡检
中图分类号:TM835;TP242.6
0 引言 输电线路巡线机器人的研究工作,并取得了很大进
展。
电力系统最重要的任务是提供高质量和高可靠
性的电力。电力传输必须依靠高压输电线路,它的 1 机械结构设计
安全稳定运行直接影响电力系统的可靠性。由于输
巡线机器人是一个复杂的机电一体化系统,涉
电线路分布点多、面广,绝大部分远离城镇,所处地
及机械结构、自动控制、通信、传感器信息融合、电源
形复杂,自然环境恶劣,且电力线及杆塔附件长期暴
技术等多个领域。但机械机构是整个系统的基础,
露在野外,会受到持续的机械张力、电气闪络、材料
也是目前制约巡线机器人实用化的最大障碍。巡线
老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤,如不及
机器人对机械结构的要求是:
时修复更换,原来微小的破损和缺陷就可能扩大,最
a.能在高压输电线上以要求的速度平稳运行,
终导致严重事故,造成大面积停电,从而造成极大的
具有一定的爬坡能力。
经济损失和严重的社会影响。所以,必须对输电线
b.能灵活地跨越高压线路上的防震锤、耐张线
路进行定期巡视检查,随时掌握和了解输电线路的
夹、悬垂线夹等障碍。
运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情
c.能跨越跳线和转弯。
况,以便及时发现和消除隐患,预防事故的发生,确
d.体积小、重量轻,但必须提供足够的空间安
保供电安全。传统的人工巡检方法不仅工作量大而
装携带的电源以及探测、记录和分析处理仪器。
且条件艰苦,特别是对于山区和大江大河等的输电
e.故障情况下能可靠自锁,防止机器人摔落。
线路巡检存在很大困难,甚至一些巡检项目靠常规
越
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