高压架空输电线路自动巡线机器人研制.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