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2012 年供电企业带电作业技术研讨会论文集 高压输电线路检修作业机器人的开发及应用 吴功平 肖 华 白玉成 王 伟 （武汉大学动力与机械学院 湖北 武汉 430072 ） 【摘 要】首先，介绍了一种适用于高压输电线路各种检修作业机器人的公共载体平台技术和远程人机交互 平台技术，即移动机器人和系统的拓扑结构；然后，分别介绍了沿导/地线跨越越障、沿地线穿越越障的三种型式的 巡检机器人及其应用情况，这三种机器人是不带作业机械手或作业工具的非作业型巡检机器人；最后，简要介绍了 带作业机械手或末端作业工具的检修作业机器人，包括一种除冰机器人的开发和可重构移动作业机器人的研究情况。 以上工作是作者所在团队历经十余年的研究成果，且仍然在不断地发展及完善中，以期为我国电网的发展作出应有 的贡献。 【关键词】高压输电线路 巡检机器人 检修机器人 可重构机器人 0 引言 对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握输电线路的运行状态，及时发现和消除隐患，预防事 故的发生，是供电企业最重要的工作任务之一。 由于缺乏先进实用的巡检维护作业装备，目前这类在危险、恶劣环境下的特殊作业任务主要由 人工来完成，这种人工检修维护作业方式，不仅劳动强度大、作业效率低、作业质量不稳定，而且 存在严重的人身安全隐患，已越来越不适应现代电网和经济社会快速发展的需要。随着巡检机器人 技术逐趋成熟，智能巡检机器人设备，将会成为智能电网的重要载体平台。 目前国内外以输电线路巡检机器人为代表机型的高压线路机器人研究的典型代表有：加拿大的 魁北克水电研究院、日本关西电力公司和日本系统电力公司、武汉大学、中科院沈阳自动化所和山 东电力研究院。国内外研究高压线路机器人主要还是针对单一功能任务，如巡检[1][2][3][4]、除冰 [5][6]、 清障等。其中，除冰机器人、清障机器人一般不具备越障功能，只适用于在线路的一个档段上运行。 而将线路的巡检和维修集于一体的检修机器人的开发，则只有加拿大魁北克水电研究院开发的输电 [7] 线路检修维护机器人“LineScout” 。 本文主要介绍了作者开发的用于高压输电线路各种检修作业机器人的远程人机交互平台技术和 公共载体平台技术，以及在此技术基础之上开发的沿导/地线跨越越障、沿地线穿越越障的三种型式 的巡检机器人及其应用情况，最后，简要介绍了带作业机械手或末端作业工具的检修作业机器人， 1 包括一种除冰机器人的开发和可重构移动作业机器人的研究。                                                               1基金项目：国家863项目（编号：2006AA04Z202） 中央高校基本科研业务费专项资金资助 （批准号：2104005） 23   2012 年供电企业带电作业技术研讨会论文集 1 系统的拓扑结构及其人机交互平台 检修机器人系统由检修机器人本体、地面控制基站、后台监控服务器、后台分析诊断管理软件 组成，图 1为机器人拓扑结构。 图 1 检修机器人系统拓扑结构 检修机器人沿输电线路行驶，能够跨越障碍物，搭载巡检以及作业设备进行巡检维护作业；地 面基站为地面移动监控操作平台，与巡检机器人本体间通过以太网或 3G公网通信，实时接收机器人 的状态信息、发送地面遥控指令、接收并保存巡检图像与数据、对检修机器人进行视频监控；后台 监控服务器安装在变电站或监控室内，与检修机器人之间通过 3G 公网通信，接收机器人的状态信息、 发送地面遥控指令、接收并保存巡检图像与数据、对检修机器人本体进行视频监控；后台分析诊断 管理软件是集数据库、图像分析诊断等功能于一体的分析与管理系统。 机器人人机交互平台包括两大部分：机器人运动交互控制系统和机器人视觉交互控制系统。机 器人