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轨道式智能巡检机器人的研究与应用

摘要：随着计算机技术应用范围越来越广泛，智能型机器人已经运用于各行

各业中，现如今机器人市场规模正在日益壮大，逐步迈向高质量发展新阶段。目

前，轨道式巡检机器人在日常工作模式中应用最为广泛，可利用在变电站、城市

综合管廊、公路铁路隧道等复杂条件下，它的稳定性远高于其他模式产品，且作

用在于辅助或是代替工作人员开展各类巡检任务，解放人们在费时工作中的重复

性劳动，进而节省人工巡检耗费的人力、财力和时间。本文就以轨道式智能巡检

机器人为研究对象，从结构设计和技术支持上进行分析探讨。

关键词：轨道车式；机器人；智能巡检；优势；应用

对于轨道式巡检机器人而言，它们适用于条件复杂或是高速运行的场景下，

在现有空间内加装智能型机器人，利用其巡检监测系统和管理手段，可使设施运

行更为安全可靠。不仅如此，我们还需要为该类型的机器人创建智慧运维软件平

台，实现监测目标常态化智能预警，通过对外界情况变化的感知，而成为具备智

慧化决策和处置能力的高效监控系统。

1、轨道式智能巡检机器人优势性

为了能够进一步发展无人化管理模式，轨道式智能巡检机器人通过机身轻量

化设计，将各类功能实现一体化加载，工作人员只需要远程监控摄像画面，对目

标空间内环境数据采取实时监管。例如室外巡检机器人，技术人员首先对监控区

域进行任务设定，规划好时间、路线及巡检内容，智能化巡检机器人便可24h无

人控制巡检，及时对周围环境情况进行探查，同时预判环境内是否存在不容易发

觉的安全隐患，实时掌握环境数据，有助于数据精确记录并传输回控制中心。

相对于人工检测而言，人工记录数据工作量大、完成效率低，同时占用较长

的线路周期，更容易产生安全事故等弊端。不仅如此，人工反馈数据容易受主观

因素影响，且获取数据需耗费大量时间，因而无法得到实时数据，还会造成数据

结果的误差。现如今，巡检机器人除了以往基础功能的实现，同时搭载了多维度

高清摄像头、动态图像分析系统等，当然应用场所的不同使得各功能也有所出入。

巡检机器人在交通项目中，可以实现路况信息监控，以及对噪音、火焰、气体等

其他异物的监测，有效提升交通管理效率，保障了交通运行的稳定和安全。基于

以上优势性，相信在不久的将来，我国轨道式智能巡检机器人还会应用在更多领

域，同时也为机器人市场的发展带来更好机会。

2、轨道式智能巡检机器人工作原理

常规轨道式智能巡检机器人在工作时，利用集成式驱动对规划路线进行轨道

运动，若遇到上坡、下坡和转弯时，不仅驱动力需要抵消自身重力，还应控制左

右摇摆幅度，防止机器人因角度的偏向而脱离预定路线。同时，轨道式智能巡检

机器人全自主模式分为两种：常规巡检和特殊巡检。常规巡检任务需要机器人由

操作人员设定好巡视目标，对空间任务进行自主启停，在这过程中不需要操作人

员再对其进行控制操作，当任务完成后自动回归并反馈数据；而特殊巡检需要操

作人员单独设置巡视路线，机器人在完成巡检任务后，将动态采集到的数据进行

储存。另外还有集控巡检模式，这需要工作人员手动操控，实现对被巡检系统的

持续监测，并跟踪状态得到反馈信息。

一般来说，我国市政路桥隧道等机器人项目的开展，都是由各部门组织起来

的重点科研项目，因而研发的巡检机器人会在相似工程进行推广应用。以港珠澳

大桥轨道车式机器人项目为例，巡检机器人需要具备高精度、高效率以及高覆盖

率，因此在实际应用过程中利用度很高。在研发过程中，技术人员需要多次对港

珠澳大桥进行实地数据测量，尤其是地形环境的勘测，需要不断调整测绘技术以

适应后期巡检机器人工作。在对巡检机器人机械结构方案的讨论中，首先对巡检

任务进行需求确认，将各方提出的要求和问题整理成文档，在对每个功能实现的

难易程度进行划分，对于不同应用场景来说机器人的功能可能需要有所取舍。其

次，我们从参考数据中找出规律，为了能够更好地掌控数据发展规律，必须进行

大量测算和复验，使得最终结果按照我们预期的方向去发展。通过不断对机器人

机械结构的讨论和方案内容修改，最终形成令各方满意的研发方案。

3、轨道式智能巡检机器人应用

技术人员对机器人的控制管理系统进行远程控制，同时下达巡检任务，在过

程中出现异常报警状态，需要我们采取手动解除，并及时针对问题提出解决办法。

通过对机器人机械结构深入分析，最终对检测方式的选择、运动避障设计和多场

景的兼容性提出优化措施。

3.1检测方式的选择

巡检机器人的主要机械结构涵盖了外壳、驱动装置、升降装置、升降云台和

控制舱，各