朱一帆

摘要：輸電線路人工檢查的效率是十分低的，而且工作強(qiáng)度不是特別小，人工成本也是很高的，不能滿足現(xiàn)代的安全巡檢工作的需求。隨著科技的進(jìn)步，需要智能化的設(shè)備來慢慢地替代人工，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。智能化的生活已經(jīng)在不斷地走向我們，同時(shí)也在潛移默化的影響著我們每一個(gè)人。下面我將對(duì)架空輸電線路展開進(jìn)一步的分析，希望能夠提供一些理論性的幫助。

關(guān)鍵詞：輸電線路 ?智能機(jī)器設(shè)備 ?分析

一、輸電線路的分類

目前 ，新型的電力線路巡檢方式有好幾種類型，其中有有人的直升機(jī)巡檢，沒有人的直升機(jī)巡檢和智能化的機(jī)器人進(jìn)行巡檢 。有人直升機(jī)巡檢基本對(duì)于地形環(huán)境因素不會(huì)有太大的影響，巡檢范圍不是狹窄的，同時(shí)它的巡檢精準(zhǔn)度是比其他的要高的，但由于天氣因素和航空管制影響、巡檢周期是很長的，巡檢的人工成本也很高。沒有辦法去定點(diǎn)巡檢等存在一定的問題。無人機(jī)巡檢又可根據(jù)大小分為大、中、小無人機(jī)巡檢。大型無人機(jī)巡檢和有人機(jī)巡檢相比，人工成本是有一定的下降的，巡檢范圍挺大的，但定點(diǎn)巡檢精準(zhǔn)度比較低的且需要相對(duì)較高的技術(shù)。短期內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)一定的普及和應(yīng)用。中小型無人機(jī)巡檢是輕松的，相對(duì)來說比較的方便的，可以進(jìn)行定點(diǎn)懸?；蛘哌M(jìn)行拍攝，這種的是有一定普及的，大多數(shù)都會(huì)選擇它，但可以持續(xù)的時(shí)間相對(duì)來說是比較短的，且無人機(jī)在下邊是需要通過操作人員本身來進(jìn)行一定的操作的，還是具有一定的風(fēng)險(xiǎn)的。同時(shí)需要專業(yè)的操作人員進(jìn)行一定的工作。線路智能機(jī)器人巡檢相比其他幾種方式來說，巡視時(shí)往往是比較慢的，另外他也有自己的優(yōu)勢(shì)，機(jī)器人巡檢不被環(huán)境因素所影響，能夠定點(diǎn)的進(jìn)行巡檢工作 ，結(jié)合一定的先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)較大的范圍的巡檢工作 ，巡檢成本也低，可重復(fù)進(jìn)行巡檢工作，巡檢的每個(gè)階段都是固定的，時(shí)間上不是很長，機(jī)器人本身相對(duì)來說是安全的。機(jī)器人巡檢已經(jīng)成為架空輸電線路智能巡檢技術(shù)的重點(diǎn)研究的工作。

二、智能機(jī)器設(shè)備的發(fā)展情況

對(duì)于線路巡檢機(jī)器人 ，國內(nèi)外的研究人員進(jìn)行了很多研究的工作。國外有關(guān)線路巡檢機(jī)器人的研究是比較超前的，發(fā)達(dá)國家先后在開展了一系列的研究，相比之下，國內(nèi)相關(guān)研究開展的時(shí)間是慢的， 在智能巡檢的過程中中，巡檢是非常的重要的，能進(jìn)一步的提高巡檢的效果，為了能夠保證一定的安全，在設(shè)備運(yùn)行的過程中還是需要盡量降低人員對(duì)此的影響。目前我國在大型無人機(jī)電力線路巡檢方面做的已經(jīng)挺好了。但是目前我國輸電線路的智能化的技術(shù)設(shè)備還不是很成熟 ，已有的線路機(jī)器人還是沒能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的自動(dòng)化的巡檢，巡檢過程中需要大量的人員的參與。針對(duì)輸電線路機(jī)器人巡檢的問題 ，本文研究了智能機(jī)器人巡檢的技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)的方法。對(duì)于以后的發(fā)展具有重要的研究意義。

三、面臨的問題

機(jī)器人自動(dòng)化的巡檢技術(shù)及實(shí)現(xiàn)輸電線路機(jī)器人全自主巡檢面臨兩方面的問題 ：一方面由于巡檢工作的進(jìn)行，機(jī)器人往往會(huì)在不好的環(huán)境中進(jìn)行工作，控制基站的位置離機(jī)器人巡檢的地點(diǎn)是十分遠(yuǎn)的，現(xiàn)有的成本比較低的通信技術(shù)是滿足不了通信的需求的，基站沒有辦法去監(jiān)控機(jī)器人的行蹤，需要機(jī)器人自身具備較高的自主運(yùn)行能力。另一方面由于輸送線路并不是一種完全的結(jié)構(gòu)化的環(huán)境，位于結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化之間，而機(jī)器人自身的感知是有一定的約束條件的，并且環(huán)境也是不確定。機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自主的運(yùn)動(dòng)是十分艱難的?；谏鲜鰡栴}研發(fā)了輸電線路機(jī)器人巡檢技術(shù)。機(jī)器人本體與基站的通信技術(shù)使得機(jī)器人在范圍之外巡檢作業(yè)時(shí)具備一定的信息的傳遞的功能。故障自行判斷與復(fù)位技術(shù)使機(jī)器人巡檢過程中能夠自行解決一定的問題，為做好巡視工作打下一定的基礎(chǔ)。

四、具體應(yīng)用的分析

4.1機(jī)器人自主遠(yuǎn)離障礙技術(shù)

4.1.1自主遠(yuǎn)離障礙物的分析

機(jī)器人巡檢是為輸送線路，經(jīng)過一定的更改，機(jī)器人可以在線路上隨意的進(jìn)行行駛。其運(yùn)動(dòng)可以分為兩部分，一是直線行駛 ，二是越過障礙物行駛。機(jī)器人自主爬坡的能力及越障原理很簡(jiǎn)單的。爬坡的過程中，關(guān)鍵是進(jìn)行機(jī)器人的監(jiān)督及調(diào)控，通過狀態(tài)與環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，選擇不同的爬坡方式，確保機(jī)器人能夠完成爬坡。越過障礙物的過程中，首先對(duì)不同障礙物進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，在一定的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)劃的實(shí)施并及時(shí)的做好越過障礙物的準(zhǔn)備，越障過程中機(jī)器人狀態(tài)是不是固定不變的，可進(jìn)行一定的控制，同時(shí)能適應(yīng)不同障礙物。越障是機(jī)器人自主運(yùn)行過程中比較艱難的一步，障礙物都對(duì)應(yīng)一套越障動(dòng)作的規(guī)范，而障礙物群體組合在一塊，并不能簡(jiǎn)單將單個(gè)的障礙物的越障動(dòng)作序列疊加在一起。從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人越障，機(jī)器人運(yùn)行過程的狀態(tài)的不斷地變化會(huì)影響越障動(dòng)作的排列，需要在運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中統(tǒng)一的進(jìn)行設(shè)計(jì) ，但所有狀態(tài)一般都是知道的。因此，在自主的越障設(shè)計(jì)方案中，不能單一地設(shè)計(jì)每個(gè)具體障礙物的越障的方法，需要綜合的評(píng)判。這樣設(shè)計(jì)的好處在于在機(jī)器人在運(yùn)行的過程中遇到的障礙物種類偏少的。進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)器人的工作的順利進(jìn)行。

4.1.2面向?qū)ο罂刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)直接影響結(jié)果，自主的越過障礙物需要一套清晰明了的方法，不能采用原來的固定的形式。采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的方法可使設(shè)計(jì)進(jìn)一步的清晰，從而有利于后期的維護(hù)工作。我們可以這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)，將復(fù)雜的機(jī)器人作為一個(gè)對(duì)象 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中始終由各機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)和消息交互貫穿而成 ，編程過程中完全不用關(guān)心各種物體之間的關(guān)系。越障過程中，機(jī)構(gòu)和對(duì)象會(huì)依次根據(jù)自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和結(jié)果通知其他的對(duì)象什么時(shí)間來工作 ，接收到消息的對(duì)象根據(jù)機(jī)器人的初始狀態(tài)進(jìn)行判斷并完成任務(wù)。整個(gè)越過障礙物的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為對(duì)象之間的消息傳遞及其運(yùn)動(dòng)的控制 ，設(shè)計(jì)更貼近運(yùn)動(dòng)過程中自然語言的描述。 機(jī)器人自主越障的整個(gè)過程的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)需要進(jìn)行有效的管理，進(jìn)一步確保狀態(tài)信息和越障動(dòng)作可以輪回。在完成自身的活動(dòng)時(shí) ，啟用多重保護(hù)屏障。避免了過程實(shí)現(xiàn)中環(huán)節(jié)的復(fù)雜性，很大程度的避免機(jī)器人運(yùn)動(dòng)邏輯出現(xiàn)一定的混亂。

4.2 機(jī)器人自主進(jìn)行定位的技術(shù)

機(jī)器人利用攜帶的云臺(tái)設(shè)備進(jìn)行巡檢 ，但并不具備自主識(shí)別及定位功能。傾角傳感器獲取線路的有關(guān)的信息 ，通過一定的算法進(jìn)行處理得到空間位置，將信息轉(zhuǎn)換后通過指令形式發(fā)送給云臺(tái)，從而獲取機(jī)器人巡檢目標(biāo)的坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡檢。桿塔定位通過檢測(cè)越障過程的行走路徑的坡度變化來實(shí)現(xiàn) ，這極大地增強(qiáng)定位策略的通用性，對(duì)機(jī)器人越障規(guī)劃也無需更改。該定位策略技術(shù)簡(jiǎn)單 ，相對(duì)精度較低，但能夠滿足架空線路機(jī)器人巡檢的要求。

五、小結(jié)

本文論述了架空線路機(jī)器人巡檢的工作出現(xiàn)的問題以及應(yīng)用的分析。特別是全自主巡檢是有一定的必要的，而且也十分的重要。對(duì)于越障控制的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步的簡(jiǎn)化越過障礙區(qū)的步驟同時(shí)可以提高越過障礙區(qū)的時(shí)間，建立巡檢線路智能化的有必要的大型數(shù)據(jù)庫。采用實(shí)時(shí)定位進(jìn)行信息的采集和坐標(biāo)變換方法，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人的自主定位與運(yùn)行。本文研究的工作對(duì)于輸電線路智能巡檢的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用是有挺大的作用的。隨著一定的發(fā)展，相信未來智能化的應(yīng)用在輸送線路的實(shí)際操作中會(huì)越來越廣泛。生活的發(fā)展離不開科技的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)于新時(shí)代的發(fā)展，我們每個(gè)人應(yīng)該主動(dòng)地并積極地去應(yīng)對(duì)，而不是抵制發(fā)展。希望本文能夠?qū)τ谙嚓P(guān)問題的研究上邊有一定的理論性的幫助，促進(jìn)我國科學(xué)事業(yè)的不斷進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉子新.架空輸電線路運(yùn)行維護(hù)中存在的問題及對(duì)策[J].通信電源技術(shù)，2018，35（09）：256-257.

[2]劉應(yīng)醇.傳感器的原理設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)分析[M].國防科技大學(xué)出版社，2014：250～255.

[3]賀波.泄漏電流污穢絕緣子的閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)分析預(yù)測(cè)[J].高電壓技術(shù)，2014，32（11）：22～25.