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摘要:智能机器人在输电线路巡检中有着多方面的优势,为保障巡检工作的高效开展,在实际的巡检中,需配备智能机器人,用智能化巡检取代人工巡检。未来的工作中,需加大对智能巡检机器人的研究,保障智能巡检机器人的性能和功能。
关键词:输电线路巡检;智能机器人;应用
引言
当前电网智能化的进程不断加快,已经成为我们国家重要的战略部署。通过智能巡线机器人的应用,可以有效地弥补人工巡线中的各种不足,使工作人员摆脱恶劣的工作环境,促进巡检工作安全性的提高。相较于人工巡检模式,智能巡线机器人不但能保证输电线路运行的稳定和安全,还可以更加快速高效地完成巡检任务,是进行智能电网建设的重要措施。
1智能机器人特点及构成
信息时代到来后,关于机器人领域的研究越来越多,各种智能化技术为机器人提供了技术支持。就现阶段市场上的智能机器人来看,在物联网条件下可达到远程控制的目标,在大数据支持下,机器人中包含有智能自学习系统、任务模块和智慧电源系统,在利用这一机器人开展输电线路巡检时,可直接将其悬挂在线路上实施巡检,巡检的过程中可在物联网条件下将所采集的数据传输到大数据中心,而数据中心接收到了数据后,可开展对应的处理,经由网络条件,有关人员可利用电脑终端,对智能机器人开展实时监测与远程控制。
1.1物联网下的高效远程控制
智能机器人独有的功能特点和技术优势,决定了其在输电线路巡检方面具有极高的便捷性,利用智能机器人可由机器人自动巡检,巡检的过程同步采集了信息,在移动网络条件下,这些信息可实时上传到后台数据中心,在此中心自动存储。由于智能机器人在巡检时承担了大部分的任务,机器人的运行情况关乎巡检工作能否顺利开展,就需总控中心实时监控机器人的运行状态。但利用智能机器人所巡检到的故障,一些可利用智能机器人自动完成处理,但部分问题却需专业的维修人员深入现场加以处理,维修人员要掌握相应的信息,需利用PC端或者APP来实现。
1.2灵活多变的任务模块
智能机器人系统内,包含有多个任务模块,各个任务模块在机器人的巡检中,承担着各自的职责,既存在一定的工作独立性,不同任务模块之间又保持着工作的协调性。根据实际经验,一般需包含更换金具维修、除冰、额外探测等多个模块,在具体巡检时,不同模块可发挥各自的作用。
1.3智慧电源系统
智能机器人在工作时的动力由电池来完成,在机器人系统内,智慧电源系统为不可或缺的部分,可设计为双供电形式,在为带电线路运行条件时,为动线供电,并同步向锂电池充电,充电任务完成后才可停止充电;一旦系统运行到带故障线路时,由锂电池供电,这种电源系统的设计,可在智能机器人的运行需求,对供电加以调节,保障电池处于最佳的条件。
1.4智能自学习系统
在利用智能机器人开展巡检任务时,机器人中的数据采集模块不仅可自动采集信息,更可保障这些数据的传输实时性,确保数据中心可接收到完整且准确的信息,由数据中心完成备份并开展相应的数据分析,依据对数据分析结果的掌握,在原有基础上调整机器程序,因为有通信系统的保障,即使机器人不返回总控中心,也可将这些程序指令发送给其他机器人,让他们在程序指令下安排工作。
2输电线路巡检中智能机器人的应用
2.1自主越障
(1)自主越障需求分析。对于智能机器人来说,越障是一个难点,在当前的输电线路巡检中,机器人巡检路径为架空地线,通过对地线的改造和调整,智能机器人能够在线路上自由穿越和行驶。机器人在巡检中的运动包含2种路径:直线段和越障。在爬坡过程中,重点要开展机器人的滚动打滑检测、控制,以通过对状态与环境的感知,选择最合适的爬坡策略,以达到机器人自适应爬坡的要求;在越障过程中,系统可自动对障碍物加以识别,根据识别结果来进行越障规划,确保在机器人越障的过程中,机器人的状态可得到有效的控制。
智能机器人在输电线路巡线中应用时,越障是机器人运行过程中需克服的一大难点,结合实际的巡检工作标准,防振锤、悬垂线夹、耐张杆塔塔头,是较为常见的障碍物,对于不同类型的障碍物来说,机器人内都应该有一套相对完整的越障动作,如果将各种障碍物组合起来,在机器人的越障设计中,严禁直接进行单一障碍物越障动作的叠加与串联,主要是因为机器人的运行是一个复杂且动态化的过程,随着运行状态的变化,越障动作序列也将同步发生一定的调整,在越障动作设计时,需开展对应的设计优化。
在自主越障设计过程中,可将杆塔和防振锤组合起来,开展越障设计,在这种统一的越障设计下,当机器人处于运行状态时,所面临的障碍物也就仅仅包含直线段和杆塔。
(2)面向对象的控制系统设计。控制系统的设计是智能机器人方面需关注的一个重点方面,为使机器人可以在运行和使用的过程中达到自主越障的目标,一般应有相对简化的架构,否则,一旦直接采用原先面向过程的架构方法,很难达到理想的设计效果。在面向对象的设计方式下,设计流程更为简单,且后续的维修和操作都相对便捷,设计人员将机器人作为整体要素,在该对象内配备有机构、云台摄像机、电机、传感器、通信部分,这些构成部分又由具有共同属性的部件抽象为同一类对象。机器人的运动过程中,各个机构对象之间的运动、消息之间存在着交互关系,有关人员在编程时,不需考虑底层的逻辑关系。在越障过程中,机构对象会依次根据自身的运动状态和结果,通知其他对象是否需要活动、什么时间活动,而对应的对象在接收了这些信息以后,可自动对机器人开展姿态检测,进而进行相应的动作。
2.2自主故障诊断与复位
(1)机器人故障分类。智能机器人在用于输电线路巡检时,一旦机器人发生了故障,必然导致巡检工作无法正常开展。因此,对智能机器人来说,自主故障诊断和复位应该是关键的功能,依据对故障处理方法的区别,主要以自恢复故障、可替换故障、需修复故障为主。当出现了可自恢复故障时,机器人中的有关模块可自动排查故障;而可替换故障主要是机器人在出现了故障以后,能够自动采取替换方案,来减小故障所造成的危害;当机器人出现了需修复故障后,机器人一般无法正常使用,需停止巡检工作由人工处理机器人的故障。
(2)机械故障诊断与修复。在智能机器人使用中,机械故障相对常见,这类型故障多表现为机械传动部件之间的约束,这种约束下,机构无法正常使用。当驱动单元驱动展臂机构运动时,智能机器人检测到的驱动器反馈计数,不呈线性变化关系,未产生传感器限位信号,当出现了这一方面的表现后,意味着机器人展臂机构被锁死,在检测到了这一方面的故障后,控制系统停止运行,应由专人来处理。
结束语
输电线路巡检的智能化是电力供应网络智能化的关键环节,也是难度较高的部分。由于在输电线路当中存在着许多地理条件十分险峻的地段,人工巡检的危险性较高,假如可以应用智能机器人代替人工,那么不但可以有效地规避这些风险问题,还可以对输电线路进行全面的巡视检查,利用远程控制手段,完成对人工无法达到区域的巡检。
参考文献
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