高压线巡检机器人的结构设计.doc
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"高压线巡检机器人的结构设计" 本文档介绍了高压线巡检机器人的结构设计,讨论了高压输电线路的重要性和巡检的必要性,并对传统的巡检方式进行了分析,包括飞机巡检、车辆巡检和人工巡检。随后,文档介绍了高压线巡检机器人的概念和优势,讨论了其在提高巡检效率和准确度方面的作用。最后,文档概述了国内外发展及研究状况,包括日本、加拿大、美国、巴西等国家的研究进展。 高压输电线路是国家电力系统的重要组成部分,其安全可靠运行直接关系到国家经济的稳定发展。但是,长期暴露在自然环境中,电力线路容易受到污秽、雷击、强风、滑坡、沉陷等外界侵害,导致线路老化和故障。因此,高压输电线路的巡检工作是非常必要的。 传统的巡检方式有飞机巡检、车辆巡检和人工巡检。飞机巡检是指检测人员在直升飞机上利用望远镜或其它检测工具对线路进行巡查,但这种方式受到气候变化和航空管制的影响,运行成本高,危险性大。车辆巡检是指在车辆等地面交通工具的配合下,巡检人员携带各种检测设备对线路进行巡查,但这种方式需要地面道路的支持,受地形的限制,在高山、丛林或沼泽等地理条件复杂的区域,车辆无法到达,巡检工作无法顺利开展。人工巡检是指巡检人员自身携带检测设备,沿线路行走,对线路开展巡查,但这种方式劳动强度大,危险性高,巡检效率和准确度较低。 近年来,随着采用机器人来替代或协助人完成输电线路巡检作业的需求日益增长,高压线巡检机器人成为国内外机器人领域研究的热点之一。高压线巡检机器人能够带电工作,以一定的速度沿输电线路爬行,并能跨越防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、杆塔等障碍,利用携带的传感仪器对塔架、导线、绝缘子、线路金具、线路通道等实施接近检测,代替人工进行电力线路的巡检工作,不仅可以减轻人工地面巡检中工人的劳动强度,降低高压输电线路的运行及维护成本,还可以进一步提高巡线的工作效率和巡检精度,保证输电线路巡检工作的质量和管理水平,对增强电力系统的安全稳定运行,创造更高的经济效益和社会效益都具有重要意义。 图像检测是巡检机器人采用的主要检测方法。在一般情况下,机器人携带常用的可见光摄像仪和红外线热成像仪可满足检测的要求。对线路上外表面可采用高分辨率的可见光摄像仪拍摄目标线路的图像,利用图像判断线路是否有损害;对于线路内部的故障点,无法直接观察,这时可采用红外线热成像仪进行检测,利用红外线热成像仪可直接拍摄异常温升处的红外图像,为后续的线路检修提供了依据。 在国内外的研究进展方面,日本、加拿大、美国、巴西等国家先后开展了巡检机器人的研究工作,并取得了阶段性的成果。在1988年,东京电力公司的 Sawada 等人首先研制了具有初步自主越障能力的光纤复合架空地线(OPGW)巡检移动机器人,该机器人携带的导轨约100kg,由于自身质量过大,对能源的要求较高。其携带的损伤探测单元采用涡流分析方法探测光纤复合架空地线铠装层的损伤情况,并把探测数据记录到磁带上,由于存储量有限,巡检完一段距离的线路后就需要读出数据,实际应用受到了限制。
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