黎思奇 宋雙

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技的快速發(fā)展，各種輸電線路巡檢機(jī)器人也應(yīng)運(yùn)而生。這些巡檢機(jī)器人不僅能將工人取而代之，代替他們工作，同時(shí)還為企業(yè)節(jié)省了成本，也能進(jìn)一步提高巡檢工作的精度和效率。因此本文主要研究分析巡檢機(jī)器人的仿生結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)的完善，進(jìn)而使輸電線路巡檢機(jī)器人更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：輸電線路;巡檢機(jī)器人;仿生結(jié)構(gòu)

1.前言

在進(jìn)行輸電線路巡檢的過(guò)程中，條件缺陷和運(yùn)行狀況都影響著輸電線路的安全運(yùn)行。而此時(shí)由輸電線路巡檢機(jī)器人來(lái)代替人工作業(yè)，不僅可以提高工作的效率與精度，還能減少人工作業(yè)不安全的問(wèn)題產(chǎn)生。但因?yàn)槲覈?guó)對(duì)于輸電線路巡檢機(jī)器人的研發(fā)較晚，且此類研究需要資金較多，研究難度也相對(duì)較大，這就給研究此類機(jī)器人的研究員帶來(lái)了挑戰(zhàn)。因此，對(duì)于輸電線路巡檢機(jī)器人的研究以及開(kāi)發(fā)仍值得我們不斷努力，進(jìn)而才能不斷提高輸電線路巡檢機(jī)器人發(fā)展水平。

2.目前我國(guó)輸電線路巡檢機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r

由于我國(guó)幅員遼闊，有些地區(qū)海拔相對(duì)較高，且山體的跨度還很大，這就給傳統(tǒng)的高壓輸電線路巡檢機(jī)器人在輸電線路巡檢時(shí)帶來(lái)了困難。而提高巡檢機(jī)器人在跨越障礙上面的能力，避免其受到障礙物尺寸上的影響，且完善機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，讓其能在惡劣的環(huán)境下，也能高效精準(zhǔn)的完成工作，這就要求巡檢機(jī)器人擁有良好的續(xù)航能力和爬坡性能[1]。為了滿足在跨越障礙上的工作需要，多臂機(jī)器人就隨之出現(xiàn)了，它可以在高空架線上保持穩(wěn)定地行走，正常地進(jìn)行作業(yè)。而對(duì)于多臂機(jī)器人進(jìn)行仿生研究，可以通過(guò)模仿人的手臂來(lái)讓其更具穩(wěn)定性，進(jìn)而更好地保障工作的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.輸電線路巡檢機(jī)器人仿生結(jié)構(gòu)的運(yùn)用

3.1 行車移動(dòng)的仿生運(yùn)用

輸電線路巡檢機(jī)器人在行車移動(dòng)機(jī)構(gòu)中主要被分為輪式機(jī)構(gòu)和爬行機(jī)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)。而輪式機(jī)構(gòu)巡檢機(jī)器人主要是靠滾輪電力驅(qū)動(dòng)來(lái)對(duì)輸電線路進(jìn)行巡檢的。輪式機(jī)構(gòu)巡檢機(jī)器人在行動(dòng)上非常快，靈活度也很高，在進(jìn)行作業(yè)時(shí)更高效安全，因此在目前我國(guó)也是大多使用輪式機(jī)構(gòu)的線路機(jī)器人來(lái)進(jìn)行作業(yè)。但目前的輪式機(jī)構(gòu)輸電線路巡檢機(jī)器人也還有待改善的地方，仍還需縮小其在作業(yè)時(shí)對(duì)工作平臺(tái)摩擦驅(qū)動(dòng)而帶來(lái)的影響，進(jìn)而提高其的使用效果。爬行機(jī)構(gòu)比輪式機(jī)構(gòu)更具穩(wěn)定性，在研究開(kāi)發(fā)爬行機(jī)構(gòu)時(shí)，借助了多臂仿生技術(shù)，建立了機(jī)器人虛擬樣機(jī)，進(jìn)而利用模擬樣機(jī)來(lái)對(duì)機(jī)器人工作時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行模仿，通過(guò)模仿人手臂與多節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)而提高機(jī)器人在翻越障礙上的性能。仿人手臂探測(cè)機(jī)則是通過(guò)模仿人手臂而來(lái)制造出來(lái)的具有四臂的巡檢機(jī)器人，它的每條驅(qū)動(dòng)手臂都具有一個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，每條伸縮手臂都有一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)與回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，這使得在爬坡時(shí)，可以通過(guò)移動(dòng)關(guān)節(jié)的夾緊輪和線路接觸，從而使其在特殊條件下也正常進(jìn)行方位探測(cè)[2]。其主要運(yùn)用在一些特殊障礙的情況下，可以借助輔助機(jī)構(gòu)深入到障礙區(qū)域，然后用機(jī)器人的探測(cè)機(jī)構(gòu)從障礙中間穿過(guò)，就避免了障礙影響到探測(cè)機(jī)構(gòu)的使用。這就會(huì)在線路檢驗(yàn)的過(guò)程中提高了工作的科學(xué)性與準(zhǔn)確度。而在實(shí)際的應(yīng)用中，因?yàn)榕佬袡C(jī)構(gòu)主要是運(yùn)用在特殊地形作業(yè)中，所以利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于輪式機(jī)構(gòu)。

3.2 越障的仿生運(yùn)用

輸電線路巡檢機(jī)器人最重要的機(jī)構(gòu)是越障運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因?yàn)榉秸系K是輸電線路巡檢機(jī)器人其移動(dòng)機(jī)構(gòu)中不可或缺的功能。而要在特殊的環(huán)境下進(jìn)行障礙翻越，這要求機(jī)器人部分金屬零件上的安全間距具有較高的精準(zhǔn)度。但因?yàn)闄C(jī)器人安全間距很難把握好，設(shè)計(jì)的難度很大，導(dǎo)致一般的輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)很難翻越特殊地形障礙，因而多數(shù)時(shí)候都是使用爬行式機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行作業(yè)，這樣可以提高工作的安全度。在翻越障礙性能的測(cè)試中，大多用樣機(jī)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。在對(duì)于多臂輸電線路巡線機(jī)器人的工作模擬上可以借助模擬樣機(jī)來(lái)進(jìn)行，對(duì)其控制在單臂、分段等進(jìn)行模擬，尋找到最好的控制手段，進(jìn)而對(duì)巡線機(jī)器人的工作進(jìn)行有效控制。

3.3 線路損傷探測(cè)運(yùn)用

接觸探測(cè)與非接觸探測(cè)是我國(guó)目前在線路損傷探測(cè)過(guò)程中主要應(yīng)用的探測(cè)手段。非接觸探測(cè)主要應(yīng)用在頻率感應(yīng)探測(cè)、紅外線探測(cè)或者觀察探測(cè)上。而接觸探測(cè)則是通過(guò)電渦流來(lái)進(jìn)行探測(cè)[3]。觀察探測(cè)是屬于成本較低、精準(zhǔn)度較高的一種探測(cè)方法，在多種不同情況的線路損傷探測(cè)也一樣適用。紅外探測(cè)是一種新型的探測(cè)方法，其對(duì)探測(cè)的條件要求相對(duì)較高，易受天氣影響，因此，使用率大大減少。而無(wú)線頻譜形式探測(cè)能更高效地尋找到電路損傷的處理方法，但這并不適用于全部的電路損傷檢驗(yàn)中。電渦流的探測(cè)方法是相對(duì)科學(xué)與準(zhǔn)確的，是利用電流改變的形式來(lái)進(jìn)行判斷，并通過(guò)分析計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集來(lái)判斷電路是否存在問(wèn)題。

4.完善機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)

控制工作對(duì)于輸電線路巡檢機(jī)器人而言是非常重要的。為了能夠有效地進(jìn)行推動(dòng)巡檢工作，就需要控制機(jī)構(gòu)的人員做好對(duì)于輸電線路巡檢機(jī)器人控制管理，進(jìn)而使其工作的安全性和有效性得到提升。控制人員還需要控制處理好輸電線路巡檢機(jī)器人障礙識(shí)別能力、通訊設(shè)備與越障能力等多方面因素。在輸電線路巡檢機(jī)器人的作業(yè)過(guò)程中，需要其發(fā)揮出自身的自主控制力，這樣才能使檢測(cè)更好地實(shí)施。

5.結(jié)束語(yǔ)

輸電線路巡檢機(jī)器人仿生結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新研究與開(kāi)發(fā)，不僅只需要研究人員的努力，還需要社會(huì)各界的支持與努力，共同來(lái)加快輸電線路巡檢機(jī)器人更好地發(fā)展。將輸電線路巡檢機(jī)器人運(yùn)用于實(shí)際的工作中，不僅能減少企業(yè)的成本，給企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益，還能減少作業(yè)人員不安全事件的發(fā)生，給能提高社會(huì)效益。因此為了使得輸電線路巡線機(jī)器人更健康地發(fā)展，對(duì)于輸電線路巡線機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)的研究還需要更多，才能使電線路巡線機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)可以更好地為社會(huì)服務(wù)，以及推動(dòng)中國(guó)輸電線路巡檢機(jī)器人的廣泛使用。

參考文獻(xiàn)

[1]王吉岱，甄靜，劉笑辰，等.輸電線路巡檢機(jī)器人仿生結(jié)構(gòu)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2017（10）：244-247.

[2]楊昱翔.輸電線路巡線機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)研究綜述[J].科技視界，2019（14）：34-35.

[3]高露，石鑫，孫琳，等.一種新型巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2017，30（002）：33-35.