1.引言
     
高壓輸電線及杆塔附件長期暴露在野外，因受到持續的機械張力、電氣閃絡、材料老化的影響而產(chan) 生斷股、磨損、腐蝕等損傷(shang) ，如不及時修複更換，原本微小的破損和缺陷就可能擴大，最終導致嚴(yan) 重事故。因此，電力公司需要定期對線路設備進行巡檢，及時發現早期損傷(shang) 和缺陷並加以評估，根據評估結果安排必要的維護和修複，從(cong) 而確保供電的安全可靠性。傳(chuan) 統的人工巡檢方法不僅(jin) 工作量大而且條件艱苦，特別是對於(yu) 山區和大江大河等的輸電線路巡檢存在很大困難，甚至一些巡檢項目靠常規方法都難以完成。因此，采用機器人自動巡線成為(wei) 保障高壓輸電線安全運行的一種必要手段。
     
高壓輸電線路巡線機器人屬於(yu) 特種機器人的研究範疇，主要完成高壓供電線纜的無損探傷(shang) 、懸垂絕緣子絕緣特性檢測、輸電線附件輸電性能測試、機械連接牢固性檢查、線纜異物清除等高空作業(ye) 。國外在巡線機器人領域的研究起步較早，研究水平較高，1988年，日本東(dong) 京電力公司的Sawada等人研製了光纖複合架空地線巡檢移動機器人，該機器人可以沿地線爬行，遇到障礙物時，可以通過弧形手臂輔助跨越。加拿大魁北克水電研究院的Montambault等人於(yu) 2000年研製成功了輸電線遙控機器人，該遙控機器人可以消除電力傳(chuan) 輸線上的積冰，並可以用來線路巡檢平台。國內(nei) 關(guan) 於(yu) 輸電線路巡線機器人的研究還處於(yu) 起步階段，隻有武漢水利大學、山東(dong) 大學、中科院等作過一些研究。

2.機器人概述
      
由於(yu) 高壓輸電線的線纜附件種類多、形狀複雜，因此，越障成為(wei) 巡線機器人要具備的首要功能。本文所述的機器人采用3個(ge) 自由擺動的吊臂跨越線纜附件，當遇到障礙物時擺動3個(ge) 吊臂，使3個(ge) 吊臂依次通過障礙物。機器人本體(ti) 如圖1所示，該機器人可以在四分裂、二分裂、單股等高壓輸電線纜上爬行，可自主跨越懸垂絕緣子、隔離棒、防振錘、線夾等線纜附件，具有輸電線纜的檢測功能。機器人綜合性能指標如下：1）本體(ti) 外形：850×300×700mm；2）本體(ti) 重量45Kg；3）纜徑適應性Ф10～Ф25mm；4）移動速度0～25m/min；5）爬升角度0～30°；6）控製方式：自主運行和主從(cong) 遙控操作；7）故障處理：手動/自動。



圖1 機器人本體(ti) 示意圖

3.控製係統的設計
      
機器人的控製係統分本體(ti) 控製係統和地麵監控係統兩(liang) 部分，如圖2 所示。本體(ti) 控製係統用來規劃機器人的運動軌跡，控製機器人運動構件，確保機器人可靠快速的越過障礙物，並實現與(yu) 地麵基站的命令、數據的遠距離傳(chuan) 輸；地麵監控係統實現機器人的手動/自動控製，並監控機器人的穩定運行。為(wei) 機器人設計自動和手動兩(liang) 套控製係統的增加了機器人的靈活性與(yu) 可靠性，當其中一套係統發生故障時可啟動另一套控製係統，另外在某些特殊的場合可隻用手動係統，降低了機器人野外作業(ye) 的難度，增加了機器人的應用性。