沖鋒在電力機器人科技前沿
http://m.sharifulalam.com 2012-04-26 10:10 來源：國家電網報
導讀：有一種動力是信仰，讓人不知懈??；有一種精神是奉獻，讓人不覺疲倦；有一種力量是執著，讓人不會放棄?！ ≡谏綎|電力研究院有一支團隊，他們在電力機器人技術領域奉獻青春與智慧，制造了“人丁興旺”的電力機器人家族，摘取了一個個科研桂冠，他們就是剛剛被評為“山東電力集團公司創先爭優金牌團隊”的電力機器人項目組。
項目組成員對無人機進行維護。
變電站“智能衛士”獨當一面
2月9日，凌晨2點，夜色正濃，我國首座500千伏智能變電站——浙江500千伏芝堰變電站內一片寂靜，只有一臺身高不足一米的白色機器人不停轉動頭部，忽閃著“大眼睛”，巡檢站內的各種設備。這臺機器人自2010年10月投運以來，每天三次在站內巡檢，將巡檢數據及圖片實時傳輸給后臺，保障電網安全。
變電站設備巡檢機器人項目負責人李冬松說，芝堰變電站的兩臺機器人工作非常賣力，每臺機器人每天要扭動“腦袋”700多次，兩“人”分區巡檢，極大減輕了變電站值班人員的工作強度。目前，該站設備紅外測溫的常規巡視都是由機器人完成的，兩臺機器人“上崗”以來留下的巡視資料累計已經超過了70G。
自研制出國內首臺變電站設備巡檢機器人后，電力機器人項目組一直不斷地努力完善其功能，大力推廣機器人的使用，現已經研制出第四代機器人并開始批量生產。目前，有20臺巡檢機器人在北京、陜西、廣西等地變電站“上崗”，經受住了高溫、狂風、暴雨等惡劣天氣的考驗，數次準確發現站內設備熱缺陷并及時報警，為運維人員進行設備檢修提供了依據，成了變電站的“核心員工”。該項目榮獲了山東省科技進步一等獎。
最近，項目組為巡檢機器人增加了變電站設備異物識別和設備異常聲音采集與分析功能，為變電站設備巡檢提供了新型技術檢測手段?；诼曇舯鎰e電力設備故障的檢測技術，填補了機器人巡檢領域的空白，達到國際先進水平。實際運行表明，這項技術運行可靠，檢測準確。如今，變電站設備巡檢機器人已被列入國家電網公司重大科技成果推廣計劃，今年計劃推廣60臺，應用前景十分廣闊，功能更強大的第五代巡檢機器人也正在孕育之中。
智能巡線“千里眼”屢建奇功
無所不能的機器人除了能在地上跑，還能在天上飛。項目組研制的“智能巡線千里眼”，可用于巡視架空輸電線路的無人直升機和固定翼無人機智能巡檢系統。
2009年1月，國家電網公司正式立項研制無人直升機巡線系統。面對這個在國內外研究成果幾乎為空白的項目，山東電力研究院黨委高度重視，組織精銳力量，在電力機器人項目組建立了青年突擊隊。隊員們攻克了重重科研難關，自發研制的“輸電線路無人直升機智能巡檢系統”科技成果經專家組鑒定，達到國際先進水平，其中多項技術達到國際領先水平。該項成果榮獲2011年公司科技進步一等獎，青年突擊隊也被評為“山東省青年突擊隊標兵”。
在研發和應用過程中，突擊隊發揚“不怕吃苦，勇于負重，敢打硬仗，能打勝仗”的精神，經歷了艱辛的技術攻關、封閉培訓、野外巡線調研和野外飛行試驗等重重困難考驗，被同事們調侃為“野人”團隊。
在為期4個月的封閉培訓中，由于培訓場地位于深山之中，通信、交通不便，隊員們采購日常用品費盡周折；由于缺少瓜果蔬菜，大家上火癥狀頻發，還時常遭受山中蛇鼠蟲蟻的侵襲；嚴寒冬日，在氣溫只有零下8攝氏度的試驗場，外控手為保持操控手感，盡快掌握外控原理，堅持不戴手套練習飛行控制，雙手多次凍僵、凍傷；炎炎烈日，隊員們常常連續工作十多個小時，被陽光暴曬至脫皮；午餐、晚餐都在工地解決，山里常常突然刮起大風，隊員們只能將飯盒攬在懷中，在漫天的塵土中迅速用餐，吃完碗底總會留下一層沙土，可誰也沒有半句怨言，還開起了玩笑：“牙好，胃口就好，吃嘛嘛香！”
“在我們隊里，你必須適應吃苦。我們每個人每年平均出差都在一百天以上，放棄節假日，放棄與家人團聚的機會。有一次外出培訓，出發那天恰巧是隊員陳西廣結婚的日子，他沒有任何遲疑，在結婚當天下午就跟我們一起踏上了征程。只要團隊需要，我們每個人都隨叫隨到，聽從安排！”突擊隊隊長王濱海說出了所有隊員的心聲。
2011年9月27日，隊員們研發的固定翼無人機智能巡檢系統首次在500千伏光州—大澤輸電線路上使用，對其中89基桿塔近40千米線路進行了可見光巡檢。巡檢系統傳回了清晰的實時圖像數據，使地面人員在第一時間直觀準確地檢測到了線路上預設的10余處故障點。目前該系統已經對山東省內6條500千伏輸電線路進行了飛行巡檢，發現缺陷和異常50多處。
人丁興旺的機器人大家庭
除了地上跑的、天上飛的，電力機器人項目組還研制了在架空輸電線路上爬行的電力機器人。這是個人丁興旺的大家庭，兄弟姐妹眾多，有的裝上刀具可以清除線路覆冰，有的裝上攝像頭可以巡視線路，有的甚至可以跨越障礙執行任務。
2008年初的那場冰雪災害深深刺痛著項目組每個人的心，“我們一定要研制出可以在架空輸電線路上進行除冰、檢測等帶電維護作業的機器人！”2009年1月，年輕的隊員郭銳帶領項目組的三個小伙子勇敢地挑起了重擔——負責山東省高新技術自主創新項目《電力輸電線路除冰機器人研究》和山東電力重點科技項目《架空輸電線路作業維護機器人的研究》。
2009年6月8日，第一臺架空輸電線路除冰檢測機器人樣機在測試中圓滿完成了地線移動、模擬除冰、在線視頻采集等試驗項目，幾個大男孩激動地擁抱在一起：“我們的‘孩子’真爭氣，通過了‘上崗’考試！”目前，該機器人已成功應用于山東電力超高壓公司和南方電網超高壓輸電公司柳州局的500千伏線路上，除冰效果得到用戶的高度肯定。
架空輸電線路維護機器人有三個平臺，第一個是一檔內單導線或地線維護機器人，第二個是具有越障功能的分裂導線維護機器人，第三個是絕緣子串維護機器人。這三個平臺本來都打算先引進國外先進技術，再消化吸收，可是郭銳帶領的團隊硬是攻克了一個個難關，自主研發了后兩個平臺。
在研發的道路上，郭銳感觸良多：“最難的不是做到，而是想到！心有多大，舞臺就有多寬廣。”線路越障機器人需要沿線路跨越間隔棒、防振錘、線夾，通過各級桿塔，是一項難度極大的工作，國內外研究了二十多年，仍然極少有實用化的產品投入市場。郭銳的團隊用兩個多月的時間研究國內外相關資料，進行深入探討，設計出在兩根導線上行走的方案。隨后，他們開始研制樣機。大多數線路越障機器人跨越間隔棒、防振錘、懸垂線夾都采用同樣的方法，要耗時七八分鐘。郭銳借鑒“線路飛車”的啟迪，對機器人的輪子進行了改造，在跨越防振錘時，不會有任何停頓，直接可以開過去。在跨越間隔棒和懸垂線夾時，他們采用了四個機械臂做幫手，僅用兩分半鐘就可以成功實現跨越。從工程實用化的角度考慮，郭銳還別出心裁地為機械臂專門設計了“滾動手爪”，既可以在行進中抓緊線路，增加穩定性，又不會使線路受損。僅用了一年半的時間，他們就生產出了具有優秀越障能力的樣機，越障速度大大提高，目前性能還在不斷地優化中。
目前，郭銳的團隊正在研制一種能附著在線路絕緣子串開展作業的機器人，用來開展絕緣子檢測、清掃和涂料涂刷工作。他承擔的“架空輸電線路帶電維護機器人聯合研制”獲國家科技部2010年度國際科技合作計劃立項，并得到340萬元資助。此項目是國家電網公司唯一入選的國際合作項目。郭銳說：“希望我們的機器人能爬上特高壓線路和絕緣子，想想都讓我們充滿干勁！”
2011年，電力機器人項目組承擔了國家級項目1項、省部級項目6項、山東公司項目5項，申請專利40項，發表論文15篇。“面向電力帶電搶修作業機器人研究開發與應用示范”獲國家863計劃立項。在團隊的共同努力下，他們成立了1個公司重點實驗室、2個省級工程技術研究中心和1個省級國際合作研究中心，在山東電力系統成立了唯一一個院士工作站，形成了開展國家、省部級科研項目開發的攻關團隊，確立了在電力機器人領域的領軍地位，沖鋒在電力機器人技術的前沿。
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