操作机器人

作业机器人在电力行业有广泛应用前景，比如开关柜带电操作、配电线路带电作业、不停电除杂草等作业。当前作业机器人实现了部分的自主功能，但很多场景需要依赖遥操作来实现。传统的遥操作机器人感知环境的方式，通常是采用单目摄像头拍摄视频流的方式，该种方式空间感低，很难进行较复杂的操作。我们提出了一种基于增强现实的带电作业机器人的智能感知方法，可以实时接收现场3D视频，并且保有强烈的真实感，同时可以很好的辅助操作员避免作业时机器人发生碰撞。研究结果可以为机器人进行复杂远程作业时提供技术支持。

阐述了变电站倒闸操作现状以及电力机器人发展现状，重点介绍了变电站开关柜智能操作机器人技术路线及创新突破，最后分享了变电站开关柜智能操作机器人试点验证与推广应用成果。

一、研究背景和意义 二、主要技术创新 三、主要技术指标 四、应用情况

电力机器人技术

为促进特高压输电线路带电作业常态化的开展，总结和梳理特高压输电线路带电作业最新研究成果和前沿技术。介绍了中国特高压输电线路建设基本情况和特高压交直流输电线路带电作业开展情况及存在的不足。为实现特高压带电作业装备智能化，阐述了用于特高压带电作业工具材料的应用及研究现状，并对用于特高压带电作业材料新技术及发展趋势进行展望。介绍了直升机带电作业领域的新方法、新技术及新成果，深入研究机器人、直升机带电作业技术，研制带电作业遥控操作机器人、完善直升机吊索法/吊篮法作业工艺，逐步利用机器人、无人机辅助开展带电检测、修补导线、清除异物等作业任务，降低作业人员的工作风险，提高作业效率。为实现特高压带电作业智能化技术，对今后特高压带电作业未来发展趋势进行了分析。

人机交互遥操作机器人是当前机器人领域研究的前沿和热点，本报告首先讨论了人机交互遥操作带电作业机器人的关键技术，介绍了东南大学机器人传感与控制技术团队在人机交互遥操作机器人关键技术方面取得的成果，以及研制的多维力传感器和力反馈手控器等核心器件，最后介绍了东南大学与企业合作开展人机交互遥操作带电作业机器人技术研究的最新进展。

带电作业机器人是当前电力机器人研究的重点与热点之一，而工作在人机交互遥操作方式的机器人是处理复杂环境中不确定性任务的重要手段。带电作业双臂遥操作机器人可有效地完成电力复杂环境下的作业任务。力感知、力反馈、力控制是人机交互遥操作作业机器人的关键技术，本报告首先回顾了带电作业机器人的发展历史与现状，接着介绍了本团队在人机交互遥操作机器人技术方面的重要进展，最后介绍了本团队在带电作业双臂遥操作机器人技术方面的研究及应用情况。

本作品研究配网带电作业双臂遥操作机器人，双臂电力遥操作系统的设计由主端和从端两部分组成。主端为操作者所在端，从端为机械臂、电线等作业对象所在端。在主端系统中，操作者通过手控器输入控制指令，并且得到多重反馈信息。在从端系统中，从处理器根据主端的控制指令驱动机械臂运动，并返回相关信息。

电力生产运行可分为调度、控制、监视、巡维、试验、检修六个主要环节。传统上，变电站实施有人值班，负责设备监视、操作，调度负责电网调节，下令变电站操作。随着电网规模增大，运行控制越趋复杂，电网设备的运行管理任务日益繁重，生产一线结构性缺员问题初步显现，不能单纯靠增加人力来监控设备，原有的生产关系已逐步不能适应先进生产力的发展要求，必须依靠管理创新变革，结合先进的技术系统支撑，才能适应现代电网发展的需要。广东电网作为全国最大的省级电网，电网规模急剧扩大，以上矛盾尤为突出。人力资源成本严重制约了整个企业的效益，操作效率低下导致设备停电时间长，严重影响电网安全和用户停电时间，降低了客户满意度及用电体验。 目前全国变电站已逐步大规模推进无人值班，但各省区并未实现全覆盖。智能化操作方面，国网开始探索变电站端的顺控，但严重依赖于设备的全面具备遥控功能。由于一方面电网设备受限子历史的发展原因及质量不稳定的问题，另一方面受限于散开式刀闸状态无法远方实现自动判别状态，变电站的顺控受到了很大的制约，仅能在部分新变电站推广，推广应用严重受限。 立足以上，广东电网一方面全面推进变电站改造，全面实现电网设备集中监控，变电站实现无人值班，另一方面在全面推进变电站无人值班的基础上，摸索一条调度操作创新之路，建立基于省级调度操作机器人的调控一体化管理模式，实现调度端全面程序化操作，完全解放调度员，变电站端最大化解放变电运行人员，具备遥控功能的设备程序化操作，不具备遥控功能的实现调度端程序化下令，自动状态校核、系统校核，实现现场操作免调度等待。

高压室智能巡检机器人系统由机器人本体和远程控制基站组成，采用协作型移动操作机器人技术，具有自主导航定位、手眼伺服、力位柔顺、牵引示教、自主充电等功能；系统集成可见光巡视、红外测温、局放检测和异响检测等多种巡检手段，遵循高压室运维相关安全操作规范，可在无人值守变电站长年驻守，替代人工实现高压室日常巡检、特巡、红外及局放带电测试、开关紧急分闸操作等作业。主要功能包括：（1）基于图像识别的高压柜可见光巡视；（2）高压室RFID信息数字化管理；（3）表计智能识别；（4）高压柜触头、接线端子、互感器等红外测温；（5）基于超声波、地电波的高压柜局放检测；（6）高压柜及高压室内部异响监测；（7）高压柜分、合闸按钮及就地/遥控旋钮操作；（8）紧急情况下高压柜紧急机械分闸操作；（9）监控及数据报表自动生成、存储、上传及分析。