人工智能配网带电作业机器人研究与应用.pdf

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1、人工智能配网带电作业机器人研究与应用演讲人：郭世琦国网天津滨海供电公司汇报提纲01项目背景主要研发创新迭代升级历程推广应用和经济社会效益020304配网带电作业是提高供电可靠性、提升电力服务水平、改善电力营商环境的重要手段。仅国内2021年不停电作业次数超过百万次，以年均15%左右的速率持续增长，带电作业需求量巨大。42%34%10%14%不同类别配网带电作业次数占比普通消缺及拆装附件带电接引流线带电断引流线其他带电作业次数/(万次）传统作业手段高空坠落风险01作业人员通过登杆或借助绝缘斗臂车进入高空作业位置，存在高空坠落风险。高压触电风险02作业人员通过绝缘用具接触高压带电体，人身安全受器材

2、绝缘性能影响。劳动强度大03配网带电作业劳动强度大，对作业人员身体健康状况、精神状态要求高。作业质量参差不齐04因人员作业水平不同，会导致工作质量参差不齐，可能引起电网或设备故障。配网带电作业机器人可以从根本上解决上述问题！传统带电作业采用人工方式，高空、高压的环境存在人身安全风险，并且劳动强度大、工作质量参差不齐。技术难点强光、平台抖动、现场作业环境等影响户外识别及定位精度。12规划场景多变、作业空间狭小影响自主规划成功率及效率。户外低温、环境扰动、导线规格差异等影响作业过程精准控制。34多自由度机械臂运动特性和复杂电磁环境增加了绝缘设计和电磁防护难度。机器人在户外开展带电作业，受强光、空间

3、狭小、平台抖动，运动特性约束、干扰源复杂等因素影响，机器人精准定位、自主规划、智能控制、安全防护设计难度大，难以实现自主作业。国内外研究现状日本九州电力美国中国20世纪80年代20世纪90年代1999至2015年国内外已开展了相关研究，但是智能化、实用化程度不高，一直没有推广应用。汇报提纲01项目背景主要研发创新迭代升级历程推广应用和经济社会效益020304在天津市、国网公司科技项目支持下，国网天津电力、南开大学、国网电力科学研究院等单位产学研用联合攻关，攻克了机器人精准定位、自主规划、智能控制、安全防护等难题，研发了全球首套配网带电作业机器人及成套装备，并实现了产业化和规模化推广。研发创新攻

4、关针对精准定位难，发明了基于几何滤波与结构单元软编码的三维重建等技术，提出了特征层跳转融合网络架构的目标检测方法，实现了户外作业定位精度小于1cm。创新一：配网带电作业机器人精准定位技术针对自主规划难，发明了基于切片理论表征的避障检测技术，提出了多分辨率空间划分的规划学习算法，实现了避障检测效率提升约2.5倍，平均规划时间小于0.1s。创新二：配网带电作业机器人自主规划技术机械臂结构分解基于切片的机械臂表征 层次网格划分Q值针对智能控制难，发明了光电、电位联合感知的多线径自适应控制方法，提出了加速度实时补偿的平台微位移修正技术，实现了50240mm线径无损剥线等精细化操作。创新三：配网带电作业

5、机器人智能控制技术光电感应电位感应针对安全防护难，发明了“体-臂-腕”三重绝缘防护技术，发明了双层绝缘和槽式叠接结构，实现电网和机器人的双重防护。创新四：配网带电作业机器人安全防护技术硅橡胶护套一体化绝缘壳双层绝缘和槽式叠接结构项目在精准定位、自主规划、智能控制、安全防护等方面均优于国内外其他配网不停电作业机器人相关技术，智能化和实用化水平取得显著突破。主要经济技术指标成套装备项目研发了双臂和单臂机器人及13种系列化末端执行器，形成了配网带电作业成套装备，实现了产业化和规模化推广。双臂机器人13种系列化末端执行器单臂机器人断引流线剥线工具接引流线绝缘罩安装其它末端执行器：故障指示器安装、接地环

6、安装、螺栓破拆、剪树枝、行线举升、绝缘子扶正等汇报提纲01项目背景主要研发创新迭代升级历程推广应用和经济社会效益020304第一代“黎明牌”配网带电作业机器人第二代“黎明牌”配网带电作业机器人第三代“黎明牌”配网带电作业机器人第一代：在实验室环境下实现通过遥控操作完成带电接引线作业。第二代：在现场环境下实现带电接引线作业，可实现自主操作，从第一代的单臂改到双臂，具备绝缘性能防护。第三代：攻克剥线难题，实现50240mm线径无损剥线，实现核心技术突破。第四代“黎明牌”配网带电作