山东电科院“十二五”863计划课题通过技术验收

　　日前，国家科技部高技术研究发展中心对国网山东电科院等单位承担的国家863计划课题“面向电力带电作业抢修作业机器人研究开发与应用”进行了验收。

　　验收专家组听取了课题组工作汇报，观看了设备演示与视频，审查了相关资料，经质询和讨论，一致认为该课题组提供验收文件、资料齐全、数据完整，完成了任务书规定的研究内容，实现了课题目标，达到了任务书规定的技术指标要求，通过技术验收。

　　该课题研发周期为 2012 年1月-2014 年12月，主要研究变电站和配电系统带电作业环境下亟待解决的机器人共性关键技术和专用技术，研制出满足配电网和变电站抢修维护作业的带电作业机器人系统，并进行示范应用。国网山东电科院作为项目牵头单位，联合山东大学、山东鲁能智能技术有限公司、山东建筑大学和北京理工大学等四家合作单位，针对该课题进行了五个方面的创新。一是开展了带电作业机器人本体运动学建模与协调控制研究。带电机器人的作业对象是布置在电力杆塔上的电力设备，机器人作业空间约束条件多，电力设备安装尺寸也不统一，且存在很强电磁干扰，因此如何保证机器人的安全稳定运行，保证机器人的运动精度，进行很好的协调控制是该课题的难点之一。该课题针对带电作业机器人的基本结构特征，建立机械手、升降机构和移动平台的子运动学模型及，并在此基础上建立了带电作业机器人的动力学模型，再根据机械手末端执行器、升降机构的运动情况完成相应关节力矩的计算，可以期望的加速度和速度运动，保证良好的位置精度。二是开展了带电作业机器人双向力反馈技术研究。采取力传感器及其力反馈技术，研究力觉临场感的主从手控制技术，进行空间矢量力系与机械臂关节力反馈的重构/映射技术研究，在此基础上设计机械臂力控制结构，研究力和位置控制之间的关系，并进行算法优化设计。三是开展了具有反馈的高功率密度机械臂的研制。针对带电作业需求，进行主从柔性力反馈高功率密度机械臂设计，研究机械臂液压伺服系统控制技术，进行机械臂力/位控制软、硬件平台的开发。四是开展了高效、多功能的高压带电作业工具研究。研究轻便、灵活的导线剥皮器、破螺母工具、电动扳手、压线钳、断线钳等带电作业工具，研究应标准化、系列化的专用工具设计，保证机器人及其工具设计的实用性。五是开展了灵活、轻便、可靠的绝缘升降平台设计。研究保证机器人足够活动空间的平台冗余自由度机械结构，进行平台机械强度和绝缘强度设计，研究两个机械臂、工具自动更换装置以及摄像机等检测装置在平台上的空间布置结构设计，进行绝缘平台的研制。 

　　截至2015 年 5月，“变电站设备带电水冲洗机器人”成果已通过国网山东省电力公司组织的科技项目鉴定，鉴定委员会一致认为该研究成果达到国际先进水平，局部技术达到国际领先水平。发表高质学术论文8 篇。课题组申请专利40 项，其中发明专利28项，授权发明专利4 项，授权实用新型5 项；申请并授权软件著作权4 项。项目期间，发表专著1 部，获奖3 项，其中省部级奖项2 项，培养硕士研究生21人，博士生6人，其中已毕业2 人。

　　该课题研制出“变电站设备带电冲洗机器人”、“变电站带电抢修作业机器人平台”和“配网带电抢修作业机器人”三种产品样机，可实现引流线带电断接、修补导线、异物清除及变电站零值测量、RTV涂料喷涂、冲氮、设备清洗等带电抢修作业。该研究成果在国网山东省电力公司检修公司、国网技术学院、国网山西省电力公司长治供电局、南方电网公司贵州凯里供电局等4个变电站或配电系统实现示范应用，为保证电网安全稳定运行提供了技术支撑。