高壓帶電作業(yè)機器人的現(xiàn)狀和發(fā)展

吳軻 張建偉 華棟 崔佩儀

摘要 由于各行各業(yè)和人們的生活環(huán)境都離不開對電力的需求，從而，電的質(zhì)量需求也在不斷地提高，這不僅是高壓帶電工程發(fā)展的機遇也是一個新的挑戰(zhàn)。特別是在當前社會市場競爭非常激烈的情況下，供電企業(yè)在市場上的地位岌岌可危。因此，供電企業(yè)不斷的完善自我，實現(xiàn)技術(shù)革新，不斷推出新技術(shù)即高壓帶電作業(yè)機器人，希望能夠在新的環(huán)境下，得到一個穩(wěn)定的發(fā)展。本文主要講述了高壓帶電作業(yè)機器人的開發(fā)背景、技術(shù)特點以及研究現(xiàn)狀和技術(shù)動向，最后根據(jù)實際情況闡述了高壓帶電作業(yè)機器人發(fā)展的前景。

【關鍵詞】高壓帶電 機器人 發(fā)展情況

隨著我國科學技術(shù)的不斷進步，機器人等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)不斷興起，并且還廣泛的運用到了許多領域。其中，高壓帶電作業(yè)中就在廣泛使用機器人來輔助完成相關的帶電作業(yè)。但是，由于高壓帶電作業(yè)是一項非常危險的工作，這在很大程度上加大了相關工人的工作難度，但同時也給帶電作業(yè)機器人一個非常好的發(fā)展機會，也間接表明了帶電作業(yè)機器人發(fā)展的前景以及具備的經(jīng)濟效益。

1 高壓帶電作業(yè)機器人的開發(fā)背景

隨著社會對電力需求的增加，帶電作業(yè)設備成為了高壓帶電作業(yè)中必不可少的工具之一，其設備的好壞也嚴重影響著帶電作業(yè)的發(fā)展，關系到作業(yè)過程中的質(zhì)量和效率，以及整個項目最終的經(jīng)濟效益。

1.1 社會和技術(shù)發(fā)展的必然需求

我國最早的帶電作業(yè)開始于20世紀50年代，結(jié)合當前國內(nèi)外帶電作業(yè)發(fā)展的歷程來看，配電系統(tǒng)的帶電作業(yè)技術(shù)發(fā)展過程主要分為以下四個階段，其中，具體的來說：

1.1.1 絕緣手套階段

一般來說，絕緣手套階段就是指相關的操作人員通過一些絕緣工具，例如絕緣手套、絕緣工作服、絕緣鞋等直接對帶電設備進行操作的過程。但是，由于帶電設備存在的危險性較高，很容易傷害到操作人員的人身安全，因此，這種作業(yè)方式以及不再廣泛運用或者已經(jīng)被廢止了。

1.1.2 絕緣工具技術(shù)階段

所謂的絕緣工具技術(shù)，也就是指操作人員使用能夠絕緣的工具來進行帶電操作，比較常見的如利用環(huán)氧樹脂制成的玻璃布管做成一些絕緣工具設備，通過這些設備工具進行一定的帶電作業(yè)。這種操作方式需要有很大的專業(yè)性，而且需要操作人員一直仰著臉，這樣看來又是一項高空作業(yè)，并且還有一定的危險程度和高勞動程度。

1.1.3 絕緣斗臂車技術(shù)階段

這個階段的主要操作就是相關的操作人員使用絕緣的斗臂車來進行帶電操作，一般來說，需要使用到絕緣斗臂車技術(shù)的曹組都是一些難以靠單純的人力進行的復雜操作。當然，隨著時代的發(fā)展，技術(shù)的進步，這個階段的帶電作業(yè)技術(shù)已經(jīng)比上述兩個都好的多，各個方面都有了很大的進步，不僅減輕了操作人員的勞動強度，也增加了操作人員的安全性，在一定程度上減少了對操作人員的人身安全隱患。

1.1.4 機器人技術(shù)階段

機器人技術(shù)階段是整個技術(shù)的核心階段，具體指的就是使用機器人來代替相關操作人員進行一些需要帶電的操作。這個階段的技術(shù)是一項新興的技術(shù)，合理的利用機器人技術(shù)，不只是可以幫助相關操作人員更加安全的進行作業(yè)，也在一定程度上降低了操作人員的勞動強度，在提高操作安全性、規(guī)范性的同時，也提高了作業(yè)的效率，將操作人員從繁多的工作中解放出來，以便能夠更加認真細致的進行操作，除此之外，還可以延長操作的時間，做到全天候操作，滿足了人們對電力的需求力度。

1.2 高壓帶電作業(yè)機器人使現(xiàn)代科技發(fā)展的必然結(jié)果

當前，帶電作業(yè)的全面開展促進了帶電作業(yè)工具設備的發(fā)展，當然，也在一定程度上對帶電設備提出了更多、更具體的新要求。隨著科學技術(shù)的不斷革新，現(xiàn)代化的科學技術(shù)也在不斷的進步，特別是自動化和半自動化領域的蓬勃為帶電設備的發(fā)展打下了良好的基礎。而其他諸如聲納技術(shù)、激光傳感器、計算機圖像分析、自動控制技術(shù)等都為高壓帶電作業(yè)機器人提供了相應的技術(shù)支持。因此，所有這些技術(shù)的發(fā)展和應用都是高壓帶電作業(yè)機器人發(fā)展的必然結(jié)果。除此之外，由于帶電作業(yè)的工作環(huán)境較為復雜多變，從而促進了帶電作業(yè)機器人能夠更進一步發(fā)展。

2 高壓帶電作業(yè)機器人的技術(shù)特點

高壓帶電作業(yè)機器人是一項綜合性非常強而且又具有高科技術(shù)的工作設備，它涉及的范圍非常廣泛，而且涉及的領域也不叫多，能夠在多個領域共同發(fā)展。除此之外，他的發(fā)展還需要有相關的技術(shù)和理論的支持，才能高效的進行。所以，一個帶電作業(yè)機器人需要的技術(shù)非常廣泛，同時也非常嚴謹，因此，也決定著帶電作業(yè)機器人身上具有一些特殊的特點：

2.1 安全性

安全性對于高壓帶電作業(yè)機器人而言是必須具備，而且非常重要、非常基本的特點之一。高壓帶電作業(yè)機器人需要有足夠安全的防護裝備，以此來保障機器人在進行相關操作的時候能夠有足夠的安全性。并且，要求帶電作業(yè)機器人在其他任何情況下發(fā)生意外故障時，能夠保證操作人員的人身安全，減少作業(yè)時帶來的不必要的損失。

2.2 程序性

對于科學技術(shù)性東西集于一身的機器人而言，全身上下都需要相關的程序進行操控。只有準確的操控技術(shù)，才能使高壓帶電作業(yè)機器人高效的完成作業(yè)。當然，這些過程都需要一定的操作軟件，利用操作程序來完成相關的作業(yè)，以此來提高帶電作業(yè)機器人的可利用率。

2.3 適應性

由于高壓帶電作業(yè)的環(huán)境比較復雜，而且具體的作業(yè)目標比較繁多，使機器人必須具有一定的適應性。例如：在進行帶電修補導線的時候，帶電作業(yè)機器人能夠根據(jù)電壓和電流的大小以及絕緣的程度，來進行相關的操作，從而提高帶電作業(yè)機器人的工作效率和質(zhì)量，展現(xiàn)出機器人的適應性。

2.4 通用性

一般來說，帶電作業(yè)機器人有明顯的機械化特點。因此，在發(fā)展的過程中需要注意其通用性，然后讓該工具能夠有其他的通途，不被浪費。從而，體現(xiàn)出帶電作業(yè)機器人的通用性。

總而言之，帶電作業(yè)機器人具有安全性、程序性、適應性、通用性等特點，利用這些特點，在最大程度上實現(xiàn)帶電作業(yè)的實施，以此來提高帶電作業(yè)的質(zhì)量和安全性，保障相關的經(jīng)濟效益。

3 高壓帶電作業(yè)機器人的研究現(xiàn)狀和技術(shù)動向

3.1 帶電作業(yè)機器人的研究現(xiàn)狀分析

隨著社會的不斷發(fā)展，科學技術(shù)的不斷進步，越來越多的國家開始致力于研究帶電作業(yè)機器人的技術(shù)動向，通過對以往以及現(xiàn)在的現(xiàn)狀研究，來做出具體的有針對性的發(fā)展戰(zhàn)略。

在日本，有兩家公司共同致力于帶電作業(yè)機器人的研究。當前，日本進入了新的發(fā)展研究領域。日本九州地區(qū)就有85個高壓帶電作業(yè)機器人投入到了實際工作中，并且，相信今后還會有其他突破性的進展。除此之外，西班牙也完成了第一個階段性的工作，也象征著高壓帶電作業(yè)機器人有了新的突破。

從整體上來看，帶電作業(yè)機器人主要有兩種方式。這兩種方式都是利用操作人員實現(xiàn)對帶電作業(yè)機器人進行控制而完成相關的作業(yè)。簡單的來說，帶電作業(yè)機器人就是一項輔助工具，為了減少在實施的過程中對人的傷害。總的來說，在高空中操作帶電作業(yè)機器人能夠很好的觀察到機器人的工作情況，并且有效的執(zhí)行操作，同時，也沒有危險性的工作，直接提高了工作效率和質(zhì)量。

3.2 帶電作業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)特點

針對日本的帶電作業(yè)機器人而言，他們最開始利用單手作業(yè)的方式，然后隨著技術(shù)的革新，才慢慢完善相關的技術(shù)，實現(xiàn)雙機械手操作。另外，其他國家也經(jīng)過一定時期的發(fā)展和借鑒，開始使用相同的技術(shù)。之后，經(jīng)過西班牙國家率先突破了機器人的發(fā)展，從而在一定程度上提高了帶電作業(yè)機器人的工作效率。除此之外，機械手的設計也比較靈活，例如：在操控機器人的設備中安裝有可控機構(gòu)，而且這個機構(gòu)是可以任意滑動的，這樣就增加了操作人員的活動范圍，使操作過程能夠增加準確，減少了操作過程中的失誤。最后，帶電作業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)特點還體現(xiàn)在了自由度上，一般來說，帶電作業(yè)機器人的自由度主要有6個和7個兩種結(jié)構(gòu)。

3.3 帶電作業(yè)機器人的絕緣防護措施

總的來說，帶電作業(yè)機器人能否高效的完成作業(yè)主要取決于絕緣防護措施。當前，國內(nèi)外現(xiàn)有的絕緣防護措施主要包括以下幾種：

（1）帶電作業(yè)機器人的機械手臂是絕緣的，其中，日本的帶電作業(yè)機器人的機械手臂絕緣要求lOOkV/5min，而西班牙的絕緣要求則是69KV，加拿大的腕部絕緣要求是50KV。

（2）就是帶電作業(yè)機器人工具的尖端帶有絕緣防護。

（3）帶電作業(yè)機器人的機械臂的軸之間是要有絕緣防護措施的。

例如，在日本，絕大部分的帶電作業(yè)機器人的制作材料都是絕緣的，這樣不僅增加了對機器人的保護作用，也在一定程度上減輕了機器人的制造成本和自身的重量。

雖然，科學技術(shù)的不斷發(fā)展為帶電作業(yè)機器人帶來了良好的發(fā)展基礎，但是，帶電作業(yè)機器人的發(fā)展并不是完美的，很多操作也是機器人不能夠完成的。因此，帶電作業(yè)機器人還存在著一定的局限性，需要進步一的完善和革新。

4 高壓帶電作業(yè)機器人發(fā)展的前景

為了提高帶電作業(yè)的安全性，逐漸創(chuàng)新發(fā)展了帶電作業(yè)機器人。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，也對帶電作業(yè)機器人提出了更多的要求，這些要求也是帶電作業(yè)機器人的發(fā)展前景，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

4.1 完善相關的防護措施

帶電作業(yè)的危險性不言而喻，為了促進帶電作業(yè)有進一步的發(fā)展，就不得不重新擬定發(fā)展戰(zhàn)略，明確帶電作業(yè)發(fā)展方向。而對于帶電作業(yè)來說，其安全性是首要問題，只要解決了帶電作業(yè)的安全性，就能在最大程度上突破危險性對作業(yè)的發(fā)展限制。因此，帶電作業(yè)需要完善相關的防護措施，不斷借鑒其他國家的經(jīng)驗和技術(shù)，制造和使用安全的絕緣防護措施，保障相關的操作人員的人身安全。

4.2 不斷優(yōu)化輔助設備，完善結(jié)構(gòu)

帶電作業(yè)是一項非常危險的工作，在這方面要想得到很大的突破還存在著一定的局限性，為了能夠更好的促進帶電作業(yè)的發(fā)展，就必須積極使用輔助設備來完成相關的高危工作，突破局限性。因此，帶電作業(yè)機器人需要優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)的完善，這就要求了帶電作業(yè)機器人不能僅僅依靠人的動作來完成相應的作業(yè)，還是要求帶電作業(yè)機器人能夠?qū)崿F(xiàn)智能自動化。因此，為了使機器人有更好的發(fā)展，需要將使機器人的結(jié)構(gòu)簡單化、規(guī)范化，并且價格更加合理。

4.3 帶電作業(yè)機器人的用途更加廣泛

帶電作業(yè)機器人有著比較明顯的特點，即工作周期不定。另外，帶電作業(yè)機器人作為一種輔助性設備工具，具有更多、可實施性的作用，而且能夠完成很多項工作，并且能夠在最大程度上節(jié)約時間、節(jié)約成本，以此來提高機器人的使用效率，從而增加相關的社會經(jīng)濟效益。

4.4 帶電作業(yè)機器人的現(xiàn)階段定位

由于當前的帶電作業(yè)機器人具有鮮明的特點和獨特的優(yōu)勢，使帶電作業(yè)機器人被廣泛的運用，從而不斷的完善和提高機器人在作業(yè)使的使用標準和規(guī)范。同時，積極培訓操作人員的綜合素養(yǎng)，實現(xiàn)帶電作業(yè)機器人的標準化，加強對機器人的技術(shù)跟蹤。

總而言之，在新形勢下，有著新的發(fā)展環(huán)境和挑戰(zhàn)，帶電作業(yè)機器人作為新興的高技術(shù)設備一定會得到廣泛的運用，在不僅的將來，一定會有越來越多的機器人投入到機械化活動中，這就意味著機器人的發(fā)展有一個良好的前景。

5 結(jié)束語

帶電作業(yè)技術(shù)是保障供電設備安全可靠運行的主要手段之一，也是保障電網(wǎng)服務質(zhì)量的重要方式一致。目前，我國的帶電作業(yè)方式仍然存在著高風險性，急需要有帶電作業(yè)機器人等專業(yè)化、標準化、智能化的設備工具輔助完成作業(yè)，這不僅是高壓帶電工程發(fā)展的機遇也是一個新的挑戰(zhàn)。因此，隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進步，相關的餓供電企業(yè)不斷的完善自我，實現(xiàn)技術(shù)革新，不斷推出新技術(shù)即高壓帶電作業(yè)機器人，希望能夠在新的環(huán)境下，提高帶電作業(yè)的工作效率和質(zhì)量，從而提高安全性和經(jīng)濟效益，使供電企業(yè)能夠得到一個穩(wěn)定的發(fā)展。

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