【導(dǎo)讀】安全運行是遠(yuǎn)距離輸電的保障。但是，架空輸電線路長期暴露在野外，因受到持續(xù)的機。而帶來極大的經(jīng)濟損失和嚴(yán)重的社會影響。早期，傳統(tǒng)的巡線方法采用人工目測（圖1–錯誤!人工目測往往費時費力而事倍功半，且受制于作業(yè)。人員的經(jīng)驗和個人素質(zhì)，人身安全還得不到保障。人工檢測如飛機巡航則只能檢測輸電。利用機器人帶電巡檢和維護超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，不但可以減輕工人千里巡。在機器人研究領(lǐng)域中，電力機器人屬于典型的特種機器人，其研究應(yīng)用范圍越來越。線路巡檢、異物清除等方面的應(yīng)用研究更是電力機器人研究領(lǐng)域的熱點。線運動，對線路進行檢測、維護等作業(yè)。1)用CCD相機檢查電力線路的安全隱患，如圖2–錯誤!CCD相機視角（左）與紅外探傷（右）。與TRA電機用來展開機器人的輪臂結(jié)構(gòu)和夾爪結(jié)構(gòu)。CAM1，CAM2，CAM3為機器人的三個CCD相機。1)Expliner在水平線纜上的平均移動速度是27m/min，大于項目指標(biāo)20m/min。5)Expliner能越過懸垂線夾。Expliner從LoadingPipe到電纜線轉(zhuǎn)移。所示，Expliner是設(shè)計來執(zhí)行遠(yuǎn)程高壓線纜巡檢的機

　　

【正文】 PA15/JTDI77PB2/BOOT137PB3/JTDO89PB4/JNTRST90ADC12_IN10/PC015ADC12_IN11/PC116ADC12_IN12/PC217ADC12_IN13/PC318PC663PC764PC865PC966PC1078PC1179PC1280TIM3_ETR/PD081PD182PD283PD384PD485PD586PD687PD788PD855PD956PD1057PD1158PD1259PD1360PD1461PD1562TIM4_ETR/PE097PE198TRACECK/PE21TRACED0/PE32TRACED1/PE43TRACED2/PE54TRACED3/PE65PE738PE839PE940PE1041PE1142PE1243PE1344PE1445PE1546VDD_150VDD_275VDD_3100VDD_428VDD_511VDDA22VREF20VREF+21VSS_149VSS_274VSS_399VSS_427VSS_510VSSA19VBAT6PA1/USART2_RTS/ADC12_IN1/TIM2_CH224PA2/USART2_TX/ADC12_IN2/TIM2_CH325PA3/USART2_RX/ADC12_IN3/TIM2_CH426PA4/SPI1_NSS/USART2_CK/ADC12_IN429PA5/SPI1_SCK/ADC12_IN530PA6/SPI1_MISO/ADC12_IN6/TIM3_CH131PA7/SPI1_MOSI/ADC12_IN7/TIM3_CH232PA8/USART1_CK/TIM1_CH1/MCO67PA9/USART1_TX/TIM1_CH268PA10/USART1_RX/TIM1_CH369PA11/USART1_CTS/CANRX/TIM1_CH4/USBDM70PA12/USART1_RTS/CANTX/TIM1_ETR/USBDP71PB0/ADC_IN8/TIM3_CH335PB1/ADC_IN9/TIM3_CH436PB5/I2C1_SMBAL91PB6/I2C1_SCL/TIM4_CH192PB7/I2C1_SDA/TIM4_CH293PB8/TIM4_CH395PB9/TIM4_CH496PB10/I2C2_SCL/USART3_TX47PB11/I2C2_SDA/USART3_RX48PB12/SPI2_NSS/I2C2_SMBAL/USART3_CK/TIM1_BKIN51PB13/SPI2_SCK/USART3_CTS/TIM1_CH1N52PB14/SPI2_MISO/USART3_RTS/TIM1_CH2N53PB15/SPI2_MOSI/TIM1_CH3N54ADC12_IN14/PC433ADC12_IN15/PC534PC13TAMPERRTC7PC14OSC32_IN8PC15OSC32_OUT9U2STM32F103VBT6VCCR3 10KGNDVCCVBATGNDVSSAVDDAREF+REFPA8PA15PB0PB1PB3PB4PB5PB6PB7PB8PB9PB12PB13PB14PB15PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7PC8PC9PC10PC11PC12PD2PD3PD4PD5PD6PD7PD8PD9PD10PD11PD12PD13PD14PD15PE0PE1PE2PE3PE4PE5PE6PE7PE8PE9PE10PE11PE12PE13PE14PE15PC13VCCPB2NRSTPC14PC15BOOT0PD0PD1VDDA VCC4OUT3NC1GND2Y1 8MHzVSSA 32 圖 3–錯誤 !未找到引用源。 STM32F103VBT6 控制核心 控制軟件設(shè)計 遠(yuǎn)程控制箱作為整個智能機器人本體系統(tǒng)的控制平臺，需要為操作人員提供充分并且直觀的參考信息及數(shù)據(jù)，盡量多的考慮人機功效設(shè)計，使其符合操作人員的控制習(xí)慣，減少操 作人員的工作負(fù)擔(dān)和精神壓力。 遠(yuǎn)程交互平臺作為遠(yuǎn)程控制箱控制核心，采用主副雙屏顯示方式，主要負(fù)責(zé)機器人本體及控制箱的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與顯示。其中主要分為：視頻顯示程序、障礙數(shù)據(jù)顯示程序、羅盤信息顯示程序、電機數(shù)據(jù)顯示程序、電池狀態(tài)顯示程序及搖桿狀態(tài)顯示程序等幾部分組成。其中軟件設(shè)計工作重點在于：人機界面設(shè)計、三維姿態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程遙控設(shè)計等。 遠(yuǎn)程交互平臺控制程序采用 Visual Studio 2020 開關(guān)環(huán)境下的 C程序開發(fā)。 C是微軟公司為 Visual Studio 開發(fā)平臺推出的一種簡潔的、類型安全的面向 對象的編程語言，也是第一個組件導(dǎo)向的程序語言。 C自面世以來以其擁有 C/C++的強大功能以及Visual Basic 簡易使用的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用，而 Visual Studio 開發(fā)平臺則憑借其強大的可視化用戶界面設(shè)計，讓程序員從復(fù)雜的界面設(shè)計中解脫出來。 C不但可以開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，而且也可以開發(fā)集聲音、動畫、視頻為一體的多媒體應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，這使得它正在成為程序開發(fā)人員使用的主流編程語言。 圖 3–錯誤 !未找到引用源。 控制軟件 人機交互界面設(shè)計 遠(yuǎn)程交互平臺人機交互界面設(shè)計主要分為整體布局、界面美工等工作。由于需要顯示的數(shù)據(jù)量比較大，為了使顯示界面更加的直觀、通俗易懂，雙屏顯示方式。 33 圖 3–錯誤 !未找到引用源。 遠(yuǎn)程控制箱效果圖 主屏幕采用 15 寸液晶顯示器，分辨率 1280 768，主要用于顯示視頻圖像、紅外無損檢測等常用信息。副屏幕采用 10 寸液晶顯示器，分辨率 1024 600，主要用于顯示三維姿態(tài)、障礙數(shù)據(jù)參考信息。采用主副雙屏的顯示方式，可以有效地避免 出現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示過于擁擠或者需要手動切換顯示界面的情況發(fā)生，很大程度上方便了操作人員的控制與使用。 考慮到使用環(huán)境的特殊性及人機功效等要求，界面風(fēng)格較為簡約，采用了以黑色為背景、綠色為前景色的顯示方式，盡量的減少其它色彩的使用，以求達(dá)到長時間使用時不會使人產(chǎn)生視覺疲勞。并且該界面搭配方式具有簡單醒目、直觀及隱蔽性好的特點，因此被廣泛應(yīng)用于各種軍用顯示器及儀表當(dāng)中。 三維姿態(tài)監(jiān)控 遠(yuǎn)程控制箱副屏幕設(shè)計有智能機器人本體三維姿態(tài)監(jiān)控程序，采用三維動畫方式實時顯示機器人本體的俯仰、橫滾及航向姿態(tài)數(shù)據(jù)。 機器人本體上安裝 的三維電子羅盤模塊可以實時采集機器人本體的姿態(tài)數(shù)據(jù)，通過無線傳輸至遠(yuǎn)程控制箱，三維姿態(tài)監(jiān)控程序?qū)⒆藨B(tài)數(shù)據(jù)與智能機器人本體 3D 模型進行連接，通過動畫的方式顯示出來，具有簡單易懂的優(yōu)點。智能機器人本體 3D 模型采用SolidWorks 軟件繪制，然后轉(zhuǎn)換成可擴展應(yīng)用程序標(biāo)記語言 (XAML)格式并添加到 C程序代碼中，通過程序接口實時更新姿態(tài)數(shù)據(jù)，即可實現(xiàn)機器人本體三維姿態(tài)實時顯示效果。 狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)控 遠(yuǎn)程交互平臺人機交互界面具有完善的數(shù)據(jù)監(jiān)控及顯示功能，用于實時監(jiān)控機器人本體及控制箱的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程交互平臺監(jiān) 控顯示程序如 表 3 錯誤 !未找到引用源。 所示。 34 表 3錯誤 !未找到引用源。 遠(yuǎn)程交互平臺監(jiān)控顯示程序列表 程序模塊 說明 視頻監(jiān)控程序 實時顯示智能無人機器人本體上傳的視頻圖像數(shù)據(jù) 通過視頻切換可以顯示兩個攝像頭中的任意一個視頻數(shù)據(jù) 障礙數(shù)據(jù)顯示 實時顯示機器人本體前后的障礙物距離信息 羅盤信息顯示 實時顯示機器人本體航向信息 電機數(shù)據(jù)監(jiān)控 實時顯示機器人本體 電池狀態(tài)監(jiān)控 實時顯示機器人本體 搖 桿狀態(tài)監(jiān)控 實時顯示機器人本體控制搖桿 紅外檢測顯示 通過視頻切換可以顯示紅外無損檢測圖像顯示 姿態(tài)數(shù)據(jù)顯示 分別顯示機器人本體航向、俯仰及橫滾數(shù)據(jù) 速度調(diào)節(jié)顯示 實時顯示機器人本體速度調(diào)節(jié)及云臺速度調(diào)節(jié)數(shù)據(jù) 觸控按鍵 設(shè)計有 6 個觸摸屏控制按鍵，實現(xiàn)攝像頭的切換等功能 實施方案 本項目以產(chǎn)學(xué)研合作模式完成，由深圳市先進智能技術(shù)研究所 香港中文大學(xué)團隊共同完成。各單位主要分工如下： （ 1）深圳市先進智能技術(shù)研究所 香港中文大學(xué)負(fù)責(zé)巡線機器人方案論證及計劃制定，重慶電力公司電力科學(xué)研究院協(xié)助。包括： a. 技術(shù)（文獻、現(xiàn)場）調(diào)研； b. 需求分析，確定技術(shù)指標(biāo)； c. 制定初步技術(shù)方案、計劃及項目預(yù)算； d. 初步技術(shù)方案評審； e. 擬定合同內(nèi)容。 （ 2）深圳市先進智能技術(shù)研究所 香港中文大學(xué)負(fù)責(zé)巡線機器人設(shè)計，加工等，重慶電力公司電力科學(xué)研究院提供高壓輸變電電纜、電塔和相關(guān)高壓電力設(shè)備的技術(shù)支持，雙方共同完成調(diào)試及完善工作。包括： a. 總體方案及子系統(tǒng)（機器人本體子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程交互平臺子系統(tǒng)、附屬設(shè)備）設(shè)計與論證； b. 巡線機器人零部件采購、加工、裝配； c. 巡線機器人調(diào)試及初步試驗驗證； 35 d. 巡線機器人與附屬設(shè)備聯(lián)調(diào)及試驗驗證； 巡線機器人項目整體劃分為兩個階段，共 6 個月時間。 具體研究內(nèi)容和實施進度計劃網(wǎng)絡(luò)圖如 圖 3–錯誤 !未找到引用源。 所示 圖 3–錯誤 !未找到引用源。 項目時間規(guī)劃