電力隧道環(huán)境中的智能巡檢機(jī)器人應(yīng)用研究

于瑞強(qiáng)

摘要：隨著我國(guó)當(dāng)前科技水平的不斷提高，在電力隧道環(huán)境管理中，巡檢機(jī)器人得到了廣泛性的利用，不僅可以對(duì)隧道本身和電力進(jìn)行良好的監(jiān)測(cè)，還有助于更加快速的完成后續(xù)的維護(hù)工作。為了使智能巡檢機(jī)器人的運(yùn)用效果能夠得到全面提高，在實(shí)際工作中要更加科學(xué)地完成機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不斷的優(yōu)化當(dāng)前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式。本文論述了電力隧道環(huán)境中智能巡檢機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：電力隧道環(huán)境;智能巡檢;機(jī)器人應(yīng)用

一、智能巡檢機(jī)器人的概述

（一）原理

智能巡檢機(jī)器人本身的自由度較高，根據(jù)自身的動(dòng)力和控制能力自動(dòng)的執(zhí)行相對(duì)的命令，智能巡檢機(jī)器人可以接受管理人員指揮，或者是結(jié)合設(shè)計(jì)程序運(yùn)行落實(shí)人工智能技術(shù)應(yīng)用的基本原則，在當(dāng)前自動(dòng)化控制行業(yè)中融入智能巡檢機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)程序的快速輸入之后，再根據(jù)智能巡檢機(jī)器人本身的功能保留相對(duì)應(yīng)的輸入信息，之后再根據(jù)后續(xù)的工作情況，自動(dòng)化的提取相對(duì)應(yīng)的信息，以此來(lái)為后續(xù)控制工作提供重要的保障。智能巡檢機(jī)器人具備應(yīng)用控制的功能，保持基本的運(yùn)動(dòng)速度及形態(tài)，可以自動(dòng)化的記錄周邊的信息，根據(jù)之前所設(shè)定的參數(shù)計(jì)算結(jié)果來(lái)設(shè)定最終的運(yùn)動(dòng)路線，完善整體控制模式，這項(xiàng)功能運(yùn)用非常的關(guān)鍵。最后，智能巡檢機(jī)器人具有自動(dòng)反饋的功能，例如在運(yùn)行時(shí)狀態(tài)和姿勢(shì)位置會(huì)隨著運(yùn)行路線的變化而不斷的調(diào)整，智能巡檢機(jī)器人在運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)自身的狀態(tài)和位置實(shí)現(xiàn)自我運(yùn)動(dòng)的反饋，共享信息，以此來(lái)提高整體的運(yùn)行效果。

（二）控制系統(tǒng)特征

機(jī)器人控制和運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)知識(shí)的交叉能夠描述不同坐標(biāo)系機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，之后再合理參考之前所設(shè)定的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)來(lái)提高整體運(yùn)動(dòng)通暢性，機(jī)器人的操作程序較為簡(jiǎn)單，自由度靈活性較為明顯，每一個(gè)自由度都具有多變量的控制系統(tǒng)，滿足后續(xù)協(xié)調(diào)的要求。根據(jù)人的指令利用計(jì)算機(jī)設(shè)備協(xié)調(diào)控制各種系統(tǒng)的運(yùn)行，使得機(jī)器人能夠具備較強(qiáng)的智能化功能，從而使得自動(dòng)化控制水平能夠得到全面的提高。機(jī)器人的狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)描述在數(shù)字模型中屬于非線性機(jī)器人，當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)和外力出現(xiàn)變化之后，參數(shù)也會(huì)發(fā)生適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，各個(gè)變量之間具備較強(qiáng)的耦合性。因此在利用時(shí)，可以適當(dāng)?shù)膽?yīng)用位置閉環(huán)，選擇適當(dāng)?shù)乃俣葋?lái)提高整體的管理針對(duì)性，從而使機(jī)器人的運(yùn)行效果能夠得到全面提高。在通常情況下機(jī)器人完成的動(dòng)作方式路徑要求較高，對(duì)于工作強(qiáng)度較高的智能巡檢機(jī)器人可以選擇人工智能的方法技術(shù)計(jì)算機(jī)構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的信息庫(kù)，以此來(lái)完成后續(xù)的決策以及管理功能，提高整體的控制水平。

（三）功能分析

首先在智能巡檢機(jī)器人中要先進(jìn)行信息的輸入，將信息儲(chǔ)存在特定的位置中，在后續(xù)工作中，如果相關(guān)人員有信息獲取需要，那么可以通過(guò)信息的提取來(lái)進(jìn)行信息的分類以及獲取，充分的展現(xiàn)出信息儲(chǔ)存和共享的功能。其次在智能巡檢機(jī)器人中還包含了計(jì)算功能，根據(jù)機(jī)器人所搜集到的信息，整合相對(duì)應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)，以此來(lái)設(shè)置對(duì)應(yīng)的控制路線和運(yùn)行路線。在整個(gè)控制系統(tǒng)中，這一環(huán)節(jié)和功能應(yīng)用非常的重要，采取更加科學(xué)的控制措施，能夠使機(jī)器人在不同形態(tài)下移動(dòng)，并且可以根據(jù)實(shí)際工作需求改變移動(dòng)的速度，真正彰顯出自由性的管理特色。最后在控制系統(tǒng)功能中還包含了反饋功能，智能巡檢機(jī)器人姿勢(shì)和狀態(tài)并不是靜止不變的，要根據(jù)實(shí)際工作路徑要求來(lái)做出科學(xué)的調(diào)整，機(jī)器人在運(yùn)行時(shí)會(huì)根據(jù)周邊的信息，將動(dòng)態(tài)化的信息錄入到系統(tǒng)中，反饋到主系統(tǒng)中，之后再掌握整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況。采取更加科學(xué)的運(yùn)行策略，從而使得自動(dòng)化控制效率能夠得到全面的提高。

二、智能巡檢機(jī)器人自動(dòng)化控制方式的選擇

（一）點(diǎn)位控制

點(diǎn)位控制在智能巡檢機(jī)器人自動(dòng)化控制中是比較常見的，在執(zhí)行器應(yīng)用時(shí)要對(duì)部分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全面的控制，之后再通過(guò)控制方式的優(yōu)化使得智能巡檢機(jī)器人能夠在應(yīng)用時(shí)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。不需要進(jìn)行多項(xiàng)規(guī)定，單方面對(duì)機(jī)器人進(jìn)行相連點(diǎn)位置和基本速度的全面控制，從而機(jī)器人能夠滿足精準(zhǔn)化的工作要求。更加穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，避免對(duì)后續(xù)的控制造成一定的影響。

（二）智能控制

智能控制主要是指在一個(gè)范圍內(nèi)，根據(jù)不同操作任務(wù)提出最佳的控制方案。在實(shí)際操作時(shí)需要利用智能巡檢機(jī)器人全面的掌握基本環(huán)境的變化情況之后，再實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部?jī)?chǔ)存決策后續(xù)的擬訂方案。將智能化控制優(yōu)勢(shì)得以全面的體現(xiàn)，這樣一來(lái)可以提高智能巡檢機(jī)器人對(duì)周邊環(huán)境的適應(yīng)能力。

（三）連續(xù)軌跡控制

連續(xù)軌跡控制要借助執(zhí)行器來(lái)判定智能巡檢機(jī)器人的動(dòng)態(tài)化運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)還需要確定速度以及位置，從而使智能巡檢機(jī)器人能夠在固定運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)保持有序的運(yùn)動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)性。同時(shí)還要根據(jù)不同的任務(wù)要求保證穩(wěn)定的運(yùn)行，使得速度能夠處于始終可控的狀態(tài)中，運(yùn)動(dòng)軌跡要更加的通暢，以此來(lái)為實(shí)際的生產(chǎn)工作提供重要的基礎(chǔ)。

（一）系統(tǒng)架構(gòu)

在地形電力隧道智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，要考慮電力隧道的工作特點(diǎn)以及具體的工作要求，不斷的完善當(dāng)前的設(shè)計(jì)模式，從而使得智能巡檢機(jī)器人應(yīng)用效果能夠得到全面的提高。首先在巡檢中要將巡檢系統(tǒng)納入到核心的組成部分中，承擔(dān)隧道內(nèi)部和外部現(xiàn)場(chǎng)檢查的主要功能，其中包含了視頻成像子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程手動(dòng)控制子系統(tǒng)等，多方位的滿足現(xiàn)場(chǎng)工作要求以及標(biāo)準(zhǔn)。其次要進(jìn)行的是軟件平臺(tái)的建立，主要是為了達(dá)到良好的遠(yuǎn)程控制功能，將隧道內(nèi)部的在線監(jiān)測(cè)裝置和新增智能巡檢機(jī)器人進(jìn)行相互的匹配，通過(guò)遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)的巡視，搭建新型的處理監(jiān)管模式，從而使軟件應(yīng)用水平能夠得到全面的提高。在平臺(tái)中也要設(shè)置對(duì)應(yīng)的供電平臺(tái)，由于智能訓(xùn)練機(jī)器人的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和供電系統(tǒng)屬于機(jī)械電子的范疇之中，將監(jiān)測(cè)設(shè)備和動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行相互的匹配，按照預(yù)定的軌道進(jìn)入場(chǎng)的形式，所以在實(shí)施工作中要根據(jù)編程控制程序的運(yùn)行特點(diǎn)來(lái)完成預(yù)定的巡檢程序。在不同巡檢軌跡上按照平臺(tái)的控制指令進(jìn)行自動(dòng)化的控制，逐漸的提高整體的控制效果。最后要進(jìn)行的是通信平臺(tái)的建立，利用隧道內(nèi)部的無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，真正的滿足無(wú)線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的優(yōu)勢(shì)，之后再搭建光纖通信網(wǎng)絡(luò)，在每200米到300米設(shè)置無(wú)線發(fā)射終端，采取雙模結(jié)構(gòu)。兩個(gè)天線接頭采取漏波電纜，按照前后方向沿著隧道進(jìn)行科學(xué)的輻射，以此來(lái)為后續(xù)工作提供重要的基礎(chǔ)。

（二）專用技術(shù)設(shè)計(jì)

由于電力隧道深處地下常年處于潮熱高溫的環(huán)境中，并且整個(gè)隧道內(nèi)部空間較為狹窄，除了障礙物數(shù)量較多，對(duì)智能機(jī)器人的體積和避障能有著較高的要求，所以在實(shí)際工作中需要考慮后續(xù)的運(yùn)行條件，融入多功能的集成電路和上坡專用軌道設(shè)計(jì)等等，從而使機(jī)器人能夠更加可靠的工作。并且在機(jī)器人內(nèi)部要融入無(wú)線信號(hào)傳輸技術(shù)和模式識(shí)別技術(shù)等等，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的電力隧道工作情況，選擇不同的控制方案以及工作模式，減少對(duì)機(jī)器人內(nèi)部所產(chǎn)生的損耗。通過(guò)系統(tǒng)之間的相互銜接滿足智能化管理的要求，更加快速的完成電力隧道的巡檢任務(wù)。

結(jié)束語(yǔ)：

在電力隧道內(nèi)部建立智能巡檢機(jī)器人，能夠通過(guò)自動(dòng)巡檢及時(shí)的發(fā)現(xiàn)在電力隧道中所存在的災(zāi)害問(wèn)題，并且和原有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行相互的聯(lián)動(dòng)，滿足當(dāng)前智能化管理要求以及標(biāo)準(zhǔn)，從而為系統(tǒng)正常使用提供重要的保障。隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，要融入更多新型的技術(shù)，充分的發(fā)揮自動(dòng)化和智能化的優(yōu)勢(shì)完善智能巡視機(jī)器人的設(shè)計(jì)模式，從而保證電力隧道本身的安全性。

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