引言

随着机器人技术的飞速发展，智能机器人在各个行业得到了越来越多的应用。各国在应对自然灾害、军事消防、公共安全等事件方面，开发了不同类型、不同领域的机器人，如搬运工业机器人、医疗机器人、军事特种机器人等。

《中国制造2025》明确提出了实施制造业强国战略的第一个十年行动计划，将机器人产业的发展提升到战略层面。国家电网公司一直在关注和参与电力机器人的发展，发布了一系列重要文件，如智能变电站试点技术计划、变电站在线智能检查系统技术计划，大力推进电力智能检查设备的应用，深化电力机器人技术研究，全面建设智能运行维护系统。

为了保证电气设备的正常可靠运行，变电站可以保持正常供电，需要工作人员每天对设备进行检查，收集设备的运行数据并进行分析。由于员工增长与电网规模不匹配，结构严重短缺，无法满足日益增长的供电运行和维护需求；人工检查方法存在劳动强度高、工作效率低、检查数据主观性强、信息反馈不及时、缺陷预警不及等问题；随着无人值守模式的推下，检查工作强度越来越高，检查到位率和及时性没有得到保证；工作人员的技术水平参差不齐，严重程度各不相同，变电站的日常检查和维护没有得到充分保障。一旦设备的异常情况没有得到及时发现和解决，不仅会损坏设备本身，还会危及工作人员的人身安全，甚至造成重大损失[1]。因此，为了满足变电站日常检查和维护的要求，未来智能电网的发展趋势逐渐成为主要趋势。

轨道机器人是一种依靠导轨行走的倒置机器人。它是一种特殊的应用类型的移动机器人。一般适用于室内环境辅助或更换人员检查车站设备。机器人可以使用智能感知、图像识别等技术，在无人看管的环境中完成设备检查任务，实时监控车站开关柜指示灯、仪表读数等设备和环境状态，及时识别和预警异常情况，实现变电站全方位远程检查，智能管理设备状态，加强变电站运行风险的安全控制。

本文旨在研究一些关键技术的轨道机器人检查功能，这些技术在替代人员执行室内变电站设备巡逻任务中发挥关键作用，在智能感知、智能通信、智能通讯。

对内容和思路进行研究。

本文的研究内容如下：

(1)为轨道机器人关键技术的研究和应用提供技术支持，研究建立在线智能检测系统运行维护全过程信息化、智能化、标准化的技术平台。

(2)研究多传感器集成技术。轨道机器人可以实现全面的智能感知,增强信息交换和提高系统的可靠性通过外部环境信息获得各种类型的传感器在许多方面,和优化和集成的多维、多层次、多层次的信息。

（3）研究电力载波通信技术。轨道机器人充分利用这种通信方式的优势，利用轨道滑动触摸线取电，以滑动触摸线为传输媒介，实现机器人智能通信、远程传输等功能，实现数据传输和信息交换，投资少，见效快，传输可靠性高。

(4)研究个性化的检查模式。用户可以根据需要灵活选择和定制相关的检查任务。该模式包括独立检查、定点检查和遥控检查。轨道机器人可以根据制定或独立规划的路径进行检查，大大降低员工的劳动强度和需求，智能化管理检查任务，有效提高设备的检查效率和风险控制能力。

（5）研究基于红外热成像技术的故障诊断策略。红外热成像是检查系统中故障诊断的重要途径。轨道机器人实现了设备故障的智能识别和定位，通过配备热成像仪和摄像机，结合两者的图像特性，实现了设备的实时状态监测和故障诊断效果。

关键技术研究。

多传感器融合技术。

机器人通过传感器来感知和获取信息，传感器在连接机器人和外部环境方面发挥着桥梁的作用。然而，传感器相对单一的机器人存在许多缺陷，缺乏全面的信息获取，导致系统决策的准确性降低。

多传感器融合是人类或其他逻辑系统中常见的基本功能[2]。轨道机器人还采用多传感器融合技术，模仿人类视觉、听觉等器官，获取外部环境信息，然后合成信息，从不同角度进行处理和比较，获得一般规律，实现优化，并从多个维度描绘外部环境的特征。信息具有冗余、实时、互补、信息获取成本低等特点。

[3]，满足需要进行探测和数据采集。

机器人通常配备各种传感器，如图像、红外、气体、声纹等。，结合图像识别、边缘计算等技术，实现仪器、指示灯、空开、压板、热缺陷识别、设备声纹分析等功能，从而达到设备智能巡逻、监控、识别、预警的效果。此外，它们还具有人机交互功能，如语音对讲，这些功能可以有效地提高工作效率，降低维护成本，保持人机友好互动。例如，机器人语音对讲功能是多传感器集成技术的表现:首先，对输入语音的信号进行预处理(即语音检测)，降低噪音，然后提取语音特征(特征可以训练模型库)，根据训练模型库匹配提取的特征(即解码)，得到结果并输出。

电力载波通信技术。

电力载波通信，即PLC（PowerLineCommunication），是电力系统独特的基本通信方式。采用PLC技术，通过载波模拟或数字信号，高速传输图像、视频、音频、控制指令、系统状态等信息[4]。与Wi-Fi等无线技术相比，通信带宽大，传输速度快，数据传输可靠，抗电磁干扰强，网络布线方便，网络成本低，在电力行业的轨道机器人逻应用方面前景广阔。

由于运行环境的特殊性，本文研究的轨道机器人区分了一般机器人的电源线路或电池的供电方式。本文研究的机器人利用轨道滑动线路获取电源，并结合自己的移动机构在导轨上行走。采用PLC技术，可以实现数据交互、精确定位、精确控制、高效运行等检查功能，同时借助滑动触摸线进行数据传输。

轨道式机器人方案基于PLC技术的优点如下：

(1)方便，利用轨道现有的滑触线，不需要额外的网络设置，避免接线的麻烦。

(2)等时性，在轨道线完成架通后，可以打开载波通道。

(2)经济性设备结构组成简单、施工时间短、地形环境影响低、成本大大节约。

(3)有多种手段，如安全可靠性、去噪、纠错、数据加密、数据备份/重传等。[5]，输电线路结构牢固，安全设计系数高，确保数据在传输过程中安全可靠。

个性化的检查模式。

变电站设备检查是供电、运行和维护的重要组成部分，可以及时发现设备可能存在或出现的缺陷，保证设备安全稳定运行，完成值班人员的日常工作。目前，传统的单人巡检模式已经不能适应当前智能电网快速发展的工作业态:1。电网规模的扩大与员工的增长不匹配，严重缺乏结构；2.设备检查工作的针对性没有达到周期检查的要求，检查的重点不突出，检查质量不高；3.检查强度越来越高，检查到位率和及时性没有得到保证；4.工作人员到现场检查是边走边看的方式，对设备状态的变化没有强烈反应[6]。