角鋼塔螺栓緊固機(jī)器人首次在國內(nèi)超高壓線路試點應(yīng)用

9月19日，國家電網(wǎng)有限公司科技項目“角鋼塔塔身螺栓緊固機(jī)器人研究”在新疆750千伏亞中—達(dá)坂城輸電工程3號鐵塔完成攀爬越障和螺栓緊固作業(yè)，標(biāo)志著角鋼塔塔身螺栓緊固機(jī)器人首次在國內(nèi)超高壓線路實現(xiàn)試點應(yīng)用。

該機(jī)器人重約180公斤、全長約3米，由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。它可以附著塔身、沿角鋼塔主材精準(zhǔn)攀爬、對螺栓進(jìn)行識別定位，按規(guī)定扭矩值自動對角鋼塔主材螺栓進(jìn)行緊固，并可通過人機(jī)交互界面進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

“這款角鋼塔螺栓緊固機(jī)器人最大的創(chuàng)新點是它的螺栓識別與定位系統(tǒng)的設(shè)計。”北京理工大學(xué)自動化學(xué)院智能感知與運動控制研究所王向周教授作為項目成員之一，他介紹說，機(jī)器人在爬塔時，它的視野中有塔材、聯(lián)板和螺栓，通過攝影測量和智能識別技術(shù)，機(jī)器人可實現(xiàn)對螺栓100%的精準(zhǔn)識別定位，具有定位精度高、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。此外，該機(jī)器人還系統(tǒng)解決了自供電、自主攀爬越障、緊固時防螺栓跟轉(zhuǎn)等一系列難題。

據(jù)了解，此次“角鋼塔塔身螺栓緊固機(jī)器人研究”項目由國網(wǎng)新疆電力有限公司牽頭，國網(wǎng)新疆電科院負(fù)責(zé)承擔(dān)實施作業(yè)環(huán)境與總體功能需求分析，新疆送變電公司負(fù)責(zé)機(jī)器人試點應(yīng)用的現(xiàn)場協(xié)調(diào)配合，中國電科院、北京理工大學(xué)等單位提供核心技術(shù)的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

國網(wǎng)新疆電力高級專家何成說：“該項目于2020年5月立項，2023年8月完成自驗收。在開展首次試點應(yīng)用前，項目團(tuán)隊對機(jī)器人試點攀爬作業(yè)的環(huán)境、角鋼塔材的尺寸參數(shù)、螺栓的空間分布情況、總體功能需求以及工程試點應(yīng)用等問題進(jìn)行了多輪次的技術(shù)研討。”

近年來，隨著電網(wǎng)規(guī)模的跨越式發(fā)展，角鋼塔在110千伏—750千伏的輸電線路工程中占比90%以上，是應(yīng)用最廣泛的鐵塔形式。而角鋼塔螺栓數(shù)量大、分布廣，主要依靠人工借助簡單工具或電動扳手進(jìn)行作業(yè)，不僅會耗費大量的人力，還存在緊固力矩不達(dá)標(biāo)、一致性差的缺陷，也時刻伴隨著人員安全風(fēng)險。

此次研發(fā)的角鋼塔塔身螺栓緊固機(jī)器人，可適用于高壓和超高壓輸電工程，它不僅能替代人工作業(yè)，有效降低人員作業(yè)強(qiáng)度和安全風(fēng)險，還能保障螺栓扭固的一致性、提高角鋼塔組塔施工質(zhì)量，具有廣闊的應(yīng)用前景。

何成介紹，角鋼塔塔身螺栓緊固機(jī)器人在新疆電網(wǎng)首次成功試用，填補(bǔ)了超高壓鐵塔螺栓緊固機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的空白，對助力輸電工程施工由機(jī)械化向智能化轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。

未來，項目團(tuán)隊將通過優(yōu)化機(jī)器人的材料、抓持方式和緊固機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步降低機(jī)器人的重量，增強(qiáng)其適用范圍，進(jìn)而可向特高壓線路或者變電工程推廣應(yīng)用。