隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，對能源的需求越來越大，超高壓大容量電力線路大幅擴建。線路走廊需要穿越各種復(fù)雜的地理環(huán)境，如經(jīng)過大面積達水庫、湖泊和崇山峻嶺等，這些都給電力線路的檢測帶來了很多困難。特別是對于電力線路穿越原始森林邊緣地區(qū)、高海拔、冰雪覆蓋區(qū)以及沿線存在頻繁多滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，大部分地區(qū)山高坡陡，交通和通訊極不發(fā)達時，如何解決電力線路的日常檢測成為困擾電力行業(yè)的一個重大難題。

　　傳統(tǒng)的輸電線路的巡檢主要采用兩種方法，即地面人工目測法和直升飛機航測法。前者的巡檢精度低，勞動強度大，且存在巡檢盲區(qū)；后者則存在飛行安全隱患且巡線費用昂貴。隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，巡線機器人可以克服上述缺陷，因此，巡線機器人已成為特種機器領(lǐng)域的一個研究熱點。

　　移動巡線機器人

　　目前國內(nèi)外研究的巡線機器人有兩種類型，一種是移動巡線機器人，可以沿電力電線自主行走、跨越障礙并進行線路巡檢。巡線機器人能夠帶電工作，以一定的速度沿輸電線爬行，并能跨越防震錘、耐張線夾、懸垂線夾、桿塔等障礙，利用攜帶的傳感儀器對桿塔、導(dǎo)線及避雷線、絕緣子、線路金具、線路通道等實施接近檢測。

　　國外巡線機器人的研究始于20世紀(jì)80年代末，日本、美國、加拿大、泰國的一些研究機構(gòu)先后開展了巡線機器人的研究。他們研制的巡線機器人可以分為兩類：一類是具有跨越障礙物功能，但結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量大，因而實用性差，并大多仍處在實驗室研制階段；另一類則只能在兩桿塔間的直線段巡線，不具備跨越障礙物功能，因而其巡線作業(yè)范圍受到極大限制。

　　東京電力公司的sawada等人研制了光纖復(fù)合架空地線（opgw）巡檢移動機器人。該機器人利用一對驅(qū)動輪和一對夾持輪沿地線（opgw）爬行，能跨越地線上防震錘、螺旋減震器等障礙物。遇到線塔時，機器人采用仿人攀援機理，先展開攜帶的弧形手臂，手臂兩端勾住線塔兩側(cè)的地線，構(gòu)成一個導(dǎo)軌，然后本體順著導(dǎo)軌滑到線塔的另一側(cè)；待機器人夾持輪抱緊線塔另一側(cè)的地線后，將弧形手臂折疊收起，以備下次使用。機器人運動控制有粗略和精確定位兩種模式，粗略控制是把線塔和地線的資料數(shù)據(jù)（線塔的高度、位置，地線長度，線路上附件數(shù)量等）預(yù)先編制好程序輸入機器人，據(jù)此控制機器人的行走和越障；精確定位控制則根據(jù)傳感器反饋信息進行控制。機器人攜帶的損傷探測單元采用渦流分析方法探測光纖復(fù)合架空地線鎧裝層的損傷情況，并把探測數(shù)據(jù)記錄到磁帶上。

　　國內(nèi)巡線機器人的研究始于20世紀(jì)90年代末，中國科學(xué)院、武漢大學(xué)等單位在該領(lǐng)域進行了研究，并申請了相關(guān)專利：

　　中國科學(xué)院沈陽自動化研究所申請的發(fā)明專利200410020490.8（申請日：2004.04.30）涉及一種超高壓輸電線巡檢機器人機構(gòu)。它由移動車體、后手臂、前手臂組成，其中：移動車體由本體和行走輪組成，行走輪通過水平轉(zhuǎn)動副和移動副安裝在本體上，并與線相抓持，本體通過轉(zhuǎn)動副分別與前、后手臂相連，手臂末端為手爪；所述前手臂、后手臂結(jié)構(gòu)相同，其中每一手臂由上臂、下臂兩部分組成，上臂為連桿及滾珠絲杠與滑塊組合結(jié)構(gòu)，通過水平轉(zhuǎn)動副與下臂相連接，下臂為大行程伸縮機構(gòu)。該發(fā)明工作空間大、重量輕、能耗低且越障能力強。

　　中國科學(xué)院自動化研究所申請的發(fā)明專利200310118302.0（申請日：2003.11.18）涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，是110kv高壓輸電線路自動巡檢機器人的一個單體。該發(fā)明高壓輸電線路自動巡檢機器人單體，由防護罩、驅(qū)動臂、驅(qū)動臂升降電機、小臂、小臂升降電機組成，其驅(qū)動臂包括驅(qū)動輪、驅(qū)動輪軸、同步帶、同步帶輪、主電機、主電機輸出軸、開合電機、開合螺桿等，其中，主電機帶動驅(qū)動輪，使巡檢機器人單體在輸電線上行走，開合電機控制開合機構(gòu)，決定驅(qū)動輪與輸電線之間的掛靠或撤離；其小臂中設(shè)有支撐輪和關(guān)節(jié)軸承，支撐輪槽曲率較大，與輸電線保持點接觸，有利于關(guān)節(jié)軸承對支撐輪姿態(tài)的自調(diào)節(jié)。該發(fā)明自動巡檢機器人單體，可實現(xiàn)在輸電線上穩(wěn)定行走、跨越障礙物、緊急剎車等功能，取代了人工巡檢高壓輸電線路。

　　武漢大學(xué)申請的發(fā)明專利200510019930.2（申請日：2005.12.01）公開了一種高壓巡線機器人沿輸電線路進行導(dǎo)航的方法，其特征在于：將一系列相同參數(shù)的電磁傳感器分別布置在機器人的手臂上，各組傳感器分別同軸線布置，讓機器人的各待調(diào)控部位的空間位姿狀態(tài)能通過各該部位的傳感器陣列組相對高壓輸電導(dǎo)線的距離表征。本發(fā)明的優(yōu)點是：實現(xiàn)簡單，結(jié)構(gòu)小巧，成本低廉；可避免強電場、強磁場的干擾，實用性強；控制算法簡單，操作方便。如配備相應(yīng)的機器人設(shè)備，可以用來輔助完成高壓巡線機器人沿架空高壓輸電線路進行全自動化的巡檢作業(yè)。

　　山東大學(xué)申請的專利200510042569.5（申請日：2005.03.18）為沿110kv輸電線自主行走的機器人及其工作方法，由機器人本體、控制裝置、傳感器、檢測裝置和無線圖像傳輸設(shè)備組成；控制