简介： 成果简介： 本项目自2009年起由国家电网公司多次进行立项支持，其中包括：电动乘用车电池自动更换装置及监控系统研究（SGKJ[2011] 05，2011.01-2012.12）；无人直升机在输电线路巡检中的应用研究（SGKJ[2009]96号，2009.01-2010.12）；变电站巡检机器人复杂环境适应性技术研究（2012A-116，2012.01-2012.12）； 项目研发单位通过电力机器人相关技术研究，分别完成了输电线路巡检无人机、变电站巡检机器人、带电作业机器人及电动汽车换电机器人的研制工作，实现了机器人在电网的输电、变电、配电、用电各环节的应用。针对复杂的室外环境和多样化的电力设备，项目开发的基于图像的电力设备状态识别检测技术，实现了电力机器人自主检测与作业，满足了机器人在电网上各环节的应用需求。   成果创新性： 1、针对电网输电、变电、配电、用电各环节运行需求，综合运用机械可靠性设计、多传感器融合、无线通信、非接触检测、导航控制等技术，研制了系列化电力特种机器人，可以代替人工进行巡检和作业，为电网安全运行提供重要的技术支撑。 2、采用多输入多输出运动控制技术，对机械磨损、任务负载、重心等变化有很强的自适应性,对外部扰动具有很强的鲁棒性,运动控制精度高，保证了电力机器人在特殊环境下的可靠稳定运行。 3、创新提出了基于视觉、激光、地理等信息的多传感器融合技术，实现机器人对运行环境的感知，结合最优路径规划算法，研制了机器人目标辨识和自主导航系统，解决了电力机器人在复杂作业环境下的精确定位和导航难题。 4、创新提出了基于图像先验知识的电力关键部件识别、设备状态分析和异常检测算法，构建了设备状态预警模型，实现了电力机器人在非结构环境下对电力设备状态的识别与判断。 5、开发了适用于机器人的系列化带电作业工具，利用多重绝缘防护技术、冗余自由度双向力反馈等技术，完成变电站、配网、输电线路的复杂作业任务，提高了作业效率，保证了人员的作业安全。   成果独占性： 目前的电力机器人技术应用还存在困难，电力行业应用对电力机器人有着迫切的需求，而电力行业复杂的应用条件下，应用领域和覆盖范围广，相关关键技术亟待取得突破，本项目涉及电力领域各环节电力机器人关键技术研发，申请了多项专利保护，结合现场复杂应用情况，并实现了电力机器人的推广应用，所获成果属国际首创。   成果盈利性： 本项目研制的电力机器人在国内外具有广阔市场前景。电力机器人自规模化生产和销售以来，新增合同额 3.1 亿元，建成世界首条电力器人整机装备工业流水生产线，达到年产 300 套能力。截至2014年12月，电力机器人已累计销售260台（套），按照电网运行需求计算，预计市场需求大于5000套，市场潜力巨大。   成果持续性： 本项目取得国际专利1项，发明专利29项、实用新型98项，外观专利9项，软件著作权4项，发表SCI及EI收录论文26篇，制定国家电网标准5项（报批稿）。   成果先进性： 项目研究电力机器人关键技术多项经专家鉴定为国际领先，目前电力机器人在国内已推广应用，国内市场占有率 75%以上，其他份额基本为其他单位采用本单位研发的中间技术生产的产品。国外有日本等国家进行过本项目相关电力机器人试点研究，但由于技术问题，均无法进行推广应用。在电力设备状态自动检测、自主作业及工程化应用等方面，本项目研制的电力机器人均明显优于国内外同类产品。   成熟度：12、利润级：开始盈利且利润超过总投入的10%   市场分析： 近三年来新增销售额3.1亿元，新增利润7760万元，新增税收1766万元。到目前为止，电力巡检机器人已经为用户发现各种事故隐患几十处，及时预警，避免了供电区域的大面积停电，为人民的生产生活提供了保障，具有很大的社会效益和经济效益。自 2009 年形成系列化产品，在全环节服务电网运行，并开展产业化规模应用。截至2014年12月，电力机器人已累计销售260台（套），按照电网运行需求计算，预计市场需求大于5000套，市场潜力巨大。   商业模式分析： 以电力特种机器人为代表的智能电力一体化业务和以及电保护为代表的电气自动化业务为代表，具有独立的生产和制造能力。主要客户为国家电网公司和中国南方电网公司系统内的输变配用各领域相关电力单位，主要供应商涉及电子设计、机械制造等各领域。 公司主要产品有IDC系列直流电源监控装置、LCS-600系列微机型继电保护装置、LEV系列电动汽车充电设施及监控系统、变电站设备巡检机器人、线路除冰机器人等。公司市场区域覆盖全国各地，已先后投运电气自动化类、企业信息化类工程项目共5000余项，部分产品远销到印度、印尼、安哥拉。 公司自主开发的交流充电桩等全套电动汽车充电站设施在山东临沂焦庄充电站投运，公司也成为国内仅有的能提供电动汽车充电站整体解决方案的几家企业之一。公司的电力特种机器人一直处于国内领先水平，创造了多项行业第一，已经有几百台变电站设备巡检机器人、线路除冰机器人在国家电网公司、南方电网公司的各网省公司成功投入运行。   营销状况： 本项目研究成果，首先在重点单位投入使用，其中变电站智能巡检机器人在国网陕西省电力公司检修公司、国网冀北电力有限公司检修分公司率先投入使用，高压带电作业机器人在国网山西省电力公司长治供电公司投入使用，电动汽车换电机器人在国网山东省电力公司临沂供电公司投入使用，输电线路无人直升机智能巡检系统在国网山东省电力公司检修公司重点开展试运行，同时结合国网电力机器人推广要求，进一步开展电力机器人的国内大范围的推广应用。