角鋼塔螺栓緊固機器人首次在國內超高壓線路試點應用

9月19日，國家電網有限公司科技項目“角鋼塔塔身螺栓緊固機器人研究”在新疆750千伏亞中—達坂城輸電工程3號鐵塔完成攀爬越障和螺栓緊固作業，標志著角鋼塔塔身螺栓緊固機器人首次在國內超高壓線路實現試點應用。

該機器人重約180公斤、全長約3米，由機械系統和控制系統組成。它可以附著塔身、沿角鋼塔主材精準攀爬、對螺栓進行識別定位，按規定扭矩值自動對角鋼塔主材螺栓進行緊固，并可通過人機交互界面進行遠程操控。

“這款角鋼塔螺栓緊固機器人最大的創新點是它的螺栓識別與定位系統的設計。”北京理工大學自動化學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，機器人在爬塔時，它的視野中有塔材、聯板和螺栓，通過攝影測量和智能識別技術，機器人可實現對螺栓100%的精準識別定位，具有定位精度高、穩定可靠的優點。此外，該機器人還系統解決了自供電、自主攀爬越障、緊固時防螺栓跟轉等一系列難題。

據了解，此次“角鋼塔塔身螺栓緊固機器人研究”項目由國網新疆電力有限公司牽頭，國網新疆電科院負責承擔實施作業環境與總體功能需求分析，新疆送變電公司負責機器人試點應用的現場協調配合，中國電科院、北京理工大學等單位提供核心技術的理論指導和技術支持。

國網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。在開展首次試點應用前，項目團隊對機器人試點攀爬作業的環境、角鋼塔材的尺寸參數、螺栓的空間分布情況、總體功能需求以及工程試點應用等問題進行了多輪次的技術研討。”

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

此次研發的角鋼塔塔身螺栓緊固機器人，可適用于高壓和超高壓輸電工程，它不僅能替代人工作業，有效降低人員作業強度和安全風險，還能保障螺栓扭固的一致性、提高角鋼塔組塔施工質量，具有廣闊的應用前景。

何成介紹，角鋼塔塔身螺栓緊固機器人在新疆電網首次成功試用，填補了超高壓鐵塔螺栓緊固機器人技術領域的空白，對助力輸電工程施工由機械化向智能化轉型升級具有重要意義。

未來，項目團隊將通過優化機器人的材料、抓持方式和緊固機構，進一步降低機器人的重量，增強其適用范圍，進而可向特高壓線路或者變電工程推廣應用。