本书依据电力行业相关标准，围绕电力机器人运行可靠性技术，系统介绍关键知识。全书共7章，涵盖电力机器人运行可靠性的发展背景与意义及主要特点、可靠性指标与基本原则、核心能力检测方法、应用技术、优化方法、运行安全与防护及应用案例等内容，明确不同层面技术要点，以期助力提升电力系统运维可靠性，推动电力行业智能化发展。
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2019年毕业于中南大学 研究生长期从事电力机器人、人工智能、智能巡检、辅助监控技术等领域的理论研究与技术创新，先后参与国网公司智能变电站研究工作，国网公司变电站巡检机器人性能检测工作，南方电网有限公司科技项目评审、国家电投集团江西公司新能源智能场站设计评审，国网江西省电力有限公司变电站辅助系统建设指导意见等相关工作。电气工程国网江西省电力有限公司高级专家，IEEE 高级会员、IEEE PES变电站技术委员会（中国）副秘书长，IEEE PES变电站技术委员会（中国）智能巡检分委会秘书长，IEEE智能巡检实践标准负责人、能源行业电力机器人标准化技术委员会委员，国网江西省电力有限公司电力机器人科技团队负责人、国网江西省电力有限公司智能巡检专家工作室负责人。
目录
前言
第1章 概述 1
1.1 电力机器人运行可靠性的发展背景与意义 1
1.1.1 电力机器人运行可靠性的发展背景 1
1.1.2 电力机器人运行可靠性的意义 4
1.2 电力机器人系统的主要特点 5
1.2.1 安全可靠 5
1.2.2 良好的环境适应性 6
1.2.3 高度精密的设计和生产技术 7
1.2.4 丰富多样的传感器配置 8
1.2.5 高度智能化 8
1.2.6 强大的作业能力 9
1.2.7 完善的能源系统 10
1.2.8 复杂的故障诊断和维修系统 10
第2章 可靠性指标、基本原则与环境设计 12
2.1 可靠性指标 12
2.1.1 定义 12
2.1.2 具体指标 12
2.2 可靠性基本原则 14
2.2.1 设计冗余性原则 14
2.2.2 故障隔离与恢复原则 16
2.2.3 易维护性原则 17
2.2.4 环境适应性原则 20
2.2.5 故障预测与预防性维护原则 22
2.3 测试环境与场景设计 24
2.3.1 极端环境模拟 24
2.3.2 长期运行测试 25
2.3.3 负载测试 27
2.3.4 任务场景模拟 28
第3章 核心能力检测方法 31
3.1 数据采集能力 31
3.1.1 可见光检测 31
3.1.2 红外检测 31
3.1.3 局部放电检测 32
3.1.4 紫外检测 33
3.1.5 声音采集检测 33
3.2 环境适应性能 34
3.2.1 低温试验性能 34
3.2.2 高温试验性能 35
3.2.3 温度循环性能 35
3.2.4 温度冲击性能 36
3.2.5 恒定湿热性能 36
3.2.6 交变湿热性能 37
3.2.7 防尘性能 38
3.2.8 抗电磁干扰性能 38
3.2.9 地形适应性能 40
3.2.10 抗风性能 40
3.2.11 环境适应性能 42
3.3 运动性能 43
3.3.1 最小制动距离 43
3.3.2 重复定位误差 44
3.3.3 防碰撞功能 44
3.3.4 防跌落功能 45
3.3.5 最大平均速度 45
3.3.6 爬坡能力 45
3.3.7 涉水深度 46
3.3.8 云台旋转角度 46
3.3.9 升降型机械臂性能 46
3.4 续航性能 47
3.4.1 试验方法和判定标准 47
3.4.2 续航性能检测需要考虑的因素 48
3.4.3 开展续航性能检测的阶段 49
3.5 运输与储存可靠性检测 49
3.5.1 振动试验 49
3.5.2 机械冲击试验 50
3.5.3 模拟运输性能试验 50
第4章 应用技术 52
4.1 运动控制技术 52
4.1.1 运动控制模型和结构设计 53
4.1.2 传动系统设计 59
4.1.3 执行状态传感设计 60
4.1.4 伺服控制技术 63
4.2 感知与识别技术 66
4.2.1 感知系统构成 66
4.2.2 图像识别算法 67
4.3 自主导航与定位技术 76
4.3.1 自主导航系统的核心组成 77
4.3.2 提高运行可靠性的关键技术 82
4.3.3 应用案例 91
4.3.4 未来发展方向 98
4.4 人机交互技术 101
4.4.1 人机交互力反馈装置 101
4.4.2 人机交互虚拟环境的几何学建模技术 106
4.4.3 人机交互虚拟环境的动力学建模 109
4.4.4 人机交互末端映射模式的力反馈映射方法 112
4.4.5 主端人机交互软件设计 113
4.5 运行失效分析技术 115
4.5.1 基本概念 115
4.5.2 应用方法 115
4.5.3 故障发生频率 116
4.5.4 故障严重度 117
4.5.5 FMEA分析案例 118
4.6 维护类型与保障技术 122
4.6.1 维护类型 122
4.6.2 保障技术 124
第5章 优化方法 129
5.1 可靠性建模和设计 129
5.1.1 故障分析 132
5.1.2 改进措施 134
5.1.3 改进计划提升 135
5.1.4 系统标准化建设 140
5.1.5 电力机器人垂直大模型构建 141
5.2 机器人的设计优化 141
5.2.1 标准化设计制造 142
5.2.2 机器人的机器学习算法 142
5.2.3 多技术融合集成及优化 144
5.2.4 利用大数据、AI等技术优化 144
5.2.5 引入大数据优化机器人整体系统 145
5.3 机器人可靠性设计准则 146
5.4 传感器和执行机构优化 147
5.4.1 巡检传感器可靠性优化 147
5.4.2 新型智能传感模块应用 150
5.4.3 多源传感技术融合 151
5.4.4 执行控制技术优化 152
5.5 操控系统的智能优化 156
5.5.1 故障分析 156
5.5.2 改进措施 157
5.5.3 改进提升方向 158
5.5.4 仿生操控技术 161
5.5.5 软体机器人 166
5.5.6 脑机接口技术 167
第6章 运行安全与防护 169
6.1 电力机器人运行安全标准与规范 169
6.1.1 性能要求 169
6.1.2 安全防护措施 169
6.1.3 操作规范 170
6.1.4 通信系统安全 170
6.1.5 维护规范 171
6.1.6 培训与应急处理 171
6.2 电力机器人防护措施 172
6.2.1 物理防护措施 172
6.2.2 电气防护措施 172
6.2.3 软件与网络安全防护措施 173
6.2.4 维护与保养措施 173
6.3 电力机器人应急处理与救援 173
6.3.1 应急处理流程 174
6.3.2 救援措施 174
6.3.3 后续恢复与预防 175
第7章 应用案例 176
7.1 电力机器人面临的问题 176
7.2 电力机器人可靠性提升案例 177
7.2.1 针对电力机器人特殊环境自适应能力的提升 177
7.2.2 针对电力机器人故障诊断识别及处理能力的提升 177
7.2.3 针对电力机器人系统架构的提升 178
7.2.4 针对电力机器人运动性能及续航能力的提升 178
7.3 电力机器人可靠性提升成效 179
参考文献 181
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