人物简介:
简旭,湖北电力科学研究院设备技术中心智能运检专责,获评国网湖北省电力有限公司青年岗位能手,研发的成果获得中国职工技术协会2025年职工技术创新成果一等奖、第六届全国设备管理与技术创新成果一等奖、国家电网有限公司科技进步奖二等奖等。
人物心语:
道阻且长,行则将至。
湖北电力科学研究院设备技术中心智能运检专责简旭与机器设备结缘已久。他从小便对各类机器的构造、运行原理感兴趣。大学及研究生期间,他在导师带领下参与攻关国家电网有限公司科技项目“输变电设备机器人带电检修关键技术研究”。
研发过程中,简旭白天反复调试设备参数、优化机械臂动作逻辑,晚上研究软件算法开发,助力解决强光环境导致机器人视觉系统精度不足、机械手作业定位偏差等关键难题。2019年8月,项目顺利完成,国网湖北省电力有限公司第一代110千伏人工智能型带电作业机器人研发成功。
2021年,简旭入职湖北电科院,从事智能运检技术研究。入职仅一个多月,他便接到一项任务——参与研发220千伏变电绝缘子带电干冰清洗机器人。以往,220千伏变电站绝缘子清洗作业需要设备停电;供电员工开展带电作业时,需要近距离接触高压设备,存在一定的安全风险。简旭和同事们以“不停电、无接触”为目标,开始研发清洗机器人。
研发过程中,失败是常态。2022年3月15日晚上,湖北电科院高压试验大厅灯火通明,简旭和同事们开展机器人带电模拟测试。一阵刺耳的电流声后,机器人的机械臂突然停摆,屏幕上出现“机械臂通信异常”的故障代码。
“这是第116次失败了。”同事有些气馁。简旭盯着机械臂,坚定地说:“再来!”220千伏电压带电测试产生的强电磁场会干扰机器人控制系统,导致机械臂失去控制、停止运转。这是研发的核心难题之一。
简旭决定为机器人打造能抵御强电磁干扰的“铠甲”。他将10多种屏蔽材料铺满实验桌,一种种搭配,一次次试验。经过两个月上百次努力,他将铜箔、金属布等材料进行组合,用于机器人机身及控制系统外壳包裹,使机器人能有效抵抗强电磁干扰,将系统稳定运行时间从最初的5分钟提升至4个小时。
2022年5月17日,220千伏变电绝缘子带电干冰清洗机器人在220千伏马家塝变电站首次应用。简旭和同事们全程值守,机器人顺利完成了绝缘子清洗作业,彻底规避员工触电风险。该装置后来入选国家电网有限公司运检创新成果推荐清单。
在电网巡检工作中,无人机虽已普及,但三维建模完整度有待提高,且航线规划需人工逐点设置,效率较低。聚焦变电站无人机智能巡检规模化应用,2023年8月,简旭作为核心骨干,带领团队开启技术攻关,研发变电站三维建模及无人机航线规划软件——“鄂电慧图”。大家深入变电站现场采集建模数据,聚焦模型优化核心需求,研讨确定激光点云密度、纹理映射等关键参数,调整算法迭代方向,逐步完善模型性能。
“在软件研发中,最难的是提高建模精度。”简旭介绍,“传统软件建模完整度只有70%,设备接线端子、绝缘子伞裙等细节缺失严重。”针对这类问题,简旭深入调研并创新引入3D高斯融合建模技术,反复调试激光点云融合、特征提取等核心算法。经过上百次试验,研发团队终于实现全站设备厘米级精准还原,将模型完整度从70%提升至99%。
之后,简旭和团队成员又围绕航线规划智能化展开攻关,提出“导台账、绑点位、绘主线、自动算”的流水线式作业模式,将原本需人工设置40余个参数的复杂操作升级为“绘制主航线后自动生成航点”的自动化流程,使航线规划用时缩短70%以上。大家还创新“一线定拍”“一点多拍”智能拍摄模式,大幅减少无人机弯折飞行、反复加减速等高能耗情况,将整体巡检效率提升30%。2024年9月,“鄂电慧图”研发成功。
今年9月15日至16日,在国网湖北电力第十四届职工技能运动会上,“鄂电慧图”成为变电站“空天地”立体智能巡检竞赛指定工具。15家单位的30名参赛选手应用该软件,完成三维数据采集、航线规划等任务,单次作业平均用时较使用传统工具缩短25%,且路径规划准确率达100%。
截至目前,“鄂电慧图”已在国网湖北电力运维班组全面推广,支撑完成超700座变电站建模及无人机航线规划作业,获得2025年电力行业无人机创新应用案例奖“金巡奖”。
当前,简旭正开展变电站室内简易巡检机器人技术研究,努力破解室内巡检设备适配性差、无专项标准的痛点问题,服务电网数智化转型发展。
来源:国家电网报
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