一、 作品信息

作品名称： “凌电逐霜”——新型电力高架线路巡检除冰机器人

参赛单位： 东北电力大学

指导教师： 郝德成

团队成员： 张嘉显、韩宇楠、赵蕴泽、崔长婕、付聿

获奖信息： 第四届象新力杯－开放创新赛道自由选题类－一等奖

二、 作品介绍

近年来冻雨冰灾频繁侵袭，输电线路覆冰使其承受远超设计标准的负荷，极端天气条件下对输电线路巡检维护的需求越来越高。我国架空输电线路占全国高压输电线路的90%以上，电力行业作为国民经济的重要基础产业，其安全稳定运行对保障电力供应至关重要。然而，当前人工巡检面临效率低下、人力成本高、安全风险大等诸多痛点，现有无人机巡检方案也存在续航能力有限、受天气条件限制大等局限。

针对上述挑战，东北电力大学团队研发了“凌电逐霜”——新型电力高架线路巡检除冰机器人，融合共振除冰、智能越障与AI视觉识别三大核心技术，实现了在高架线路上自主行走、主动除冰、智能巡检的完整功能闭环。

三、 核心创新

1. 基于强化学习的共振搜寻算法实现智能除冰

团队为线路除冰设计了基于强化学习的共振搜寻算法，通过智能体与环境的交互优化决策，结合生成对抗网络（GAN）生成模拟冰层数据训练模型，以实现动态除冰决策。系统定义状态空间、动作空间及奖励函数，通过策略优化选择最佳振动参数，并限制共振时间和振幅以保证高架线安全，在有效破除覆冰的同时提高了输电线路的使用寿命。

2. 专为电力线路越障设计的机械结构与运动控制算法

针对输电线路上防震锤、间隔棒等障碍物，团队创新设计了“双三角钝角交错结构”机械臂与高扭矩驱动系统，配合容错越障流程，使机器人能够稳定跨越各类线路障碍物。实物测试验证了该越障机构在遇见障碍物和越过障碍物过程中的顺畅性与可靠性，填补了现有除冰机器人在复杂线路上连续作业的能力缺口。

3. 基于cubeAI的电力线路智能识别与监控系统

团队聚焦电力巡检两大核心任务——杂物识别与覆冰识别，基于cubeAI构建了模型训练环境、数据采集模块与环境监控平台。系统能够自动识别电力线路上的鸟巢、风筝等杂物以及不同厚度的覆冰情况，并支持远程实时监控与告警，显著提升了巡检作业的智能化水平和应急响应能力。

四、 应用前景

本作品集高清摄像云台、多功能机械臂、BIDC电机控制模组、EC600通讯模组及CW32F030处理器于一体，可广泛应用于高压带电检修、山区电网巡检、覆冰线路除冰及复杂环境越障等场景。

此外，应用本作品还可以减少人力成本、优化能源调度、延长设备使用寿命，在多个方面推动电力行业的绿色低碳可持续发展。未来，“凌电逐霜”将整合更先进的传感器、能源系统和数据处理能力，拓展至更多电压等级和线路类型，尤其适用于自然条件恶劣、线路结冰问题频发的地区，有效填补这些区域的巡检需求空白。