解读全国关键性专利的重要性

机器人的使用目前已经涉及各行各业，例如，在变电站领域，变电站绝缘子长时间暴露在外界环境中，表面易沉积污垢，这些污垢受恶劣天气影响容易发生污闪事故。绝缘子带电水冲洗作业可以提高供电的可靠性，减少停电损失，保证变电站及输电线路的安全。现阶段的变电站绝缘子冲洗作业主要存在以下缺点：

（1）冲洗方式大多由清洗技术人员手持冲洗设备进入现场进行作业，人工冲洗不仅依赖于天气情况，还需要清洗人员具备较高的技术水平及熟知操作流程，对绝缘子进行带电水冲洗时需要高规格的安全防护，以避免短路电流造成安全事故，引发人员伤亡，这类作业方式存在安全隐患。

（2）人工作业面临着劳动强度大，效率低，自动化水平低等诸多问题；带电水冲洗技术要求较高，受环境、积污情况、设备爬距、设备布置方式等多种因素影响，人工冲洗时容易发生设备闪络。

（3）考虑到带电水冲洗作业受到冲洗角度、水压等多方面的影响，人工作业有时不能把设备外绝缘表面的污物完全冲走。对于特殊地理位置的绝缘子，采用单独的水冲洗机器人也存在无法保证对变电站绝缘子进行全方位有效冲洗的问题，因此，需要辅助冲洗设备与主冲洗机器人进行配合工作，才能实现对绝缘子各个位置的有效冲洗。

（4）现有的水冲洗设备自动化程度不高、效率低、能耗大，存在着很大的安全隐患。同时，现有水冲洗设备不具备纯水制备功能，需要配套专门的纯水制备装置，设备占地面积大，在场地空间较小的环境下，不能够实现灵活的控制；或者纯水制备能力较差，导致冲洗作业时存在安全隐患。因此，利用更安全和效率更高的机器人代替人工对变电站绝缘子进行水冲洗作业是非常必要的。

国网智能科技股份有限公司（曾用名：山东鲁能智能技术有限公司）于2014 年9 月10 日向中国国家知识产权局提交了名为“变电站带电水冲洗机器人系统及方法”的发明专利申请，解决了上述问题。该申请于2017 年2 月15 日获得专利授权，授权公告号为CN104998850B。该项专利权利主体于2019 年10 月1 日由山东鲁能智能技术有限公司变更为国网智能科技股份有限公司。该专利获得第21 届中国专利奖金奖。表4.2 列出了CN104998850B 专利附加信息，图4.14所示为CN104998850B 摘要附图。(www.xing528.com)

表4.2　CN104998850B 专利附加信息

图4.14　CN104998850B 摘要附图

该专利公开了变电站带电水冲洗机器人系统及方法，主冲洗机器人、辅助冲洗机器人、纯水制备装置；所述主冲洗机器人和辅助冲洗机器人分别与纯水制备装置通过高压管路连接；主冲洗机器人包括车体移动机构、升降机构和水枪冲洗机构；所述车体移动机构通过回转支承与升降机构的回转平台相连，升降机构的回转平台上安装有多节、多级伸缩臂，所述多节、多级伸缩臂通过调平油缸与水枪冲洗机构连接。该装置利用机器人代替人工完成变电站绝缘子冲洗作业，使操作人员位于安全区域内，保障了操作人员的安全，降低了劳动强度，提高了冲洗效率和自动化水平。

该专利权利要求1 记载的内容：一种变电站带电水冲洗机器人系统，其特征包括主冲洗机器人、辅助冲洗机器人、纯水制备装置；所述主冲洗机器人和辅助冲洗机器人分别与纯水制备装置通过高压管路连接；所述主冲洗机器人包括车体移动机构、升降机构和水枪冲洗机构；所述车体移动机构通过回转支承与升降机构的回转平台相连，升降机构的回转平台上安装有多节、多级伸缩臂，所述多节、多级伸缩臂通过调平油缸与水枪冲洗机构连接；所述辅助冲洗机器人包括车体移动机构、垂直升降机构和水枪冲洗机构；辅助冲洗机器人的垂直升降机构与车体移动机构连接，垂直升降机构安装有多级伸缩臂，垂直升降机构通过多级伸缩臂与水枪冲洗机构连接。

国网智能科技股份有限公司主要专注于机器人相关人工智能产业的投资与开发，本节中该公司的专利技术难度较高，设计能力强，对于变电站绝缘子冲洗作业有一定的改进提升，创新程度高，同时能够对同行业竞争对手建立一定的专利壁垒，市场吸引力大。该专利IPC 分类涉及B08B3/02（用喷射力来清洁）、B08B13/00（一般用于清洁机器或设备的附件或零件）等，并且被多个后来专利所引用，可见其在该相关领域的技术前瞻性。