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摘要：传统输电线路巡检方式存在强度大、精度效率低的问题，采用巡检机器人在输电线路上行走、检测隐患，通过巡检线路、自主控制和故障检测手段，能够发现隐患减少灾害。本文以DWPI专利数据库以及CNABS数据库中的检索结果为分析样本，从专利文献的视角对巡检机器人的技术发展进行了全面的统计分析，总结了与输电线路巡检机器人相关的国内和国外专利的申请趋势、主要申请人分布以及重点技术的发展路线，从中得到一定的规律和了输电线路巡检机器人技术概况。
关键词：输电线路；巡检；机器人；专利申请；技术分支
0 引 言
输电线路由于自然环境、设备缺陷、老化等原因，需要定期对进行巡查和维护，而在不停电的状态下对输电线路进行巡视越来越为电力工作者所重视。在国内外智能机器人发展迅猛的大背景下，采用巡检机器人已经渐渐成为输电线路巡检方式的主流，其能够近距离接触输电线路，巡检精度高，除了能够对输电线上设备进行常规检测外，还能够对输电线缺陷进行维护、对覆冰线路进行除冰，由此可见，对于现有的输电线路巡检机器人专利技术的研究具有重要的意义。
本文主要以DWPI专利数据库以及CNABS数据库中的检索结果为分析样本，从专利文献的视角对输电线路巡检机器人的技术发展、重要申请人进行了全面的统计分析，总结与巡检机器人相关的国内和国外专利申请趋势、对申请人分布做一定的分析，为输电线路巡检机器人从业者、社会大众提供一些借鉴。
2.输电线路巡检机器人结构概述
2.1 中国专利申请状况
输电线路巡检机器人专利申请趋势，大致分为两个时期，各时期划分以申请量增长率的变化为标准。
（1）第一时期（2008年前）
第一时期，中国专利申请总体数量较少，增长比较平缓，上升趋势不明显。因为这个时期，中国国内智能机器人研究刚起步，相对于国外来说水平较为低下，国内高校研究所虽然对于智能机器人在输电线路中的使用有研究，但由于国内专利申请意识薄弱，科学院校往往只将研究成果发表文章却很少进行申请专利，而国家电网、供电公司对于输电线路的巡检只是运用以前的经验，并没有很好的研发与输电线路智能巡检相关的方法。
（2）第二时期（2009至今）
第二时期，中国专利申请趋势总体呈现上升趋势。随着国内专利制度的发展和普及，国家重视发明创造，社会、企业也纷纷意识到专利保护的意义和重要性，企业、个人申请量增长较快；由于智能机器人的发展迅猛，带动了输电线路上的智能机器人，即巡检机器人研究的热潮，同时国内科研院校也意识到了专利申请的重要性，国内高校研究所的申请量也增长较快；由于2008年南方的雪灾、冰灾对于输电线路、金具的损坏，以及对于输电线路经过了灾害需要查看线路状况、金具状况，使得国家电网、供电公司提高了对输电线路巡检工作的重视性，由于遭受灾害的地域往往处于深山老林等人工难以到达的地方，因此也对国家电网、供电公司的输电线巡检提出了无人化、自动化的要求，也促进了国家电网、供电公司对于输电线路巡检机器人的研究，其相关的专利申请量也增速较快。
2.2 国外专利申请状况
与中国申请趋势不同，国外相关技术研究起步较早，1989年前已经有国家陆续开始巡检机器人方面的申请，而国内直到2003年才有首次申请，但是国外的申請量变化趋势不明显，大致处于波动状态，无阶段性增长或减小趋势，且申请量不多。
国外以日本专利局、韩国专利局、美国专利局的申请量较多。在外国，对于智能机器人的研究和应用发展较早，尤其是日本对于智能机器人关注早、研究广，其将智能机器人技术应用到输电线路上也发展较早，同时日本是一个山地和森林面积占据国土面积很大比例的国家，对于输电线路的无人化、自动巡检的需求较为强烈，综上，日本对输电线路巡检机器人的试验与研究较为重视，其对巡检机器人的专利申请数量也占了较大的比重。
2 输电线路巡检机器人申请人分析
从中国专利申请人方面对输电线路巡检机器人的专利申请做进一步分析，考虑申请人历年（2000年至今）的申请总量，前 10名申请人依次为国家电网公司、中国科学院沈阳自动化研究所、武汉大学、北京国网富达科技、昆山市工业技术研究院有限公司、山东电力集团公司电力科学研究院、北京深浪电子技术、广东科凯达智能机器人有限公、山东电力研究院、山东科技大学。
高校中，武汉大学和山东科技大学对于输电线路巡检机器人的研究较为深入，其针对巡检机器人多种技术均有涉及，且研究时间较久、技术成熟，其中武汉大学申请的一种用于架空输电线缆的攀爬蛇形机器人[1]，将仿生学的原理应用到巡检机器人领域中，而山东科技大学申请的基于气动式的输电线路除冰机器人新型结构[2]，将通过动力驱动调节手臂位置进行越障。
对于输电线路巡检机器人的研究，国内的公司主要分布在北京、广东等经济技术发展较快的城市，依托于其科技创新能力，通过与智能机器人的研究，将其运用到输电线路的巡检工作中，是该类国内公司申请的主要方向。
而国内科研院所对于巡检机器人的发展做出了重要的贡献，其中尤其以中国科学院沈阳自动化研究所为代表，其早期提出的一种具有升降夹持功能的巡检机器人机构[3]，其能够通过控制机械臂升降越障方式遇到防震锤或压接管时，行走电机直接驱动行走轮从障碍上跨越。该专利申请被多次引用，对于巡检机器人的后期发展具有较大的知道意义。
国外的申请人中，主要集中在日本，尤其以TOKYO ELECTRIC POWER CO（东京电力公司）为代表。在国外早期研究中，日本有通过巡检机器人本体上设置4截横向的关节，能够弯折成不同结构，从而在遇到障碍物时实现从攀爬过障碍物，进行巡检的方式[4]。随着仿生学的发展，也有通过将巡检机器人的行走机构按照仿生学的原理进行运动的方式[5]。
3 结 语
从输电线路巡检机器人专利技术发展来看，国外，尤其是日本的研究起步比较早，其在十九世纪八十年代就已经开启初步的研究，目前已经逐渐步入成熟期，而国内巡检机器人的研究起步较晚，初期主要还是借鉴国外的技术。由于国内输电线路距离长、国土面积大、各个地域之间环境差异大，尤其是2008年南方雪灾、2009年冰灾之后，对于输电线路巡检机器人的需求日渐增加，因此申请量增加也较快。同时由于输电线路的管理均是有国家电网公司和各地的供电公司进行的，其会根据自身地域和巡检需求采用不同的巡检机器人，因此也带动了巡检机器人专利申请的多样化。由于智能机器人技术的发展和输电线路巡检的需求，近年来输电线路巡检机器人的国内专利申请量已高于国外专利申请，呈快速上升的趋势，显示出我国高校、科研院所以及国家电网、供电公司在该领域具有巨大发展潜力；另外，国外关于输电线路巡检机器人的专利申请主要集中在日本、加拿大、歐洲等，尤其是这些国家的电力公司、水电公司以及一些高科技公司，也反映出由于输电线路巡检机器人由于涉及到输电线，其技术需求往往是基于各个国家的电力公司来的，同时由于智能机器人的发展，其不可避免的会涉及到高科技智能机器人公司将智能机器人的技术运用到输电线路巡检中。
参考文献
[1]专利公开号：US3927358A
[2]专利公开号：CN101938095A
[3]专利公开号：CN101771246A
[4]专利公开号：JPH0488816A
[5]专利公开号：JP2012039704A
关键词：输电线路；巡检；机器人；专利申请；技术分支
0 引 言
输电线路由于自然环境、设备缺陷、老化等原因，需要定期对进行巡查和维护，而在不停电的状态下对输电线路进行巡视越来越为电力工作者所重视。在国内外智能机器人发展迅猛的大背景下，采用巡检机器人已经渐渐成为输电线路巡检方式的主流，其能够近距离接触输电线路，巡检精度高，除了能够对输电线上设备进行常规检测外，还能够对输电线缺陷进行维护、对覆冰线路进行除冰，由此可见，对于现有的输电线路巡检机器人专利技术的研究具有重要的意义。
本文主要以DWPI专利数据库以及CNABS数据库中的检索结果为分析样本，从专利文献的视角对输电线路巡检机器人的技术发展、重要申请人进行了全面的统计分析，总结与巡检机器人相关的国内和国外专利申请趋势、对申请人分布做一定的分析，为输电线路巡检机器人从业者、社会大众提供一些借鉴。
2.输电线路巡检机器人结构概述
2.1 中国专利申请状况
输电线路巡检机器人专利申请趋势，大致分为两个时期，各时期划分以申请量增长率的变化为标准。
（1）第一时期（2008年前）
第一时期，中国专利申请总体数量较少，增长比较平缓，上升趋势不明显。因为这个时期，中国国内智能机器人研究刚起步，相对于国外来说水平较为低下，国内高校研究所虽然对于智能机器人在输电线路中的使用有研究，但由于国内专利申请意识薄弱，科学院校往往只将研究成果发表文章却很少进行申请专利，而国家电网、供电公司对于输电线路的巡检只是运用以前的经验，并没有很好的研发与输电线路智能巡检相关的方法。
（2）第二时期（2009至今）
第二时期，中国专利申请趋势总体呈现上升趋势。随着国内专利制度的发展和普及，国家重视发明创造，社会、企业也纷纷意识到专利保护的意义和重要性，企业、个人申请量增长较快；由于智能机器人的发展迅猛，带动了输电线路上的智能机器人，即巡检机器人研究的热潮，同时国内科研院校也意识到了专利申请的重要性，国内高校研究所的申请量也增长较快；由于2008年南方的雪灾、冰灾对于输电线路、金具的损坏，以及对于输电线路经过了灾害需要查看线路状况、金具状况，使得国家电网、供电公司提高了对输电线路巡检工作的重视性，由于遭受灾害的地域往往处于深山老林等人工难以到达的地方，因此也对国家电网、供电公司的输电线巡检提出了无人化、自动化的要求，也促进了国家电网、供电公司对于输电线路巡检机器人的研究，其相关的专利申请量也增速较快。
2.2 国外专利申请状况
与中国申请趋势不同，国外相关技术研究起步较早，1989年前已经有国家陆续开始巡检机器人方面的申请，而国内直到2003年才有首次申请，但是国外的申請量变化趋势不明显，大致处于波动状态，无阶段性增长或减小趋势，且申请量不多。
国外以日本专利局、韩国专利局、美国专利局的申请量较多。在外国，对于智能机器人的研究和应用发展较早，尤其是日本对于智能机器人关注早、研究广，其将智能机器人技术应用到输电线路上也发展较早，同时日本是一个山地和森林面积占据国土面积很大比例的国家，对于输电线路的无人化、自动巡检的需求较为强烈，综上，日本对输电线路巡检机器人的试验与研究较为重视，其对巡检机器人的专利申请数量也占了较大的比重。
2 输电线路巡检机器人申请人分析
从中国专利申请人方面对输电线路巡检机器人的专利申请做进一步分析，考虑申请人历年（2000年至今）的申请总量，前 10名申请人依次为国家电网公司、中国科学院沈阳自动化研究所、武汉大学、北京国网富达科技、昆山市工业技术研究院有限公司、山东电力集团公司电力科学研究院、北京深浪电子技术、广东科凯达智能机器人有限公、山东电力研究院、山东科技大学。
高校中，武汉大学和山东科技大学对于输电线路巡检机器人的研究较为深入，其针对巡检机器人多种技术均有涉及，且研究时间较久、技术成熟，其中武汉大学申请的一种用于架空输电线缆的攀爬蛇形机器人[1]，将仿生学的原理应用到巡检机器人领域中，而山东科技大学申请的基于气动式的输电线路除冰机器人新型结构[2]，将通过动力驱动调节手臂位置进行越障。
对于输电线路巡检机器人的研究，国内的公司主要分布在北京、广东等经济技术发展较快的城市，依托于其科技创新能力，通过与智能机器人的研究，将其运用到输电线路的巡检工作中，是该类国内公司申请的主要方向。
而国内科研院所对于巡检机器人的发展做出了重要的贡献，其中尤其以中国科学院沈阳自动化研究所为代表，其早期提出的一种具有升降夹持功能的巡检机器人机构[3]，其能够通过控制机械臂升降越障方式遇到防震锤或压接管时，行走电机直接驱动行走轮从障碍上跨越。该专利申请被多次引用，对于巡检机器人的后期发展具有较大的知道意义。
国外的申请人中，主要集中在日本，尤其以TOKYO ELECTRIC POWER CO（东京电力公司）为代表。在国外早期研究中，日本有通过巡检机器人本体上设置4截横向的关节，能够弯折成不同结构，从而在遇到障碍物时实现从攀爬过障碍物，进行巡检的方式[4]。随着仿生学的发展，也有通过将巡检机器人的行走机构按照仿生学的原理进行运动的方式[5]。
3 结 语
从输电线路巡检机器人专利技术发展来看，国外，尤其是日本的研究起步比较早，其在十九世纪八十年代就已经开启初步的研究，目前已经逐渐步入成熟期，而国内巡检机器人的研究起步较晚，初期主要还是借鉴国外的技术。由于国内输电线路距离长、国土面积大、各个地域之间环境差异大，尤其是2008年南方雪灾、2009年冰灾之后，对于输电线路巡检机器人的需求日渐增加，因此申请量增加也较快。同时由于输电线路的管理均是有国家电网公司和各地的供电公司进行的，其会根据自身地域和巡检需求采用不同的巡检机器人，因此也带动了巡检机器人专利申请的多样化。由于智能机器人技术的发展和输电线路巡检的需求，近年来输电线路巡检机器人的国内专利申请量已高于国外专利申请，呈快速上升的趋势，显示出我国高校、科研院所以及国家电网、供电公司在该领域具有巨大发展潜力；另外，国外关于输电线路巡检机器人的专利申请主要集中在日本、加拿大、歐洲等，尤其是这些国家的电力公司、水电公司以及一些高科技公司，也反映出由于输电线路巡检机器人由于涉及到输电线，其技术需求往往是基于各个国家的电力公司来的，同时由于智能机器人的发展，其不可避免的会涉及到高科技智能机器人公司将智能机器人的技术运用到输电线路巡检中。
参考文献
[1]专利公开号：US3927358A
[2]专利公开号：CN101938095A
[3]专利公开号：CN101771246A
[4]专利公开号：JPH0488816A
[5]专利公开号：JP2012039704A