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除冰机器人应用于输电线路除冰的专利技术发展综述
作者：姚念
来源：《科学与财富》2016年第19期
摘 要：本文就机器人除冰技术用于输电线路上的应用的相关专利进行分析。主要利用专利数据库的检索结果为分析样本，从中国、全球的专利申请量、申请人和分类号的分布等多方面进行统计分析，总结了与机器人除冰中的应用相关的国内和国外专利的申请趋势、主要申请人分布以及对重点技术的发展路线进行了梳理。 关键词：除冰机器人、专利分析、技术综述 1 引言
严重的输电线路覆冰会导致杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络，由此引起的线路跳闸、供电中断等事故将给工农业生产和人们生活造成严重影响。研究有效的线路抗冰融冰技术，最大限度地避免和防止冰灾对输电线路造成的危害，已成为国内外电力工业一个有待解决的重要课题。
2 输电线路除冰技术的分类
目前，国内外主要采用外力敲打法、大电流热融法实施除冰，然而，受技术、能耗、成本及安全性等因素的限制，现有除冰方法具有较大局限性。随着机器人技术的发展，采用机器人除冰已成为可能。
机器人除冰也属于机械除冰方法的一种，它是利用安装在输电线路上行走机器人的除冰机构自动清除覆冰的方法。其具有功耗小、效率高、人员无伤亡、无需停电和转移负载等诸多优点。上世纪80 年代，以美国、日本、加拿大为主的少数发达国家率先采用该除冰方法。随后我国也开始了除冰机器人的研究，经过近十年来的不懈努力，已取得较大突破[1]-[3]。 目前除冰机器人的研究主要涉及除冰机构设计、除冰机器人行走机构设计以及监控采集系统等方面。
3 除冰机器人技术专利布局分析
笔者利用专利数据库系统，对中国专利申请状况的趋势以及专利重要申请人进行分析，得出如下结论： 3.2 国内专利分析
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3.1.1 国内专利申请的年度发展趋势
由图1可以看出，在2007年以前，专利申请量较小，并无明显增长趋势，除冰机器人在我国还处于刚刚起步阶段，在2007年至2014年期间，专利申请量大幅增长，进入快速发展期。这与我国整体经济形势以及国家“十五”国家高新技术发展计划（863计划）对输变电行业的支持密切相关。“十五”国家高新技术发展计划中指出，调整电力结构，促进产业升级，实施西电东送是 21 世纪初期电力工业的首要任务。从电力基本建设来看，“十五”期间也是我国电力工业发展最快的时期。 3.1.2 国内主要申请人排名
由图2可以看出，除冰机器人的研究在中国的专利申请中还是以国内的高校申请为主，湖南大学作为其中的领先者，电气与信息工程学院的机器人项目获批国家科技支撑计划重点项目，同时华北电力、三峡大学、武汉大学、哈尔滨工程大学、哈尔滨理工大学也都排名前列。但是这也说明该技术在我国还尚处于研究阶段，并未有大型公司共同研发、生产。专利申请人很分散，还没有出现某些竞争实力强，能够处于垄断地位的龙头企业，没有进行相应的专利布局。
3.2 全球专利分析
3.2.1 全球历年专利年代分布
通过对机器人除冰技术在国外专利申请量分析可以得出，机器人除冰技术在国外研究在1997年正式起步，比我国领先几年，并一直保持稳定增长的态势。在2010年至2013年期间，属于技术快速上升期。
3.2.2 专利申请国家区域分布
图3中示出了除冰机器人技术在国外申请的国家区域分布，通常来说，其国家申请量所占份额的大小在一定程度上也体现了该国家技术实力的强弱，从图中可以看到，中国是研究该技术最为广泛的国家，主要原因是以内我国大力发展“863”计划，其次是日本、加拿大等国家，这些国家都有高压线路除冰的需求。由于国内、外科研体制的不同，不能仅就专利数量说明该项技术的发展程度。 4 结语
本文的研究方法只是从一个侧面（即专利数量的角度）反映了除冰机器人技术研究状况，并不涵盖对专利质量部分的评述。通过上面的分析可以看出，机器人除冰技术较为新颖，目前还处于技术的发展阶段，主要申请国家集中在中国和日本，但申请的专利数目不多，且较为分散，以高校申请为主，研究深度也未达到一定的规模，国内的学者应该重视对相关技术的专利布局。
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参考文献：
[1]苑吉河，蒋兴良，易辉，等. 输电线路导线覆冰的国内外研究现状[J]. 高电压技术，2004，30 （1）：6-9.
[2] Kasaya T， Miyazaki H， Saito S，et al. Micro object handling under SEM by vision-based automatic control[A]. Proceedings of the 1999 IEEE International Conferences on Robotics & Automation [C]. 1999. 2189-2196.
[3]蒋兴良，张丽华.输电线路除冰防冰技术综述[J].高电压技术，1997，23（1）：73-76.