本發明屬于機器人技術領域，尤其涉及一種鐵塔巡視機器人及其工作方法。

背景技術：

電力系統鐵塔現在廣泛應用于輸電線路，新建的輸電線路大都采用鐵塔支撐導線，需要定期對鐵塔進行檢修和維護，以確保輸電線路的安全可靠運行。

輸電線路往往電壓等級較高，線對線，線對地的安全距離也較大，造成了輸電鐵塔往往較高。巡視人員日常巡視時只能通過在塔下對鐵塔進行巡視，此方法往往對于一些細微的缺陷不能及時發現，使鐵塔及線路帶病運行，增加了不安全運行系數，人工攀登桿塔巡視，往往費時費力，且攀登鐵塔也會極大地增加人的危險系數。

技術實現要素：

針對現有現象存在的問題，本發明提供了一種鐵塔巡檢機器人，可在鐵塔各區域攀爬，并避開螺絲等障礙物，通過攜帶的攝像頭，便于通過手持式控制終端觀察了解鐵塔各部位情況，及時排除存在的安全隱患。

本發明解決其上述問題所采用的技術方案是：

提供一種鐵塔巡視機器人，包括上機身、下機身和控制器。

所述上機身為框型結構，在上機身底板上方安裝有上電磁吸盤，在上機身內安裝有控制器，控制器無線連接有手持式控制終端，在上機身上端面安裝有攝像頭。

所述下機身為框型結構，在下機身底板上方安裝有下電磁吸盤，在下機身內安裝有蓄電池，在下機身下端面安裝有攝像頭。

在下機身內設置左驅動電機和右驅動電機，在左驅動電機和右驅動電機輸出軸上分別安裝左齒輪和右齒輪，所述左齒輪、右齒輪分別與左齒條、右齒條嚙合，所述左齒條和右齒條通過下機身內的軸承縱向平行貫穿安裝在下機身內，所述左齒條和右齒條上部末端分別連接左支撐臂和右支撐臂的一端，左支撐臂和右支撐臂另一端和上機身活動鉸接連接，所述越障電機固定在右支撐臂一側，越障電機輸出軸穿過右支撐臂與右齒條固定連接，所述左齒條、右齒條、左支撐臂和右支撐臂任一面向鐵塔的一面與上機身和下機身與鐵塔接觸一面之間的垂直高度大于障礙物的高度。

所述攝像頭、上電磁吸盤、下電磁吸盤、蓄電池、左驅動電機、右驅動電機和越障電機分別與控制器電性連接。

優選的，所述上機身和下機身外層設有太陽能板，所述太陽能板和蓄電池電性連接。

優選的，所述攝像頭為旋轉高清攝像頭。

優選的，所述手持式控制終端含有監控屏幕。

同時，基于以上的一種鐵塔巡視機器人，本發明提供了一種鐵塔巡視機器人的使用方法，包括如下工作步驟：

步驟1：上下攀爬

手持式控制終端通過控制器控制左驅動電機和右驅動電機上的左齒輪和右齒輪分別處于左齒條和右齒條的上部末端，同時上電磁吸盤和下電磁吸盤通電，使巡視機器人豎直固定在鐵塔上。

向上攀爬時，控制器控制上電磁吸盤斷電，同時保持下電磁吸盤通電，左驅動電機和右驅動電機接通正向工作電路，帶動左齒輪和右齒輪正向轉動，左齒輪和右齒輪帶動左齒條和右齒條穿過下機身向上運動，頂動鉸接在左支撐臂和右支撐臂上的上機身向上運動，當左齒條和右齒條運動到左齒輪和右齒輪位于左齒條和右齒條下部末端時，左驅動電機和右驅動電機停止工作，上電磁吸盤通電，使上機身電磁吸附在鐵塔上。

下電磁吸盤斷電，同時保持上電磁吸盤通電，左驅動電機和右驅動電機接通反向工作電路，帶動左齒輪和右齒輪反向轉動，左齒輪和右齒輪沿左齒條和右齒條向上運動，拉動下機身向上運動，當下機身內的左齒輪和右齒輪上升到左齒條和右齒條上部末端時，下電磁吸盤通電，使下機身吸附在鐵塔上，同時上電磁吸盤斷電，此時完成一個向上攀爬周期，持續向上攀爬一直重復以上工作流程。

向下攀爬時，工作流程與以上操作流程相反。

步驟2：左右小幅轉向

小幅度右轉時，手持式控制終端通過控制器控制上電磁吸盤斷電，同時保持下電磁吸盤通電，右驅動電機停止工作，左驅動電機接通正向工作電路，左齒輪帶動左齒條穿過下機身向上運動，帶動左齒條頂動上機身向右側小幅轉向，實現小幅度右轉。

小幅度左轉時，工作流程與以上操作流程相反。

步驟3：左右大幅轉向

大幅度右轉時，手持式控制終端通過控制器控制上電磁吸盤斷電，同時保持下電磁吸盤通電，右驅動電機接通反向工作電路，右齒輪帶動右齒條穿過下機身向下運動，左驅動電機接通正向工作電路，左齒輪帶動左齒條穿過下機身向上運動，使上機身向右側大幅轉向，實現大幅度右轉。

大幅度左轉時，工作流程與以上操作流程相反。

步驟4：跨越障礙

上機身越障

控制器控制機器人上機身上端面靠近障礙物，并使左齒輪和右齒輪分別處于左齒條和右齒條的上部末端，控制上電磁吸盤斷電，同時保持下電磁吸盤通電，左驅動電機和右驅動電機接通正向工作電路，帶動左齒輪和右齒輪正向轉動，左齒輪和右齒輪帶動左齒條和右齒條穿過下機身向上運動，頂動上機身向上運動，同時越障電機接通正向工作電路，帶動右支撐臂以越障電機輸出軸為中心向遠離鐵塔方向轉動，帶動上機身越過障礙物，當上機身跨越障礙后，越障電機接通反向工作電路，帶動右支撐臂以越障電機輸出軸為中心向靠近鐵塔方向轉動，同時上電磁吸盤通電，使上機身固定在鐵架上。

下機身越障

隨后控制機器人下機身上端面靠近障礙物，并使左齒輪和右齒輪分別處于左齒條和右齒條的下部末端，下電磁吸盤斷電，同時保持上電磁吸盤通電，左驅動電機和右驅動電機接通反向工作電路，帶動電機輸出軸上的左齒輪和右齒輪反向轉動，左齒輪和右齒輪沿左齒條和右齒條向上運動，拉動下機身向上運動，同時越障電機接通反向工作電路，帶動右支撐臂以越障電機輸出軸為中心向遠離鐵塔方向轉動，帶動下機身越過障礙，當下機身跨越障礙后，越障電機接通正向工作電路，帶動右支撐臂以越障電機輸出軸為中心向靠近鐵塔方向轉動，同時下電磁吸盤通電，使下機身固定在鐵架上，完成跨越障礙。

步驟5：鐵塔巡視

通過以上步驟讓機器人在鐵塔上攀爬，通過上機身和下機身上的可旋轉的攝像頭探查鐵塔情況，通過手持式控制終端將探查情況顯示到監控屏幕，供地面人員進行判斷問題，及時處理缺陷，同時太陽能板吸收太陽光產生的電量可使機器人增加工作時間。

實施本發明的鐵塔巡檢機器人，具有以下有益效果：

1、通過電磁吸盤裝置，減少了攀爬組價，減輕了重量，提高了設備的可控性；

1、通過旋轉高清攝像頭，工作人員可以近距離的查看鐵塔出現的問題，及時發現缺陷；

2、通過無線控制終端，工作人員可以在塔下進行設備操作，避免人工攀爬出現意外；

3、通過可以實現上下左右和越障攀爬，到達鐵塔任意位置；

4、整體結構簡單，體積小，適應面廣，能在各種鐵質表面移動；

5、可以攜帶多種小型設備進行工作，通用性強。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明；

圖1是本發明優選實施例的俯視圖結構示意圖；

圖2是本發明優選實施例的側視圖結構示意圖。

附圖中：

1-上機身，11-上電磁吸盤，12-攝像頭，

2-下機身，21-下電磁吸盤，22-蓄電池，

231-左支撐臂，232-左齒條，233-左齒輪，234-左驅動電機，

241-右支撐臂，242-右齒條，243-右齒輪，244-右驅動電機，

251-越障電機，252-軸承，

3-控制器；

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

此外,需要說明的是,除非特別說明或者指出,否則說明書中的可能涉及的術語“上”、“下”、“左”、“右”等描述僅僅用于區分說明書中的各個組件、元素、步驟等,而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。

左驅動電機和右驅動電機的“正向工作”“反向工作”的相關詞語僅是用于描述的方便，不代表電機的具體運行方向。

一種鐵塔巡視機器人，包括上機身1、下機身2和控制器3。

所述上機身1為框型結構，在上機身1底板上方安裝有上電磁吸盤11，在上機身1內安裝有控制器3，控制器3無線連接有手持式控制終端，在上機身1上端面安裝有攝像頭12。

所述下機身2為框型結構，在下機身2底板上方安裝有下電磁吸盤21，在下機身2內安裝有蓄電池22，在下機身2下端面安裝有攝像頭12。

進一步的，所述上機身1和下機身2外層設有太陽能板，所述太陽能板和蓄電池22電性連接。

進一步的，所述攝像頭12為旋轉高清攝像頭。

在下機身2內設置左驅動電機234和右驅動電機244，在左驅動電機234和右驅動電機244輸出軸上分別安裝左齒輪233和右齒輪243，所述左齒輪233、右齒輪243分別與左齒條232、右齒條242嚙合，所述左齒條232和右齒條242通過下機身2內的軸承252縱向平行貫穿安裝在下機身2內，所述左齒條232和右齒條242上部末端分別連接左支撐臂231和右支撐臂241的一端，左支撐臂231和右支撐臂241另一端和上機身1活動鉸接連接，所述越障電機251固定在右支撐臂241一側，越障電機251輸出軸穿過右支撐臂241與右齒條242固定連接，所述左齒條232、右齒條242、左支撐臂231和右支撐臂241面向鐵塔一面與上機身1和下機身2面向鐵塔一面之間的垂直高度大于障礙物的高度。

所述攝像頭12、上電磁吸盤11、下電磁吸盤21、蓄電池22、左驅動電機234、右驅動電機244和越障電機251分別與控制器3電性連接。

進一步的，所述手持式控制終端含有監控屏幕。

進一步的，為更好的理解本發明，還提供了本發明的使用方法，包括如下步驟：

步驟1：上下攀爬

手持式控制終端通過控制器3控制左驅動電機234和右驅動電機244上的左齒輪233和右齒輪243分別處于左齒條232和右齒條242的上部末端，同時上電磁吸盤11和下電磁吸盤21通電，使巡視機器人豎直固定在鐵塔上。

向上攀爬時，控制器3控制上電磁吸盤11斷電，同時保持下電磁吸盤21通電，左驅動電機234和右驅動電機244接通正向工作電路，帶動左齒輪233和右齒輪243正向轉動，左齒輪233和右齒輪243帶動左齒條232和右齒條242穿過下機身2向上運動，頂動鉸接在左支撐臂231和右支撐臂241上的上機身1向上運動，當左齒條232和右齒條242運動到左齒輪233和右齒輪243位于左齒條232和右齒條242下部末端時，左驅動電機234和右驅動電機244停止工作，上電磁吸盤11通電，使上機身1電磁吸附在鐵塔上。

下電磁吸盤21斷電，同時保持上電磁吸盤11通電，左驅動電機234和右驅動電機244接通反向工作電路，帶動左齒輪233和右齒輪243反向轉動，左齒輪233和右齒輪243沿左齒條232和右齒條242向上運動，拉動下機身2向上運動，當下機身2內的左齒輪233和右齒輪243上升到左齒條232和右齒條242上部末端時，下電磁吸盤21通電，使下機身2吸附在鐵塔上，同時上電磁吸盤11斷電，此時完成一個向上攀爬周期，持續向上攀爬一直重復以上工作流程。

向下攀爬時，工作流程與以上操作流程相反。

步驟2：左右小幅轉向

小幅度右轉時，手持式控制終端通過控制器3控制上電磁吸盤11斷電，同時保持下電磁吸盤21通電，右驅動電機244停止工作，左驅動電機234接通正向工作電路，左齒輪233帶動左齒條232穿過下機身2向上運動，帶動左齒條232頂動上機身1向右側小幅轉向，實現小幅度右轉。

小幅度左轉時，工作流程與以上操作流程相反。

步驟3：左右大幅轉向

大幅度右轉時，手持式控制終端通過控制器3控制上電磁吸盤11斷電，同時保持下電磁吸盤21通電，右驅動電機244接通反向工作電路，右齒輪243帶動右齒條242穿過下機身2向下運動，左驅動電機234接通正向工作電路，左齒輪233帶動左齒條232穿過下機身2向上運動，使上機身1向右側大幅轉向，實現大幅度右轉。

大幅度左轉時，工作流程與以上操作流程相反。

步驟4：跨越障礙

上機身1越障

控制器3控制機器人上機身1上端面靠近障礙物，并使左齒輪233和右齒輪243分別處于左齒條232和右齒條242的上部末端，控制上電磁吸盤11斷電，同時保持下電磁吸盤21通電，左驅動電機234和右驅動電機244接通正向工作電路，帶動左齒輪233和右齒輪243正向轉動，左齒輪233和右齒輪243帶動左齒條232和右齒條242穿過下機身2向上運動，頂動上機身1向上運動，同時越障電機251接通正向工作電路，帶動右支撐臂241以越障電機251輸出軸為中心向遠離鐵塔方向轉動，帶動上機身1越過障礙物，當上機身1跨越障礙后，越障電機251接通反向工作電路，帶動右支撐臂241以越障電機251輸出軸為中心向靠近鐵塔方向轉動，同時上電磁吸盤11通電，使上機身1固定在鐵架上。

下機身2越障

隨后控制機器人下機身2上端面靠近障礙物，并使左齒輪233和右齒輪243分別處于左齒條232和右齒條242的下部末端，下電磁吸盤21斷電，同時保持上電磁吸盤11通電，左驅動電機234和右驅動電機244接通反向工作電路，帶動電機輸出軸上的左齒輪233和右齒輪243反向轉動，左齒輪233和右齒輪243沿左齒條232和右齒條242向上運動，拉動下機身2向上運動，同時越障電機251接通反向工作電路，帶動右支撐臂241以越障電機251輸出軸為中心向遠離鐵塔方向轉動，帶動下機身2越過障礙，當下機身2跨越障礙后，越障電機251接通正向工作電路，帶動右支撐臂241以越障電機251輸出軸為中心向靠近鐵塔方向轉動，同時下電磁吸盤21通電，使下機身2固定在鐵架上，完成跨越障礙。

步驟5：鐵塔巡視

通過以上步驟讓機器人在鐵塔上攀爬，通過上機身1和下機身2上的可旋轉的攝像頭12探查鐵塔情況，通過手持式控制終端將探查情況顯示到監控屏幕，供地面人員進行判斷問題，及時處理缺陷。

綜上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用來限定本發明的范圍，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，凡依本發明的要求范圍所述的形狀、構造、特征及精神所謂的均等變化與修飾，均應包括與本發明的權利要求范圍內。