本发明涉及电气工程中设备检修领域,具体为一种快速准确巡视铁塔的方法。
背景技术：
电力系统铁塔现在广泛应用于输电线路，新建的输电线路大都采用铁塔支撑导线，需要定期对铁塔进行检修和维护，以确保输电线路的安全可靠运行。
输电线路往往电压等级较高，线对线，线对地的安全距离也较大，造成了输电铁塔往往较高。巡视人员日常巡视时只能通过在塔下对铁塔进行巡视，此方法往往对于一些细微的缺陷不能及时发现，使铁塔及线路带病运行，增加了不安全运行系数，人工攀登杆塔巡视，往往费时费力，且攀登铁塔也会极大地增加人的危险系数。
技术实现要素：
针对现有现象存在的问题，本发明提供了一种铁塔巡检机器人，可在铁塔各区域攀爬，并避开螺丝等障碍物，通过携带的摄像头，便于通过手持式控制终端观察了解铁塔各部位情况，及时排除存在的安全隐患。
本发明要解决的技术问题的技术方案是：
提供一种铁塔巡视机器人，包括上机身、下机身和控制器。所述上机身为框型结构，在上机身底板上方安装有上电磁吸盘，在上机身内安装有控制器，控制器无线连接有手持式控制终端，在上机身上端面安装有摄像头。所述下机身为框型结构，在下机身底板上方安装有下电磁吸盘，在下机身内安装有蓄电池，在下机身下端面安装有摄像头。在下机身内设置有左驱动电机和右驱动电机，在左驱动电机和右驱动电机输出轴上分别安装左齿轮和右齿轮，所述左齿轮、右齿轮分别与左齿条、右齿条啮合，所述左齿条和右齿条通过下机身内的轴承纵向平行贯穿安装在下机身内，所述左齿条和右齿条上部末端分别连接左弹簧和右弹簧的一端，左弹簧和右弹簧另一端与左万向节和右万向节的一端固定连接，左万向节和右万向节的另一端分别与上机身固定连接，所述电动绞盘安装在下机身内部靠近上机身一侧，其上盘绕的钢丝绳穿过下机身固定在上机身上，所述左万向节、左弹簧、左齿条、右万向节、右弹簧和右齿条任一面向铁塔的一面与上机身和下机身与铁塔接触一面之间的垂直高度大于障碍物的高度。所述摄像头、上电磁吸盘、下电磁吸盘、左驱动电机、右驱动电机、电动绞盘和蓄电池分别与控制器电性连接。
优选的，所述上机身和下机身外层设有太阳能板，所述太阳能板和蓄电池电性连接。
优选的，所述摄像头为旋转高清摄像头。
优选的，所述手持式控制终端含有监控屏幕。
同时，基于以上的一种铁塔巡视机器人，本发明还提供了一种铁塔巡视机器人的使用方法，包括如下步骤：
步骤1：上下攀爬
手持式控制终端通过控制器控制左驱动电机和右驱动电机上的左齿轮和右齿轮分别处于左齿条和右齿条的上部末端，同时上电磁吸盘和下电磁吸盘通电，使巡视机器人竖直固定在铁塔上。
向上攀爬时，控制器控制上电磁吸盘断电，同时保持下电磁吸盘通电，左驱动电机和右驱动电机接通正向工作电路，带动左齿轮和右齿轮正向转动，左齿轮和右齿轮带动左齿条和右齿条穿过下机身向上运动，顶动上机身向上运动，同时电动绞盘松绳工作，松开盘绕在其上的钢丝绳，当左齿条和右齿条运动到左齿轮和右齿轮位于左齿条和右齿条下部末端时，左驱动电机和右驱动电机停止工作，上电磁吸盘通电，使上机身电磁吸附在铁塔上。下电磁吸盘断电，同时保持上电磁吸盘通电，左驱动电机和右驱动电机接通反向工作电路，带动左齿轮和右齿轮反向转动，左齿轮和右齿轮沿左齿条和右齿条向上运动，拉动下机身向上运动，同时电动绞盘紧绳工作，钢丝绳收缩，当下机身内的左齿轮和右齿轮上升到左齿条和右齿条上部末端时，下电磁吸盘通电，使下机身吸附在铁塔上，同时上电磁吸盘断电，此时完成一个向上攀爬周期，持续向上攀爬一直重复以上工作流程。
向下攀爬时，工作流程与以上操作流程相反。
步骤2：左右小幅转向
小幅度右转时，手持式控制终端通过控制器控制上电磁吸盘断电，同时保持下电磁吸盘通电，右驱动电机停止工作，左驱动电机接通正向工作电路，左齿轮带动左齿条穿过下机身向上运动，带动左齿条顶动上机身以右万向节为中心向右侧小幅转向，同时电动绞盘松绳工作，松开盘绕在其上的钢丝绳。
小幅度左转时，工作流程与以上操作流程相反。
步骤3：左右大幅转向
大幅度右转时，手持式控制终端通过控制器控制上电磁吸盘断电，同时保持下电磁吸盘通电，右驱动电机接通反向工作电路，右齿轮带动右齿条穿过下机身向下运动，左驱动电机接通正向工作电路，左齿轮带动左齿条穿过下机身向上运动，使上机身向右侧大幅转向，同时电动绞盘松绳工作，松开盘绕在其上的钢丝绳。
大幅度左转时，工作流程与以上操作流程相反。
步骤4：跨越障碍
上机身越障
控制机器人上机身上端面靠近障碍物，并使左齿轮和右齿轮分别处于左齿条和右齿条的上部末端，控制器控制上电磁吸盘断电，同时保持下电磁吸盘通电，左驱动电机和右驱动电机接通正向工作电路，带动左齿轮和右齿轮正向转动，左齿轮和右齿轮带动左齿和右齿条穿过下机身向上运动，顶动上机身向上运动，同时电动绞盘不工作，随着左齿轮和右齿轮的运动，钢丝绳处于拉紧状态，逐渐拉动上机身以左弹簧和右弹簧为中心向远离铁架方向伸展，当上机身与铁塔的距离高于障碍物后，电动绞盘在保持上机身与铁塔的距离高于障碍物的状态下松绳工作，让上机身跨越障碍物，当上机身跨越障碍后，电动绞盘继续松绳工作，松开钢丝绳，同时上电磁吸盘通电，凭借弹簧的恢复弹性，左弹簧和右弹簧复位使上机身吸附在铁架上。
下机身越障
随后控制器控制机器人下机身上端面靠近障碍物，并使左齿轮和右齿轮分别处于左齿条和右齿条的下部末端，下电磁吸盘断电，同时保持上电磁吸盘通电，电动绞盘紧绳工作，拉紧钢丝绳，逐渐拉动下机身以左弹簧和右弹簧为中心向远离铁架方向伸展，当下机身与铁塔的距离高于障碍物后，在保持下机身与铁塔的距离高于障碍物的状态下，左驱动电机和右驱动电机接通反向工作电路，带动左齿轮和右齿轮反向转动，左齿轮和右齿轮沿左齿条和右齿条向上运动，拉动下机身向上运动，当下机身跨越障碍后，电动绞盘继续松绳工作，松开钢丝绳，同时下电磁吸盘通电，凭借弹簧的恢复弹性，左弹簧和右弹簧复位使下机身吸附在铁架上，完成跨越障碍。
步骤5：铁塔巡视
通过以上步骤让机器人在铁塔上攀爬，通过上机身和下机身上的可旋转的摄像头探查铁塔情况，通过手持式控制终端将探查情况试试显示到监控屏幕，供地面人员进行判断问题，及时处理缺陷，同时太阳能板吸收太阳光产生的电量可使机器人增加工作时间。
实施本发明的铁塔巡检机器人，具有以下有益效果：
1、通过电磁吸盘装置，减少了攀爬组件，减轻了重量，提高了设备的可控性
2、通过旋转高清摄像头，工作人员可以近距离的查看铁塔出现的问题，及时发现缺陷；
3、通过无线控制终端，工作人员可以在塔下进行设备操作，避免人工攀爬出现意外；
4、通过可以实现上下左右和越障攀爬，到达铁塔任意位置；
5、整体结构简单，体积小，适应面广，能在各种铁质表面移动；
6、可以携带多种小型设备进行工作，通用性强。
附图说明
图1是本发明优选实施例的俯视图结构示意图；
图2是本发明优选实施例的侧视图结构示意图。
附图中：
1-上机身，11-上电磁吸盘，12-摄像头，
2-下机身，21-下电磁吸盘，22-蓄电池，
231-左万向节，232-左弹簧，233-左齿条，234-左齿轮，235-左驱动电机，
241-右万向节，242-右弹簧，243-右齿条，244-右齿轮，245-右驱动电机，
251-电动绞盘，252-钢丝绳，253-轴承，
3-控制器；
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
此外,需要说明的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的可能涉及的术语“上”、“下”、“左”、“右”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
左驱动电机和右驱动电机的“正向工作”“反向工作”的相关词语仅是用于描述的方便，不代表电机的具体运行方向。
如图1和我图2所示，一种铁塔巡视机器人，包括上机身1、下机身2和控制器3。
所述上机身1为框型结构，在上机身1底板上方安装有上电磁吸盘11，在上机身1内安装有控制器3，控制器3无线连接有手持式控制终端，在上机身1上端面安装有摄像头12。所述下机身2为框型结构，在下机身2底板上方安装有下电磁吸盘21，在下机身2内安装有蓄电池22，在下机身2下端面安装有摄像头12。
进一步的，所述上机身1和下机身2外层设有太阳能板，所述太阳能板和蓄电池22电性连接。
进一步的，所述摄像头12为旋转高清摄像头。
在下机身2内设置有左驱动电机235和右驱动电机245，在左驱动电机235和右驱动电机245输出轴上分别安装左齿轮234和右齿轮244，所述左齿轮234、右齿轮244分别与左齿条233、右齿条243啮合，所述左齿条233和右齿条243通过下机身2内的轴承253纵向平行贯穿安装在下机身2内，所述左齿条233和右齿条243上部末端分别连接左弹簧232和右弹簧242的一端，左弹簧232和右弹簧242另一端与左万向节231和右万向节241的一端固定连接，左万向节231和右万向节241的另一端分别与上机身1固定连接，所述电动绞盘251安装在下机身2内部靠近上机身1一侧，其上盘绕的钢丝绳252穿过下机身2固定在上机身1上，所述左万向节231、左弹簧232、左齿条233、右万向节241、右弹簧242和右齿条243任一面向铁塔的一面与上机身1和下机身2与铁塔接触一面之间的垂直高度大于障碍物的高度。
所述摄像头12、上电磁吸盘11、下电磁吸盘21、左驱动电机235、右驱动电机245、电动绞盘251和蓄电池22分别与控制器3电性连接。
进一步的，所述手持式控制终端含有监控屏幕。
进一步的，为更好的理解本发明，还提供了本发明的使用方法，包括如下步骤：
步骤1：上下攀爬
手持式控制终端通过控制器3控制左驱动电机235和右驱动电机245上的左齿轮234和右齿轮244分别处于左齿条233和右齿条243的上部末端，同时上电磁吸盘11和下电磁吸盘21通电，使巡视机器人竖直固定在铁塔上。
向上攀爬时，控制器3控制上电磁吸盘11断电，同时保持下电磁吸盘21通电，左驱动电机235和右驱动电机245接通正向工作电路，带动左齿轮234和右齿轮244正向转动，左齿轮234和右齿轮244带动左齿条233和右齿条243穿过下机身2向上运动，顶动上机身1向上运动，同时电动绞盘251松绳工作，松开盘绕在其上的钢丝绳252，当左齿条233和右齿条243运动到左齿轮234和右齿轮244位于左齿条233和右齿条243下部末端时，左驱动电机235和右驱动电机245停止工作，上电磁吸盘11通电，使上机身1电磁吸附在铁塔上。
下电磁吸盘21断电，同时保持上电磁吸盘11通电，左驱动电机235和右驱动电机245接通反向工作电路，带动左齿轮234和右齿轮244反向转动，左齿轮234和右齿轮244沿左齿条233和右齿条243向上运动，拉动下机身2向上运动，同时电动绞盘251紧绳工作，钢丝绳252收缩，当下机身2内的左齿轮234和右齿轮244上升到左齿条233和右齿条243上部末端时，下电磁吸盘21通电，使下机身2吸附在铁塔上，同时上电磁吸盘11断电，此时完成一个向上攀爬周期，持续向上攀爬一直重复以上工作流程。
向下攀爬时，工作流程与以上操作流程相反。
步骤2：左右小幅转向
小幅度右转时，手持式控制终端通过控制器3控制上电磁吸盘11断电，同时保持下电磁吸盘21通电，右驱动电机245停止工作，左驱动电机235接通正向工作电路，左齿轮234带动左齿条233穿过下机身2向上运动，带动左齿条233顶动上机身1以右万向节241为中心向右侧小幅转向，同时电动绞盘251松绳工作，松开盘绕在其上的钢丝绳252。
小幅度左转时，工作流程与以上操作流程相反。
步骤3：左右大幅转向
大幅度右转时，手持式控制终端通过控制器3控制上电磁吸盘11断电，同时保持下电磁吸盘21通电，右驱动电机245接通反向工作电路，右齿轮244带动右齿条243穿过下机身2向下运动，左驱动电机235接通正向工作电路，左齿轮234带动左齿条233穿过下机身2向上运动，使上机身1向右侧大幅转向，同时电动绞盘251松绳工作，松开盘绕在其上的钢丝绳252。
大幅度左转时，工作流程与以上操作流程相反。
步骤4：跨越障碍
上机身1越障
控制机器人上机身1上端面靠近障碍物，并使左齿轮234和右齿轮244分别处于左齿条233和右齿条243的上部末端，控制器3控制上电磁吸盘11断电，同时保持下电磁吸盘21通电，左驱动电机235和右驱动电机245接通正向工作电路，带动左齿轮234和右齿轮244正向转动，左齿轮234和右齿轮244带动左齿233和右齿条243穿过下机身2向上运动，顶动上机身1向上运动，同时电动绞盘251不工作，随着左齿轮234和右齿轮244的运动，钢丝绳252处于拉紧状态，逐渐拉动上机身1以左弹簧232和右弹簧242为中心向远离铁架方向伸展，当上机身1与铁塔的距离高于障碍物后，电动绞盘251在保持上机身1与铁塔的距离高于障碍物的状态下松绳工作，让上机身1跨越障碍物，当上机身1跨越障碍后，电动绞盘251继续松绳工作，松开钢丝绳252，同时上电磁吸盘11通电，凭借弹簧的恢复弹性，左弹簧232和右弹簧242复位使上机身1吸附在铁架上。
下机身2越障
随后控制器3控制机器人下机身2上端面靠近障碍物，并使左齿轮234和右齿轮244分别处于左齿条233和右齿条243的下部末端，下电磁吸盘21断电，同时保持上电磁吸盘11通电，电动绞盘251紧绳工作，拉紧钢丝绳252，逐渐拉动下机身2以左弹簧232和右弹簧242为中心向远离铁架方向伸展，当下机身2与铁塔的距离高于障碍物后，在保持下机身2与铁塔的距离高于障碍物的状态下，左驱动电机235和右驱动电机245接通反向工作电路，带动左齿轮234和右齿轮244反向转动，左齿轮234和右齿轮244沿左齿条233和右齿条243向上运动，拉动下机身2向上运动，当下机身2跨越障碍后，电动绞盘251继续松绳工作，松开钢丝绳252，同时下电磁吸盘21通电，凭借弹簧的恢复弹性，左弹簧232和右弹簧242复位使下机身2吸附在铁架上，完成跨越障碍。
步骤5：铁塔巡视
通过以上步骤让机器人在铁塔上攀爬，通过上机身1和下机身2上的可旋转的摄像头12探查铁塔情况，通过手持式控制终端将探查情况试试显示到监控屏幕，供地面人员进行判断问题，及时处理缺陷，同时太阳能板吸收太阳光产生的电量可使机器人增加工作时间。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本发明的权利要求范围内。