CN112152144B - 一种飞蛇高压输电线路检修机器人***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种飞蛇高压输电线路检修机器人***及控制方法，其***包括通信模块、姿态判别模块、驱动模块、定位模块、环境识别与判断模块、飞蛇机器人控制器、地面控制中心，以及电源模块。其中通信模块，用于数据的无线传输；姿态判别模块，用于判定飞蛇机器人整体和各个单元蛇身的姿态；驱动模块，用于驱动飞蛇机器人完成飞行、巡检、越障、检修等动作；定位模块，用于获取飞蛇机器人的坐标位置；环境识别与判断模块，用于判定飞蛇机器人的自身运动状态，以及对环境的识别；飞蛇机器人控制器，用于控制和协调各个模块之间的工作；地面控制中心，用于接收飞蛇机器人传回的数据以及发送相关信号至飞蛇机器人；电源模块，用于为各个模块供电。

Description

一种飞蛇高压输电线路检修机器人***及控制方法

技术领域

本发明高压属于输电线巡检领域，尤其涉及一种飞蛇高压输电线路检修机器人***及控制方法。

背景技术

架空高压输电线路是电力输送的中间媒介，其稳定性关系到国计民生。目前国内的巡检的手段多采用人工巡视，或者使用无人飞行设备进行巡视。随着机器人技术研究的深入，高压输电线路机器人开始在巡检作业中发挥重要作用。

对于高压输电线路巡检机器人的研究，国外比较有代表性的有加拿大魁北克水电研究院研制的具有跨越直线杆塔的“LineScout”的巡检机器人；日本关西电力公司（KEPCO）和日本电力***公司(JPS)共同研制的“Expliner”的巡检机器人等。国内比较有代表性的有中科院沈阳自动化所研制的适用于沿500KV超高压输电线路巡检机器人，武汉大学研制的沿110KV及以上高压输电线路导线行驶的智能巡检机器人等。

在巡检机器人取得长足发展的同时，蛇形机器人因为具有冗余自由度多，能够适应各类环境等特点，所以也备受青睐。国外对于蛇形机器人的研究相较于国内比较早，上世纪70年代日本东京大学的 Hirose教授成功研制了第一台能在平面上运动的名为ACM（Active Cord Mechanism）蛇形机器人，而后又连续推出ACM-R2、ACM-R3、ACM-R4、ACM-R5，其中ACM-R5可实现水路两栖的控制；日本的NEC公司的Takanashi研制了的能够在三维空间运动，可以应用在危险情况下的勘查和营救工作的刚性关节连接的蛇形机器人；美国由***梅隆大学成功研制的主要用于攀爬的模块化蛇形机器人等。国内第一台微小型仿蛇机器人样机是在1999年由上海交通大学崔显世、颜国正等人研制的；在此之后，2002年国防科学技术大学研制了可以水路两栖运动控制的蛇形机器人样机；中科院沈阳自动化所，以马书根为核心的机器人研发团队所研制出了蛇形机器人巡视者II和探查者Ⅲ等。

综上所述虽然国内外高压线巡检机器人和蛇形机器人都取得了长足发展，但目前还存在：(1)目前国内外对于蛇形机器人的控制大多集中在地面控制、水下控制和管道控制等，鲜有飞行控制；(2)传统2臂或3臂的刚性结构的高压输电线巡检机器人的控制***不仅复杂，而且通常适合应用在特定结构的金具和杆塔环境中，难以应用于复杂多变的高压输电线环境。(3)大多数巡检机器人只具备巡视控制，而不具备检修控制。

有鉴于此，有必要提出一种飞蛇高压输电线路检修机器人***及控制方法。本发明的飞蛇机器人具备飞行控制功能，可以通过飞行控制快速完成上下线。在飞行过程中通过变构态控制，可以实现在空中以“之”字型或“O”型等姿态飞行。同时在线上巡检过程中通过变构态控制，可以采用如缠绕式、跨越式等越障方式穿越高压输电线上不同的障碍物。另外该飞蛇机器人所具备的检修控制功能，解决了大多数高压输电线巡检机器人只巡不检的问题。综上所述，本发明所提出的***及控制方法有效保证了飞蛇机器人能高质量、高效率的完成巡检任务。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种飞蛇高压输电线路检修机器人***及控制方法。

针对上述存在的技术问题本发明采用的技术方案如下：

一种飞蛇高压输电线路检修机器人***，包括通信模块4、姿态判别模块20、驱动模块19、定位模块21、环境识别与判断模块22、飞蛇机器人控制器1、地面控制中心18，以及电源模块5；所述通信模块4，是建立飞蛇机器人本体与地面控制中心18之间通讯的中间媒介，用于数据的无线传输；所述姿态判别模块20，用于判定飞蛇机器人整体和各个单元蛇身的姿态；所述驱动模块19，用于驱动飞蛇机器人完成飞行、巡检、越障、检修等动作；所述定位模块21，用于获取飞蛇机器人所处的坐标位置，实现精准定位的功能；所述环境识别与判断模块22，用于判定飞蛇机器人的自身运动状态，以及对环境的识别；所述飞蛇机器人控制器1，是数据的处理单元，用于控制和协调各个模块之间的工作；所述地面控制中心18，用于接收飞蛇机器人传回的数据以及发送相关信号至飞蛇机器人；所述电源模块5，用于为各个模块供电。

进一步，所述通信模块4包括无线数传、无线图传以及无人机遥控设备；所述无线数传是用于传输飞蛇机器人本体上的传感器检测到的数据至地面控制中心18，以及从地面控制中心18发送相关信号至飞蛇机器人本体；所述无线图传，用于传输视觉***检测到的图像数据至地面控制中心18；所述无人机遥控设备，用于遥控飞蛇机器人飞行。

进一步，所述姿态判别模块20，主要包括电子陀螺仪6；电子陀螺仪6将获取的姿态数据，交由所述飞蛇机器人控制器1进行数据处理，通过建立数学模型和仿真，实时掌握飞蛇机器人的姿态。

进一步，所述驱动模块19，包括飞行机构驱动模块3和行走机构驱动模块2；所述飞行机构驱动模块3，包括无刷电机17，通过驱动螺旋桨，为飞蛇机器人提供升力，实现上线和下线的功能；所述行走机构驱动模块2，包括回转电机13、偏转电机15、行走电机16和检修电机14；所述回转电机13，用于驱动飞蛇机器人单元蛇身的回转；所述偏转电机15，用于驱动飞蛇机器人单元蛇身的偏转；所述行走电机16，用于驱动飞蛇机器人进行线上行走；所述检修电机14，用于驱动飞蛇机器人尾部的检修装置。

进一步，所述定位模块21，包括GPS7和摄像头8；所述GPS7用于进行全局环境定位, 通过GIS数据建模，由当前GPS7数据作为索引对数据GIS进行查寻；得到飞蛇机器人所处的位置坐标；所述摄像头8用于局部环境定位，通过获取飞蛇机器人所处的空间图像信息，经过处理单元处理后，将摄像头8获取的局部环境信息与GPS7获取的全局环境信息进行融合，从而达到精准定位的效果。

进一步，所述环境识别与判断模块22，包括测距传感器9、摄像头8、压力传感器10、高度传感器12，以及测速传感器11；所述测距传感器9和摄像头8分别用于识别障碍物的类型与检测飞蛇机器人与障碍物之间的距离，飞蛇机器人控制器1根据得到的数据控制驱动模块19做出相应的动作；所述压力传感器10，用于检测飞蛇机器人行走轮与高压输电线之间的压力；所述高度传感器12用于检测飞蛇机器人的飞行高度；所述测速传感器11，用于检测飞蛇机器人的飞行速度以及在高压输电线上行走的速度。

进一步，所述飞蛇机器人控制器1，包括飞行机构控制器与行走机构控制器；所述飞蛇机器人控制器1，包括飞行机构控制器与行走机构控制器；所述飞行机构控制器用于飞蛇机器人的飞行控制，行走机构控制器用于飞蛇机器人的高压输电线巡检控制；所述行走机构控制器与飞行机构控制器之间采用基于串口通讯协议的USART传输方式连接，用于两个控制器之间进行数据交换，实现飞走切换等功能。

一种飞蛇高压输电线路检修机器人的控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、建立所述地面控制中心18和飞蛇机器人本体之间的通信连接；

步骤二、设置起飞姿态：

所述地面控制中心18向飞蛇机器人控制器1发送指令，通过控制偏转电机15和回转电机13转动，完成姿态的设置；通常选择“之”字型起飞姿态或“O”型起飞姿态；

步骤三、飞行控制：

所述飞蛇机器人控制器1将接收到的姿态判别模块20、定位模块21和环境识别与判断模块22的数据，通过通信模块4传回至地面控制中心18；所述地面控制中心18并将控制信号通过通信模块4发送给飞蛇机器人控制器1，从而完成以下控制：

上升或下降飞行：行走机构驱动模块2的驱动电机使无刷电机17上的螺旋桨保持水平旋转，水平旋转的螺旋桨通过向下推动空气，实现飞蛇机器人上升或下降飞行；

偏转飞行：行走机构驱动模块2的驱动电机使部分或全部的无刷电机17上的螺旋桨倾斜一定的角度，由旋转的螺旋桨斜向下推动空气所产生的水平分力推动飞蛇机器人实现水平方向上的偏转飞行；

空中姿态变换：通过行走机构驱动模块2的驱动电机改变相邻单元蛇身之间的角度，即可进行水平方向上的姿态变换；通过控制不同的无刷电机17产生不同的转速，可实现飞蛇机器人在竖直方向上的姿态变换；

步骤四、上线控制：

通过飞行控制，到达上线位置后，所述地面控制中心18根据环境识别与判断模块22、定位模块21检测到的信息，选择合适的上线位置；在地面控制中心18的控制下，飞蛇机器人缓慢靠近高压输电线，当飞蛇机器人的各个单元蛇身与高压输电线路处于预期的合理的相对位置时，通过控制回转电机13和偏转电机15，让飞蛇机器人行走轮夹紧高压输电线，完成上线；

步骤五、飞走切换控制：

当飞蛇机器人安全悬挂在高压输电线上时，所述行走机构控制器通过串口发送信号至飞行机构控制器；此时飞行机构控制器关闭飞行机构驱动模块3，由飞行状态切换至线上巡检状态；

步骤六、行走控制：

完成飞走切换后，飞蛇机器人则开始进行线上自主巡检；当所述环境识别与判断模块22检测到飞蛇机器人与障碍物之间的距离大于d0时，飞蛇机器人进行正常巡检；当飞蛇机器人在水平线上行走时，行走电机16输出恒定转矩，保持匀速行驶；下坡时，所述行走电机16输出较小或不出输出转矩，必要时可以用制动的方式进行减速；上坡时，所述行走电机16输出较大地转矩，克服重力沿斜坡向下的分力和摩擦力完成爬坡；所述环境识别与判断模块22检测到飞蛇机器人与障碍物的距离大于d1且小于或等于d0时，行走电机16使飞蛇机器人低速行驶，当距离等于d1时，飞蛇机器人停止巡检；

步骤七、越障控制：

所述飞蛇机器人控制器1根据获取的障碍物的类型，通过下述控制步骤完成越障：

（a）处于越障状中的单元蛇身的行走轮松开高压输电线；

（b）行走机构驱动模块2的驱动电机使处于越障中的单元蛇身避开障碍物，并驱动飞蛇机器人向前运动；

（c）行走机构驱动模块2的驱动电机使已经越过障碍物的单元蛇身的行走轮重新夹紧高压输电线；

（d）如此重复直到飞蛇机器人完全通过障碍物；

步骤八、打滑控制：

当飞蛇机器人处于打滑状态时，通过增大行走轮与高压输电线的压力，提高两者之间的摩擦，从而克服打滑；当行走轮与高压输电线之间的压力值大于或等于设定的安全阈值却仍不能克服打滑时，飞蛇机器人控制器1通过所述通信模块4将此情况发送至地面控制中心18，由地面控制中心18做出合适的决策；

步骤九、检修控制：在巡检过程中，当所述环境识别与判断模块22检测到高压输电线存在需要检修的问题时，所述飞蛇机器人控制器1根据问题的实际情况控制检修电机14产生相应的动作，完成检修任务；

步骤十、巡检完成，下线控制：此过程与步骤三、步骤四、步骤五相逆。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的飞蛇机器人具备飞行控制功能，可以通过飞行控制快速完成上下线。在飞行过程中通过变构态控制，可以实现在空中以“之”字型或“O”型等姿态飞行。同时在线上巡检过程中，通过变构态控制，可以采用如缠绕式、跨越式等越障方式穿越高压输电线上不同的障碍物，大大提升了飞蛇机器人对于复杂多变的高压输电线环境和飞行环境的适应能力。另外该飞蛇机器人所具备的检修控制功能，解决了大多数高压输电线巡检机器人只巡不检的问题。以上种种，保证了该飞蛇机器人能高质量、高效率的完成巡检任务。

附图说明

图1是飞蛇机器人结构示意图。

图2是飞蛇机器人***硬件框图。

图3是飞蛇机器人飞行控制流程示意图。

图4是飞蛇机器人上线控制流程示意图。

图5是飞蛇机器人行走控制流程示意图。

图6是飞蛇机器人越障控制流程示意图。

图7是飞蛇机器人控制方法流程示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，飞蛇机器人整体分为行走机构和飞行机构，飞行机构和行走机构分别由具有行走功能和飞行功能的单元蛇身组成。各个单元蛇身之间通过回转电机13和偏转电机15连接，且各个单元蛇身都包含环境识别与判断模块22和姿态判别模块20。蛇的头部包含定位模块21，尾部包含检修电机14。行走电机16和无刷电机17分别包含于具有行走功能和飞行功能的单元蛇身。通信模块4和电源模块5分别位于蛇尾和中部蛇身。压力传感器10位于两个相邻的行走机构上的连接件上。值得注意的是以上模块和传感器的摆放位置可以根据实际情况做出调整，单元蛇身的数量和传感器的数量、类型可以根据实际情况进行修改。

如图2所示：一种飞蛇高压输电线路检修机器人***，包括通信模块4、姿态判别模块20、驱动模块19、定位模块21、环境识别与判断模块22、飞蛇机器人控制器1、地面控制中心18，以及电源模块5；所述通信模块4，是建立飞蛇机器人本体与地面控制中心18之间通讯的中间媒介，用于数据的无线传输；所述姿态判别模块20，用于判定飞蛇机器人整体和各个单元蛇身的姿态；所述驱动模块19，用于驱动飞蛇机器人完成飞行、巡检、越障、检修等动作；所述定位模块21，用于获取飞蛇机器人所处的坐标位置，实现精准定位的功能；所述环境识别与判断模块22，用于判定飞蛇机器人的自身运动状态，以及对环境的识别；所述飞蛇机器人控制器1，是数据的处理单元，用于控制和协调各个模块之间的工作；所述地面控制中心18，用于接收飞蛇机器人传回的数据以及发送相关信号至飞蛇机器人；所述电源模块5，用于为各个模块供电。

在本实施例中，所述通信模块4包括无线数传、无线图传以及无人机遥控设备；所述无线数传是用于传输飞蛇机器人本体上的传感器检测到的数据至地面控制中心18，以及从地面控制中心18发送相关信号至飞蛇机器人本体；所述无线图传，用于传输视觉***检测到的图像数据至地面控制中心18；所述无人机遥控设备，用于遥控飞蛇机器人飞行。

在本实施例中，所述姿态判别模块20，主要包括电子陀螺仪6；电子陀螺仪6将获取的姿态数据，交由所述飞蛇机器人控制器1进行数据处理，通过建立数学模型和仿真，实时掌握飞蛇机器人的姿态。

在本实施例中，所述驱动模块19，包括飞行机构驱动模块3和行走机构驱动模块2；所述飞行机构驱动模块3，包括无刷电机17，通过驱动螺旋桨，为飞蛇机器人提供升力，实现上线和下线的功能；所述行走机构驱动模块2，包括回转电机13、偏转电机15、行走电机16和检修电机14；所述回转电机13，用于驱动飞蛇机器人单元蛇身的回转；所述偏转电机15，用于驱动飞蛇机器人单元蛇身的偏转；所述行走电机16，用于驱动飞蛇机器人进行线上行走；所述检修电机14，用于驱动飞蛇机器人尾部的检修装置。

在本实施例中，所述定位模块21，包括GPS7和摄像头8；所述GPS7用于进行全局环境定位, 通过GIS数据建模，由当前GPS7数据作为索引对数据GIS进行查寻；得到飞蛇机器人所处的位置坐标；所述摄像头8用于局部环境定位，通过获取飞蛇机器人所处的空间图像信息，经过处理单元处理后，将摄像头8获取的局部环境信息与GPS7获取的全局环境信息进行融合，从而达到精准定位的效果。

在本实施例中，所述环境识别与判断模块22，包括测距传感器9、摄像头8、压力传感器10、高度传感器12，以及测速传感器11；所述测距传感器9和摄像头8分别用于识别障碍物的类型与判断飞蛇机器人与障碍物之间的距离，飞蛇机器人控制器1根据得到的数据控制驱动模块19做出相应的动作；所述压力传感器10，用于检测飞蛇机器人行走轮与高压输电线之间的压力；所述高度传感器12用于检测飞蛇机器人的飞行高度；所述测速传感器11，用于检测飞蛇机器人的飞行速度以及在高压输电线上行走的速度。

在本实施例中，所述飞蛇机器人控制器1，包括飞行机构控制器与行走机构控制器；所述飞行机构控制器用于飞蛇机器人的飞行控制，行走机构控制器用于飞蛇机器人的高压输电线巡检控制；所述行走机构控制器与飞行机构控制器之间采用基于串口通讯协议的USART传输方式连接，起到方便两个控制器之间进行数据交换的作用，实现飞走切换等功能。

如图3、4、5、6、7所示，本发明一种飞蛇高压输电线路检修机器人的控制方法包括：

步骤一、建立所述地面控制中心18和飞蛇机器人本体之间的通信连接；

步骤二、设置起飞姿态：

所述地面控制中心18向飞蛇机器人控制器1发送指令，通过控制偏转电机15和回转电机13转动，完成姿态的设置；通常选择“之”字型起飞姿态或“O”型起飞姿态；

步骤三、飞行控制：

所述飞蛇机器人控制器1将接收到的姿态判别模块20、定位模块21和环境识别与判断模块22的数据，通过通信模块4传回至地面控制中心18；所述地面控制中心18并将控制信号通过通信模块4发送给飞蛇机器人控制器1，从而完成以下控制：

上升或下降飞行：行走机构驱动模块2的驱动电机使无刷电机17上的螺旋桨保持水平旋转，水平旋转的螺旋桨通过向下推动空气，实现飞蛇机器人上升或下降飞行；

偏转飞行：行走机构驱动模块2的驱动电机使部分或全部的无刷电机17上的螺旋桨倾斜一定的角度，由旋转的螺旋桨斜向下推动空气所产生的水平分力推动飞蛇机器人实现水平方向上的偏转飞行；

空中姿态变换：通过行走机构驱动模块2的驱动电机改变相邻单元蛇身之间的角度，即可进行水平方向上的姿态变换；通过控制不同的无刷电机17产生不同的转速，可实现飞蛇机器人在竖直方向上的姿态变换；

步骤四、上线控制：

通过飞行控制，到达上线位置后，所述地面控制中心18根据环境识别与判断模块22、定位模块21检测到的信息，选择合适的上线位置；在地面控制中心18的控制下，飞蛇机器人缓慢靠近高压输电线，当飞蛇机器人的各个单元蛇身与高压输电线路处于预期的合理的相对位置时，通过控制回转电机13和偏转电机15，让飞蛇机器人行走轮夹紧高压输电线，完成上线；

步骤五、飞走切换控制：

当飞蛇机器人安全悬挂在高压输电线上时，所述行走机构控制器通过串口发送信号至飞行机构控制器；此时飞行机构控制器关闭飞行机构驱动模块3，由飞行状态切换至线上巡检状态；

步骤六、行走控制：

完成飞走切换后，飞蛇机器人则开始进行线上自主巡检；当所述环境识别与判断模块22检测到飞蛇机器人与障碍物之间的距离大于d0时，飞蛇机器人进行正常巡检；当飞蛇机器人在水平线上行走时，行走电机16输出恒定转矩，保持匀速行驶；下坡时，所述行走电机16输出较小或不出输出转矩，必要时可以用制动的方式进行减速；上坡时，所述行走电机16输出较大地转矩，克服重力沿斜坡向下的分力和摩擦力完成爬坡；所述环境识别与判断模块22检测到飞蛇机器人与障碍物的距离大于d1且小于或等于d0时，行走电机16使飞蛇机器人低速行驶，当距离等于d1时，飞蛇机器人停止巡检；

步骤七、越障控制：

所述飞蛇机器人控制器1根据获取的障碍物的类型，通过下述控制步骤完成越障：

（a）处于越障状中的单元蛇身的行走轮松开高压输电线；

（b）行走机构驱动模块2的驱动电机使处于越障中的单元蛇身避开障碍物，并驱动飞蛇机器人向前运动；

（c）行走机构驱动模块2的驱动电机使已经越过障碍物的单元蛇身的行走轮重新夹紧高压输电线；

（d）如此重复直到飞蛇机器人完全通过障碍物；

步骤八、打滑控制：

当飞蛇机器人处于打滑状态时，通过增大行走轮与高压输电线的压力，提高两者之间的摩擦，从而克服打滑；当行走轮与高压输电线之间的压力值大于或等于设定的安全阈值却仍不能克服打滑时，飞蛇机器人控制器1通过所述通信模块4将此情况发送至地面控制中心18，由地面控制中心18做出合适的决策；

步骤九、检修控制：在巡检过程中，当所述环境识别与判断模块22检测到高压输电线存在需要检修的问题时，所述飞蛇机器人控制器1根据问题的实际情况控制检修电机14产生相应的动作，完成检修任务；

步骤十、巡检完成，下线控制：此过程与步骤三、步骤四、步骤五相逆。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种飞蛇高压输电线路检修机器人的控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、建立地面控制中心(18)和飞蛇机器人本体之间的通信连接；地面控制中心(18)，用于接收飞蛇机器人传回的数据以及发送相关信号至飞蛇机器人；飞蛇机器人由若干节单元蛇身组成，其上集成有通信模块(4)、姿态判别模块(20)、驱动模块(19)、定位模块(21)、环境识别与判断模块(22)、飞蛇机器人控制器(1)和电源模块(5)；驱动模块(19)，包括飞行机构驱动模块(3)和行走机构驱动模块(2)；飞行机构驱动模块(3)，依靠无刷电机(17)和螺旋桨为飞蛇机器人提供升力；行走机构驱动模块(2)，包括回转电机(13)、偏转电机(15)、行走电机(16)和检修电机(14)；回转电机(13)，用于驱动单元蛇身的回转；偏转电机(15)，用于驱动单元蛇身的偏转；行走电机(16)，用于依靠行走轮驱动单元蛇身的线上行走；检修电机(14)，用于尾部单元蛇身的检修装置；飞蛇机器人控制器(1)，包括飞行机构控制器与行走机构控制器；

步骤二、设置起飞姿态：

地面控制中心(18)向飞蛇机器人控制器(1)发送指令，通过控制偏转电机(15)和回转电机(13)转动，完成姿态的设置；通常选择“之”字型起飞姿态或“O”型起飞姿态；

步骤三、飞行控制：

飞蛇机器人控制器(1)将接收到的姿态判别模块(20)、定位模块(21)和环境识别与判断模块(22)的数据，通过通信模块(4)传回至地面控制中心(18)；地面控制中心(18)将控制信号通过通信模块(4)发送给飞蛇机器人控制器(1)，从而完成以下控制：

上升或下降飞行：飞行机构驱动模块(2)的所有无刷电机(17)上的螺旋桨以同一转速保持水平旋转，水平旋转的螺旋桨通过向下推动空气，实现飞蛇机器人上升或下降飞行；

偏转飞行：飞行机构驱动模块(2)的部分或全部的无刷电机(17)上的螺旋桨倾斜一定的角度，且所有无刷电机(17)的转速保持一致，由旋转的螺旋桨斜向下推动空气所产生的水平分力推动飞蛇机器人实现水平方向上的偏转飞行；

空中姿态变换：通过行走机构驱动模块(2)的偏转电机(15)改变相邻单元蛇身之间的角度，进行水平方向上的姿态变换；通过控制不同的无刷电机(17)产生不同的转速，实现飞蛇机器人在竖直方向上的姿态变换；

步骤四、上线控制：

通过飞行控制，到达上线位置后，地面控制中心(18)根据环境识别与判断模块(22)、定位模块(21)检测到的信息，选择合适的上线位置；在地面控制中心(18)的控制下，飞蛇机器人缓慢靠近高压输电线，当飞蛇机器人的各个单元蛇身与高压输电线路处于预期的合理的相对位置时，通过控制回转电机(13)和偏转电机(15)，让飞蛇机器人行走轮夹紧高压输电线，完成上线；

步骤五、飞走切换控制：

当飞蛇机器人安全悬挂于高压输电线上时，行走机构控制器通过串口发送信号至飞行机构控制器；此时飞行机构控制器关闭飞行机构驱动模块(3)，由飞行状态切换至线上巡检状态；

步骤六、行走控制：

完成飞走切换后，飞蛇机器人则开始进行线上自主巡检；当环境识别与判断模块(22)检测到飞蛇机器人与障碍物之间的距离大于d0时，飞蛇机器人进行正常巡检；当飞蛇机器人在水平线上行走时，行走电机(16)输出恒定转矩，保持匀速行驶；下坡时，行走电机(16)输出较小或不出输出转矩，可以用制动的方式进行减速；上坡时，行走电机(16)输出较大地转矩，克服重力沿斜坡向下的分力和摩擦力完成爬坡；环境识别与判断模块(22)检测到飞蛇机器人与障碍物的距离大于d1且小于或等于d0时，行走电机(16)使飞蛇机器人低速行驶，当距离等于d1时，飞蛇机器人停止巡检；

步骤七、越障控制：

飞蛇机器人控制器(1)根据获取的障碍物的类型，通过下述控制步骤完成越障：

(a)处于越障状态中的单元蛇身的行走轮松开高压输电线；

(b)行走机构驱动模块(2)的驱动电机使处于越障中的单元蛇身避开障碍物，并驱动飞蛇机器人向前运动；

(c)行走机构驱动模块(2)的驱动电机使已经越过障碍物的单元蛇身的行走轮重新夹紧高压输电线；

(d)如此重复直到飞蛇机器人完全通过障碍物；

步骤八、打滑控制：

当飞蛇机器人处于打滑状态时，通过增大行走轮与高压输电线的压力，提高两者之间的摩擦，从而克服打滑；当行走轮与高压输电线之间的压力值大于或等于设定的安全阈值却仍不能克服打滑时，飞蛇机器人控制器(1)通过通信模块(4)将此情况发送至地面控制中心(18)，由地面控制中心(18)做出合适的决策；

步骤九、检修控制：

在巡检过程中，当环境识别与判断模块(22)检测到高压输电线存在需要检修的问题时，飞蛇机器人控制器(1)根据问题的实际情况控制检修电机(14)产生相应的动作，完成检修任务；

步骤十、下线控制：

此过程与步骤三、步骤四、步骤五相逆。

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