近十年来,我国工业机器人发展迅速,已经渗透到社会的各行各业之中。随着经济的高速发展,我国超高压、大容量输电线路建设和升级改造正在全国如火如荼地进行,尤其是珠江三角洲地区正进行大规模的电力输变系统改造,高压电线铁塔的防腐工作是确保安全供电的重要基础维护工程。直到目前为止,铁塔防腐作业是采用人工进行带电作业,或者断电作业来完成,前者铁塔防腐带电作业效率低下并存在安全隐患,后者则造成巨大的断电损失。然而,直到目前为止,鲜有对大型铁塔进行户外自动化防腐喷涂作业的案例,类似研究文献很少。因此,此研究课题在自动化带电作业上具有广阔的应用前景。本文尝试工业机器人技术研究解决当前落后的铁塔防腐工艺问题,研究和设计一种高压线路铁塔自动化防腐系统,改进现有落后的人工铁塔防腐喷涂工艺,实现用先进的机器人替代人工喷涂。本文具体工作和研究成果主要体现在以下几个方面:(1)针对铁塔防腐的实际需求,设计了一套较完善铁塔防腐自动喷涂系统方案,完成了喷涂工艺流程设计、硬件结构的布置与选型,并讨论了各个模块选型配置的合理性。(2)针对高空作业机器人定位困难与喷涂对象塔型的多样性引起的机器人喷涂控制困难的问题,基于图象处理算法提出了解决此问题的两种方法,包括铁塔防腐初始喷涂点定位方法与铁塔识别方法,并对各方法原理进行了详细介绍。(3)针对喷漆质量检测问题,采用三种图像分析方法进行比较,最后提出一种基于三种图像对比的质量检测模型。(4)针对铁塔防腐喷漆路径规划问题,将其描述成图论的问题,并提出一种基于图论的路径规划方法,然后结合实例完成了仿真,结果表明其有效性。最后还进行了机器人运动学分析,根据已知喷涂路径代表的末端位姿,可通过机器人运动学反解得到机器人各关节变量,完成机器人运动轨迹的有效控制。(5)使用MATLAB GUI界面编程软件设计了铁塔防腐的机器视觉检测系统软件,并利用机器人仿真软件RobotStudio建立了铁塔防腐自动化工作站,仿真完成了机器人应用于铁塔防腐的喷涂任务,其结果主要以图和模块代码的形式给出。本文所提方法经过较严密的探讨和论证,仿真试验证明了此系统的先进性与可靠性,为以后铁塔防腐自动化装备的研制和实现提供依据和参考。