针对目前高压线巡检机器人机身重量过大,易发生打滑、越障困难的难点,设计一种新型的磁力直线牵引巡检机器人。在设计巡检机器人的基本行走结构的基础上,为了实现机器人越障,进一步提出两种巡检机器人越障方案,分别进行运动学分析与仿真,比较各自优缺点,确定了采取丝杠螺母越障的最终方案,然后对机器人整体进行运动学仿真与动力学建模,完成直线行走实验及越障实验。本文主要做了以下几个方面的研究:(1)研究磁力直线牵引的基本原理,阐述磁力巡检机器人的总体方案,在分析高压线周围磁场分布的基础上,通过建立基础物理模型理论验证磁力巡检机器人的有效性。(2)巡检机器人越障方案的拟定。本文对巡检机器人巡检环境进行分析,确定了本文采取的越障方案:杆塔之间,采取“多机协同,一机一档”的工作模式,避免跨越杆塔等障碍物有效提高巡检效率。线上越障,采用三臂依次脱线越障的方案,跨越常见的防振锤,支撑杆和线夹等。(3)巡检机器人本体越障结构的设计。根据提出的方案对巡检机器人的越障结构进行设计,设计两种越障方案——丝杠螺母越障与平面七杆越障。分别对两种越障结构分别进行运动学分析,建立巡线机器人三维模型,对驱动体开和运动分别进行仿真,分析两者的优劣势之后,确定最后采用丝杠螺母越障。(4)巡检机器人的运动学仿真及丝杆螺母的有限元分析。对于三臂开合越障进行运动学仿真,研究开合过程中巡检机器人整体重心变化,显示整个开合过程重心变化不大。丝杆螺母作为越障结构的关键部件,对其进行有限元分析,并对其支承方式提出相应的优化措施,对比优化前后结果,确定固定——游动的支承方式有利于越障结构的稳定性。(5)巡检机器人的行走过程动力学建模与分析。巡检机器人常见的四种直线行走状态:静止、匀速、加速和减速,分别对四种状态建立动力学模型,利用罚函数的方法,优化得到控制箱质心位置的最优解。(6)完成机器人的研制并进行相关检验性实验。实验证明,本文所设计磁力巡检机器人直线行走平均速度达到2.571km/h,可以实现跨越悬垂线夹与防振锤等基本障碍物,达到既定目标。