针对巡检机器人线上作业时易受风载荷影响,导致巡检质量及作业安全性低的问题,本文提出一种基于高压直流磁场的磁力矩平衡方法。利用载流线圈在磁场中受到安培力而产生的磁力矩来平衡风载荷力矩,提高风载荷下机身的稳定性,从而提升机器人巡检作业的安全性及有效性。基于所提出的理论方法,本文做了以下几个方面的研究:(1)分析同塔双回、双极系统直流输电线路的磁场特性,证明了单根导线所产生的环形磁场可当做稳态磁场处理;阐述巡检机器人的总体设计方案,为提高机器人风载荷下机身的稳定性,提出并设计了磁力矩平衡方法及其物理模型。(2)分析了风载荷下机器人的受力情况,推导出机体受力公式,其中横风是影响机器人位姿的主要因素;为克服机体在横风作用下发生偏移而导致磁力矩平衡方法失效的问题,提出了磁力对中方法及其物理模型,利用线圈在磁场中受到的安培力来调整机体与导线的同轴度。(3)基于ANSYS Workbench平台建立风场环境下的机器人仿真模型,运用流固耦合方法,分析了不同风向角下机器人所受横风力矩,得到高压输电线路最小设计风速下机身承受的最大横风力矩为24.46N·m。(4)以最大横风力矩值为设计指标,在COMSOL软件中仿真分析结构参数、线圈磁场耦合对磁力矩模型的影响,通过与对应理论计算值进行比较,验证了磁力矩平衡方法理论的正确性;其次,对不同位姿状态下的磁力对中模型进行了仿真分析,仿真结果显示极端位姿下模型最大能提供123.170N的安培力。最后,完成磁力矩装置的加工并安装于样机中,在模拟高压线路环境下进行带电实验,实验结果表明,所提出的磁力矩平衡方法在技术上是可行的。