电能供应和电网的日常维护极大影响着现代社会生产与发展。目前电网作业严重依赖人工进行,劳动强度大和危险性高的检修任务非常考验工人的身体与心理素质。电网作业机器人的兴起有助于解决工人身处恶劣作业环境和人口老龄化导致劳动力短缺带来的问题。然而电网的环境复杂多变,现有的人工智能技术水平还不足以支撑机器人全自主执行各种电网维护任务。针对电网作业本身具有的高空、带电、危险的特点,采取遥操作结合自主作业的方式执行维护任务是较合理的方案。对比两种作业模式的特点,本文设计开发了一套半自主遥操作电网作业机器人系统,在此基础上,针对电网作业中的拧螺母与插开口销两项任务所涉及的技术问题展开研究。本文主要内容包括:设计了半自主遥操作机器人电网作业系统总体方案。通过分析电网环境的特点,以拧螺母和插开口销两项作业任务为例,总结半自主遥操作机器人系统的功能需求,并设计整体控制框架,包括遥操作和自主作业两种模式及其切换机制。同时采用模块化理念完成主从遥操作机器人系统搭建。实现了基于三角化视觉的末端执行器与螺栓的位姿检测与校正算法。本文采用工业相机在不同位置拍摄两帧螺栓的图片,获取螺栓的中心点以及螺母的边角点;继而基于三角化视觉定位原理,求解出特征点的三维坐标,使用姿态估计算法计算螺栓姿态,实现机械臂的末端执行器与螺栓的位姿校正。设计了基于比例微分控制的作业接触力控制模型。分析拧螺母与插开口销两项电网作业过程中工具与作业目标之间的受力,设计了比例微分力控制器和基于力反馈的机械臂运动算法,对末端执行器进行重力补偿并且通过实验验证重力补偿的效果。组织实验验证了半自主遥操作机器人系统的可行性。搭建了模拟的电网环境,分别进行拧螺母、插开口销两项电网作业任务,从实验过程、作业耗时、作业效果、失败原因等方面分析实验结果。本文的研究成果面向电网维护任务提出了半自主遥操作机器人系统执行作业的解决方案,该成果有望应用于电网作业以及其他危险作业场合。