近年来,国家大力整治和规范煤矿的本质安全型管理,同时推进煤矿企业向“数字化、无人化”方向发展。在电力和石化等行业中,各种轮式、履带式或轨道式巡检机器人已有很多应用案例。但煤矿井下主排水系统设备仍需要人工完成巡检工作,存在工人巡检懈怠,巡检不及时,巡检结果不一致等问题。煤矿灾害频发,井下水泵房巡检存在较大风险,研发应用于煤矿水泵房排水设备巡检的机器人,帮助工人更加安全可靠的完成巡检工作,对煤矿企业安全生产有重要意义。本文首先根据巡检机器人的尺寸参数和驱动方式分别建立运动系统数学模型和控制系统数学模型,并对机器人定点控制和跟踪控制进行仿真;接着对激光雷达和里程计等传感器数据进行预处理,去除环境干扰,通过优化后的SLAM（机器人同时定位与建图）算法结合传感器数据实现机器人在水泵房环境中准确定位的同时建立环境栅格地图;然后根据水泵房设备的分布位置确定巡检点坐标,通过路径规划算法结合巡检点坐标获得一条经过所有设备的全局路径,通过路径跟踪和避障算法实现巡检机器人沿全局路径自主导航,从而完成水泵房内排水设备的巡检工作。本文最后根据煤矿水泵房巡检机器人的功能需求,研制了巡检机器人实验样机,在实验室中建立了水泵房实验模拟环境,并对巡检机器人实验样机的视频拍照、激光雷达测距、传感器数据采集、直线行走和转弯等基本功能进行测试,通过对巡检机器人实验样机进行里程计标定实验、激光雷达数据运动畸变去除实验、水泵房环境建图和自主巡检等实验得出经数据预处理后的里程计和激光测距数据误差明显减小,将处理后的里程计和激光测距数据用于水泵房环境建图,通过优化后的算法建立水泵房环境栅格地图的尺寸误差在5cm左右,机器人在建好的水泵房环境栅格地图中自主巡检,其运动轨迹与规划路径基本重合,机器人到达指定巡检点处的位置误差在10cm以内,姿态误差在0.1rad以内。