近年来我国铁路事业迅猛发展,接触网日常停电检修任务日益繁重。挂接地线是保障作业人员安全的重要措施,挂接地线作业劳动强度大、重复性高、花费时间多并需要专人负责,并且作业质量严重依赖于作业人员对规范的遵守程度。采用智能装置来完成挂接地线操作更能保障作业质量和节省作业时间,并且能强化安全生产管理以及推进智能化现代化铁路建设,因此本文对挂接地线机器人的关键技术展开研究。本文对挂接地线机器人的关键技术研究主要包含机器人的硬件方案、机器人的验电与挂接地线模块、支柱号码和定位管的识别算法、基于视觉的机器人定位导航四个部分。首先,分析了机器人在铁路现场的各种工作环境,并研究接触网的感应电特性,确定了机器人作业时的外部电气环境。设计了机器人沿钢轨行进,视觉系统提供定位和导航,PLC控制验电与挂接地线操作,采用大容量电池供电的硬件方案。其次,设计了 PLC监测电阻分压器输出实现验电,以分压器接入5s时的测量电压是否大于15kV为验电判据,从根本上解决了验电器的误报问题;多节电动推杆带动导电板与接触网定位管的接触与分离,实现地线的挂接与摘除。再次,根据机器人的作业方式和接触网现场环境,设计了机器人的视觉算法,在Halcon下开发了一套接触网支柱号码标牌和支柱定位管识别算法,用特征匹配法实现了支柱号码的识别,采用面积分割法实现了定位管位置的识别。最后,本文提出了一种适用于铁路现场的定位导航算法,以支柱号码的最小差值来进行导航,并通过Halcon和C#联合编程来验证机器人的定位导航算法。本文提出的挂接地线控制方法和机器人定位导航算法均进行了模拟实验,验证了技术研究方案可行性,为接触网挂接地线机器人的应用研究提供基础。