绝缘子由于长期处于室外环境,表面不可避免的会附着大量污秽,形成污层。污层在潮湿条件下容易引发污闪现象,严重影响电力系统的运行安全。为了减少污闪现象的发生,需要定期对绝缘子进行清扫。目前的清扫方式仍然以人工清扫为主,由作业人员手持清扫工具,乘坐升降设备或自行攀爬至待清扫绝缘子附近对绝缘子进行清扫。该方式劳动强度大、作业效率低,最重要的是危险性较高,因此为了更加安全高效的对绝缘子进行清扫。有必要对可替代人工作业的绝缘子清扫机器人进行研究。本论文以国内外现有的绝缘子清扫机器人为研究基础,针对绝缘子中的支柱型绝缘子,研究设计了一种新型的清扫机器人,主要研究内容如下:首先,针对支柱绝缘子的结构特点,结合清扫作业任务需求,对清扫机器人的总体结构进行设计,提出依靠视觉检测算法,实现机器人以绝缘子盘伞裙边为着力点在支柱绝缘子上攀爬并清扫的设计思路,并对机器人的伸缩机构、夹持机构、清扫机构等重要组成部件提出详细设计方案并简述其作业流程。其次,对机器人作业所需的视觉检测算法进行研究,应用YOLO-V3神经网络模型对机器人攀爬时采集到图像中的绝缘子盘以及法兰进行识别,并将识别到的绝缘子盘单独提取出来,通过图像处理技术对伞裙边缘进行定位便于控制机器人夹持,并对伞裙倾角进行测量便于调整清扫毛刷的角度以及对整串绝缘子的垂直中线进行检测便于机器人的安装。之后,对机器人各作业组件进行了运动控制方案设计,主要包括攀爬过程中的伸缩机构同步控制、夹持过程中的夹持力控制和防滑控制以及清扫过程中清扫机构的控制等。然后,对机器人的控制系统进行研究设计,包括对机器人各种作业组件进行选型以及对机器人芯片控制程序和人机交互程序进行编写。最后进行机器人样机的研制,并对样机进行调试实验,对机器人的功能进行验证。结果表明,本论文所设计的支柱绝缘子清扫机器人能够实现所需功能。