高压输电线路沿线地理环境复杂、线路长,经常穿越山河湖泊与密林,使得巡检难度大,耗费成本高。传统的巡检方法主要有望远镜人工检测法、直升飞机航测法、人工线上检修法以及无人机航测法,而传统的巡检方法均存在工作效率低、安全性较差等缺点。而当前,已有的巡线机器人尚有重量大,持续作业时间短的不足,且可跨越的障碍物种类较少,尤其不能跨越耐张塔间的跳线,均降低了使用巡线机器人进行巡检的可行性。因此,本文针对110kV高压输电线路,完成了轻量化双臂巡线机器人的设计、分析与实验样机的搭建,主要研究内容如下:(1)面向高压输电线巡检的现实需求,设计了巡线机器人的总体机械结构以及行走机构、驱动轮及夹紧机构等重要部件,提出了一种自主越障新方式,实现了输电线路上复杂障碍物的跨越功能。(2)基于D-H方法对机器人进行运动学分析,并引入实例验证运动学分析的正确性。为了得到机器人在越障过程中各关节的运动参数,基于Matlab Robotics工具箱进行了逆运动学仿真,解耦了越障过程中的各关节运动参数。(3)根据巡线机器人D-H参数,建立了机器人的Lagrange动力学模型。基于该动力学模型对巡线机器人进行了动力学分析,得到了越障过程中巡线机器人各关节的力矩时变曲线,验证了机器人机械结构设计以及动力设计的合理性,确保了巡线机器人能实现在输电线上爬行、越障等作业。(4)根据机器人的技术指标以及实际运行需要,设计了巡线机器人控制系统的硬件架构,选取了STM32F4芯片作为机器人的主控芯片。机器人控制系统硬件部分主要包括电机及其驱动模块、传感器模块、通信模块以及电源模块等。并在Keilμvision5集成开发环境中进行机器人控制系统的软件设计,完成了机器人运动控制程序的开发。(5)搭建了巡线机器人的实验样机,实现了110kV输电线路试验环境上巡线机器人的行走、爬坡以及越障。通过实验数据分析,该轻量化双臂巡线机器人达到各项设计指标。