超高压输电线路已经成为国民经济的“命脉”,保障电网中超高压输电线路安全、可靠运行已经成为国民稳定生产、生活的重要基础。由于输电线路需要经过恶劣的荒郊野外环境中,因此易受到自然环境、自身损耗及人畜破环的影响,需要对线路进行定期巡检。传统主要采用人工巡检及直升机巡检方式,但由于其具有劳动强度大、效率低、精度不高且费用高昂等缺点。随着近些年来机器人技术的发展,以巡检机器人取代传统巡检方式,能有效降低作业劳动强度、费用及危险性。本文在查阅国内外超高压输电线路巡检机器人及变胞理论研究现状的基础上,结合变胞理论设计了一种行星轮式变胞巡检机器人。论文主要内容包括巡检机器人机构设计、机械结构三维建模、爬坡越障性能分析、巡检机器人运动学分析、机构构态变换分析、动态仿真分析、试验样机研制与实验研究。论文的工作内容如下:（1）对巡线机器人进行机构设计与越障原理分析。在分析传统轮式巡检机器人爬坡越障性能差及稳定性低的基础上,基于变胞理论,设计了一种新型的行星轮式变胞巡检机器人机构,对其工作原理及越障过程进行了详细描述,并对巡检机器人各机械结构进行详细设计。（2）对巡检机器人爬坡越障性能进行了研究分析。针对巡检机器人的爬坡越障能力,分别以传统具有被动关节的机器人以及行星轮式巡检机器人构型为研究对象,分别建立两种机器人即将跨越障碍时的力学状态方程,计算该临界状态下机器人可跨越障碍的最大高度,并以此为标准评估机器人的越障性能。（3）对行星轮式巡检机器人越障过程进行运动学分析。主要对巡检机器人无障碍行走阶段和越障前期阶段进行详细的运动学方程建立。将行星轮式巡检机器人电气箱体质心的运动情况作为巡检机器人整体的运动情况进行研究,分别对各阶段电气箱体质心的位移、速度、加速度进行了仿真分析。（4）对巡检机器人在越障过程中的各构态变换进行分析。基于高副低代理论对巡检机器人不同构态的机构简图进行高副低代,分别用拓扑结构图、邻接矩阵对巡检机器人不同构态进行描述。与此同时,运用矩阵变化演算方程来对巡检机器人构态变化过程进行描述,为变胞机构分析和设计提供一种理论依据。（5）对巡检机器人机构进行动态仿真分析。利用多体动力学分析软件ADAMS对行星轮式巡检机器人在线行走及爬坡越障过程进行了运动仿真分析,仿真结果证明在行走轮上施加变化的STEP函数夹紧力时巡检机器人有着更强的爬坡越障性能。同时通过获取相关运动学和动力学参数曲线图,证明了机构设计的合理性。（6）最后,进行了试验样机研制与实验研究分析。针对所设计的行星轮式变胞巡检机器人试样机开展了简单的线上行走实验研究,验证了所设计巡检机器人机构设计的合理性与可行性。