随着城市输电线路入地化建设加速，输电线路安全隐患增加，为提高输电可靠性，需要定期对电缆隧道进行巡检。随着移动机器人技术的不断进步，开发出一种能够替代人工巡检的小型移动机器人的时机已经成熟。本文主要针对小型电缆隧道巡检机器人的研制过程，从理论到实际做了较为细致的论述。介绍了巡检机器人的国内外发展现状，通过分析几种典型巡检机器人的结构和性能的优缺点，提出了电缆隧道巡检机器人在机械结构、导航与定位、通讯及故障检测等方面的主要研究内容。针对电缆隧道的实际环境情况，分析机器人作业任务，设计出了一种小型的履带式电缆隧道巡检机器人的机械结构，介绍了机器人关键部件，包括行走机构、越障机构和可控云台机构；对机器人进行运动学和动力学分析，提出了机器人越障方法，规划了机器人越障路径；利用RecurDyn软件仿真了机器人行走、爬坡、攀越凸台的运动过程，验证了巡检机器人机构设计的合理性，并对关键部件选取进行校核。根据巡检机器人控制系统的特殊要求，分析其工作过程，设计了控制系统的硬件和软件，详细介绍了系统硬件的组成；分析控制系统程序特点，确定了机器人与地面控制器相互通信的客户端/服务器传输方案、信息采集方法及TCP/IP传输协议；利用LabVIEW编程实现了机器人与手操控制器之间实时图像采集、无线传输与接收、图像显示等功能。搭建巡检机器人试验环境，验证了巡检机器人行走、爬坡、跨越小型障碍和攀越凸台等性能基本可靠，可控云台转动灵活、精确、快速，无线通信与控制系统顺畅稳定。实验表明，机器人能满足电缆隧道巡检的任务要求，为后续开展更为深入细致的研究工作奠定了理论和实验基础。