作为支撑国民经济发展的能源支柱,电网在当今社会发展中发挥着不可替代的作用,它关系着整个社会的稳定发展。近年来随着人民物质生活水平的提高,各类活动产生的异物缠绕在输电线路上,造成发生电力事故的次数不断增多,线路异物清除工作占电力维护的比重显著增加。带电清除异物是带电作业中安全风险最高的项目,传统的清除高压电线勾挂异物的主要方法有两种:一是停电后电工上线摘除;二是等电位带电作业摘除。这两种方法都需要投入较多的人力物力,且作业风险高、程序复杂、时间长,劳动强度大。输电线路异物清除机器人是一类辅助人工在高空、高压的复杂电磁环境中完成清理附着、缠绕在输电线路上的异物的输电线路作业维护机器人,能够很大程度的减小工作人员的作业风险、提高作业效率,具有很大的发展前景和研究意义。本文首先阐述了输电线路异物清除工作在电力检修与维护中的重要性及目前较为常见异物处理方法,分析比较了国内外研究机构在输电线路异物清除机器人领域的研究成果以及作业人员通常采用的异物清除工具现状,总结了目前异物清除采用的技术类型与特点,明确了本课题的主要研究内容和研究工作。然后分析了输电线路异物清除机器人的工作环境与任务需求。在明确了机器人工作任务与工作需求的基础上,确定异物清除机器人的系统方案及作业流程;根据机器人在一档内行走和越障的要求,完成机器人移动机构的设计;根据异物的类型和相应的清除机理分析,针对小型丝线状可燃异物和较大片面形异物或不可燃异物,提出了复合异物清除装置的设计,同时应对工具选择与切换设计了一种举升机构。然后在Solid Work中设计了由机器人移动载体、电热清除工具模块、电锯清除工具模块、举升机构模块构成的输电线路异物清除机器人三维模型。其次对机器人进行工作流程规划并利用坐标系变换方法进行运动学分析。将机器人放于异物环境中进行建模,求解正运动学及逆运动学。随后在Recur Dyn对机器人采用不同清除工具完成异物清除任务的过程中进行仿真与分析,验证方案可行性及运动学结果。最后,研制出机器人样机,在实验室模拟环境中进行异物清除实验。分别验证了电热清除工具和电锯清除工具所适应的异物类型。验证了所提方案的正确性有效性。综上所述,本课题面向输电线路异物清除的实际需求,开展异物清除机器人研究,设计和分析异物清除机器人的移动机构和复合异物清除作业装置,开展系统样机的研制工作和实验研究,验证样机的正确性与有效性。