随着城市现代化的不断发展,我国的电缆隧道建设也越发完善,随之而来的是隧道巡检问题。目前多数巡检任务依旧由人工完成,但隧道内环境复杂且易积累有毒有害气体,人工巡检潜在危险较大,因此采用巡检机器人来实现高压电缆隧道的无人化智能巡检非常必要。本文提出一种适用于隧道内环境的新型隧道电缆巡检机器人方案,并对其进行结构设计、静力学和动力学分析,实现自主充电以及运动控制。首先针对电缆隧道的实际内部情况,制定巡检机器人的主要参数指标,并对其进行总体方案设计,主要包括机器人本体结构设计方案与控制系统设计方案。在此基础上采用Solidworks软件进行了机器人详细结构设计,包括充电机构、驱动机构、导向机构、升降机构,并对主要受力零件进行ANSYS有限元分析,验证了关键零件结构强度能满足设计需求。其次,分析巡检机器人在水平、爬坡状态以及云台翻转过程的运动过程及受力情况,分别建立动力学模型;在此基础上分析各状态下电机输出力矩与加速度、坡度、云台翻转角度等参数的变化关系,利用matlab进行仿真,验证了机器人电机、减速器选型的合理性。然后,针对爬坡以及云台升降翻转对机器人行走稳定性的影响,进行了稳定性量化分析与评价,建立稳定性计算模型并利用matlab进行仿真,明确了各参数对机器人行走稳定性的影响。并且分析了在保证机器人稳定运行的情况下,在不同坡度的轨道上行走时升降机构的高度变化对机器人加速度的限制。此后,考虑云台安装在机器人末端,各因素积累可能会导致末端位置产生偏移,因此对机器人末端位置误差进行详细分析。结合机器人结构来分析影响末端位置误差的主要因素,针对这些影响因素进行详细的分析计算,建立误差模型并利用matlab进行仿真分析,最终判断末端云台的偏移量处于可接受范围内。此后,完成机器人控制硬件系统设计,包括对控制器、驱动器、各类传感器等硬件选型以及搭建。最后,对所设计的机器人样机进行实验测试,包括无线通讯可靠性实验、机器人直线行走实验、云台升降翻转实验、自主充电实验等功能性实验,再结合动力学模型完成了爬坡以及云台翻转过程的仿真实验,验证了机器人能完成隧道电缆巡检所需的运动功能。