人类为了获得电能创造了各种发电方式。利用核聚变和核裂变产生的巨大能量来发电则是当今世界各国的主要发电方式。然而这种发电方式是非常危险的,核电站内具有很强的辐射,对人体的危害极大。核电站有着大量的巡检工作需要来完成,以保证仪器的正常运转和环境的清洁。因此,巡检机器人被广泛和大量的使用来代替人类进行核电站内的巡检工作。本课题来源哈尔滨工程大学机电工程学院发展基金（代码:002070300147）。本文主要研制一款用于核电站建筑物内的巡检机器人用来检测核电站内的温度、湿度等指标以及进行机械手操作等工作并分析该巡检机器人的减振特性。本文首先根据设计指标构建了本文的巡检机器人的总体设计方案。在总体方案的引领下,结合现有的技术分别设计了巡检机器人的行走机构、减振悬挂机构、升降机构、操作机构和箱体等几个部分的结构。然后,对巡检机器人行走过程中引起的纵向振动的位移、加速度振幅变化特点进行了理论分析,主要包括:1)应用赫兹理论和Mecanum轮的辊子加工误差曲线理论对巡检机器人行走过程中产生振动的激励进行建模;2)建立了巡检机器人的单自由度振动模型,应用波动理论推导出了单自由度振动模型的固有频率和刚度,并且推导出该模型在上述激励下的位移及加速度响应的变化规律;3)分析了该单自由度振动的拍振、共振的具体响应形式,从而证明了巡检机器人不会发生共振和拍振,为巡检机器人后续的运动控制提供了良好的结构基础。其次,通过ANSYS Workbench的静力学分析模块和模态分析模块对巡检机器人的箱体、下承重板、电机支架、弹簧等结构进行了结构静力学分析和模态分析;使用ADAMS对巡检机器人的运动进行了仿真,研究了巡检机器人行走过程中的纵向加速度的最大振幅,然后和第二章推导出的振动加速度响应结果进行对比,并分析误差存在的原因;同时使用ADAMS对巡检机器人在不同位置分布情况下的载荷引起的纵向加速度振幅的大小进行了仿真分析,得出了不同位置分布情况下的载荷对巡检机器人纵向加速度振幅的影响大小的规律,为巡检机器人的平稳运行奠定了基础。再次,搭建了以上位机控制层、主控层以及执行层为架构的三层控制系统,并对主要硬件进行了选型,确定了系统的通信方式、供电方式以及上位机的控制方式;推导出了步进电机的传递函数模型并对升降丝杠的位置误差和电机转速及编码器的关系进行了分析;分析了步进电机在普通PID、BP-PID以及模糊PID控制算法下的阶跃响应情况,并通过随机干扰函数测试几种算法的抗干扰能力;确定了本文巡检机器人的行走机构和升降机构的速度环均采用模糊PID的控制策略,而操作机构采用普通的普通PID控制即可的控制方案。最后,通过MDK KEIL编程对模糊PID算法控制步进电机进行了实验验证;以Lab VIEW作为上位机,对前文的机械手控制策略进行了末端定位实验,验证了操作机构的定位控制精度达到了要求;以控制盒为上位机控制巡检机器人的运动,测量了巡检机器人纵向振动的加速度振幅,验证了减振悬挂机构的作用,并和理论分析以及仿真分析的加速度振幅进行了对比,然后分析了误差产生的原因。