中国铁路运行总里程数世界第一。作为电气化铁路“血脉通道”和“能量源泉”的牵引供电系统也需要不断彰显其重要作用。而分布于铁路网沿线、间距为40至50公里的牵引变电所在其中是重要的一环,需求也在不断增加。目前,牵引变电所室内的巡检主要依靠人工完成,需要人感官判断并且零距离接触断路器,很难快速、准确判断,也存在一定的安全风险。针对这一现状,本课题设计了一种变电所室内巡检的机器人,代替人工完成巡检和操作任务。本课题主要从巡检机器人的机械结构方面进行研究和设计,并完成了整机制作验证设计方案。主要内容如下:首先,通过调研牵引变电所工作现场,了解人工巡检的工作环境、工作方式、以及工作要求,完成巡检机器人的功能分析、工作流程规划和总体方案布局,从而将巡检机器人划分为:移动小车、机械臂、操作机械手和控制系统,并对各组成部分提出解决方案,根据现场实际环境确定小车为轮式移动、机械臂为笛卡尔坐标结构机械臂、操作机械手为专用操作手。然后,采用模块化思想详细设计了移动小车、机械臂和实现三种不同断路器开关操作的操作机械手,并对重要零部件进行设计与选型计算。利用ANSYS对车架和叉板进行静力学分析,验证关键零部件的可靠性与安全性,并对叉板进行轻量化处理;分析巡检机器人作业过程存在的倾覆稳定性,借助简化模型和三维软件的虚拟装配确定巡检机器人各种工况不发生倾覆的条件,以此指导巡检机器人的巡检工作。同时,参与完成巡检机器人控制系统的设计和工作流程的详细规划。最后,对设计的巡检机器人进行整机制作,并模拟变电所室内的电气控制柜,对巡检机器人进行按钮试验、空开试验和旋钮试验。结果表明,该巡检机器人满足巡检任务要求。