架空输电线路中的绝缘子,由于长期暴露在室外环境下,其表面很容易附着大量灰尘、鸟粪等污秽物。这些污秽物在潮湿的条件下,会在绝缘子表面形成一层导电膜,导致绝缘子的绝缘水平大大降低,引发污闪情况出现,严重影响电力系统的安全运行以及居民的可靠用电。针对输电线路中绝缘子出现污闪的问题,目前主要的解决方法是组织人员对电线杆上的绝缘子进行定期清扫,但这种依靠人工攀爬电线杆对绝缘子进行清扫的方法,不仅劳动强度大、危险性高,而且作业效率低,因此有必要研发一种能够替代人工攀爬电线杆并对绝缘子进行清扫的机器人。论文以国内外现有的几种爬杆类机器人以及绝缘子清扫装置作为研究基础,针对输电线路中电线杆以及绝缘子的结构特点对机器人进行设计。首先对绝缘子清扫机器人的总体结构进行了设计,提出了由呈120°均匀环状分布的三足顶伸机构与伸缩机构相结合的方式实现机器人攀爬圆锥形杆柱的功能,通过采用左右对接式躯体结构解决了机器人的上杆问题,同时设计了一种六自由度结构的清扫机械手臂以及旋转式的清扫末端,通过两者组合的方式实现机器人全方位灵活地对绝缘子内外表面进行清扫;然后利用Inventor三维建模软件建立了机器人的三维模型,并对机器人进行了受力分析,同时针对机器人爬杆过程中出现的机器人倾斜问题以及机器人快速自动攀爬时机器人出现的下滑问题,采用了模糊-PID控制算法对机器人进行了调平控制和防滑控制,并且为了实现机器人的清扫机械手臂准确、稳定、无损伤的对绝缘子表面进行清扫,采用了主动力\位置复合控制方法对清扫机械手臂的位置以及作用力进行跟踪并加以控制。其次对机器人的控制系统进行了设计,并根据机器人实际任务的需要,开发了一种人机交互显示界面,方便工作人员对机器人进行操作和控制;最后进行了机器人样机的研制,并对机器人的样机进行了室内调试试验和室外实地攀爬电线杆以及绝缘子清扫试验,对机器人的功能进行验证。试验结果表明论文所提出并设计的绝缘子清扫机器人能够实现攀爬电线杆和绝缘子清扫的功能。