中文摘要：

高压线路机器人是保证优质电力输送的重要保障。随着高压线路上金具种类繁多，并且不断更新，少自由度的高压线路机器人单一刚性的机械结构难以满足电力输送线路金具日新月异的变化。本项目提出一种全新的高压线路用蛇形机器人技术方案，利用蛇形机器人自由度高度冗余，结构灵活的特点，以适应复杂多变的线路环境。本项目提出的方案可以实现高压输电线路无障碍环境下的高速巡检，又可以实现对已知或未知障碍物的跨越，是高压线路巡线机器人实现方案的一种有益的探索。本项目的研究可以很好的解决高压输电线路金具复杂多样性对自动巡检机器人适应能力之间的矛盾，对高压巡线机器人最终走向应用奠定良好的研究基础。

结论摘要：

高压线路机器人是保证优质电力输送的重要保障。随着高压线路上金具种类繁多，并且不断更新，少自由度的高压线路机器人单一刚性的机械结构难以满足电力输送线路金具日新月异的变化。本项目提出一种全新的高压线路用蛇形机器人技术方案，利用蛇形机器人自由度高度冗余，结构灵活的特点，以适应复杂多变的线路环境。本项目研究并提出了两种全新结构的蛇形机器人基于PPR单元模块的I型蛇形机器人以及基于PRS单元模块的II型蛇形机器人。针对I型蛇形机器人，提出了端部轮式夹持滚动、其它各单元基于雅克比伪逆矩阵位置跟踪算法的越障方法，仿真验证了该方法的有效性研制了原型样机并进行了相关试验。II型蛇形机器人来源于自然界中的树蛇，每个单元都带有具有逆止功能的移动机构，能有效解决I型蛇形机器人轮式夹持滚动所需的摩擦力和能实现快速前进攀爬。针对II型蛇形机器人，研究了机器人的运动学问题，并在MATLAB中模拟了机器人等螺距螺旋缠绕导线时的姿态。建立了机器人单元的受力模型并利用牛顿-欧拉法生成了机器人单元动力学计算的递推公式，计算了缠绕状态下各单元关节的输出力矩。提出了变直径缠绕越障方法，该方法采用多段线拟合轨迹，本项目中使用的是变直径的螺旋曲线。采用该方法机器人能实现跨越圆柱形障碍物，但是会出现速度不连续的问题，针对该问题提出了三次样条曲线角点光滑过渡的方法，成功的实现了机器人平稳跨越圆柱形障碍物。本项目实现了预期研究目标，在SCI和EI原刊上发表学术论文3篇，申请并受理发明专利3项，为高压线路高效攀爬蛇形机器人的应用研究奠定了良好的基础。