10KV配电网络故障是造成区域停电的重要原因。架空配电线路多采用裸露导线,裸导线相比于绝缘线价格低廉且有利于散热,但架空线路周边环境复杂,生长的树枝、飘落的异物等都会造成线路短路事故。传统的线路绝缘改造主要采取人工整体更换绝缘线方式,传统方法的工作效率低、安全性较差。目前国内已经提出的架空线路绝缘机器人存在重量大、结构复杂、可能污染环境等问题。本文针对10KV架空线路研制一种新型绝缘包覆机器人,具体内容如下:（1）设计绝缘包覆机器人的行走模块与绝缘模块,详细分析其绝缘模块采用的绝缘方法及驱动原理。同时,阐述所设计的绝缘包覆机器人在架空线路上的工作流程,提出机器人中存在的重量和行走问题。（2）采用拓扑优化与多目标优化组合实现绝缘包覆机器人轻量化。首先,分析绝缘包覆机器人的零件材料确定其拓扑关键部件,采用基于最小柔度准则的拓扑方法对关键部件进行分析,依据拓扑结果与实际需求对关键部件进行优化设计。其次,针对粒子群算法容易陷入局部最优的缺点提出惯性权重、最优选择和粒子变异三点改进措施,采用世代距离与非劣解间距作为算法指标评价基于ZDT测试函数集的改进多目标粒子群算法、NSGA-II和随机选择最优的多目标粒子群算法。然后,建立拓扑后的绝缘包覆机器人多目标优化模型,采用MATLAB—ANSYS耦合计算模型实现Pareto Front求解。最后,以“性价比”法计算绝缘包覆机器人刚度与质量两个目标的偏好度并选择最优解,依据优化结果校核关键部件强度并搭建绝缘包覆机器人样机。（3）根据搭建的绝缘包覆机器人样机依次对行走轮应力、行走控制策略和行走滚转进行分析。首先,建立机器人行走轮与架空线路接触模型,采用ANSYS Workbench分析行走轮的静动态应力特性。其次,基于行走轮的应力分析结果,采用模糊PID作为行走电机控制策略,以减弱环境中不确定因素的影响。然后,在MATLAB的Simulink环境中搭建模糊PID控制器并进行相关仿真,控制器的传递函数为采用频率响应法辨识的行走电机电流—转速函数。最后,采用四阶IIR巴特沃斯低通滤波器对板载加速度计和陀螺仪的输出进行滤波,以四元数方法解算绝缘包覆机器人在架空线路上的行走姿态。（4）设计绝缘包覆机器人控制系统架构,采用STM32 F4芯片作为机器人控制核心,在Keilμvision5环境下完成机器人的逻辑程序设计。最后在实验室搭建的架空线路试验环境上完成绝缘包覆机器人样机的行走实验和导线绝缘实验。