采用高压和超高压架空电力线是长距离输送电力的主要方式。为了保证高压输电线路安全稳定的运行,必须定期对高压输电线进行巡检。移动机器人技术的发展,为架空电力线巡检提供了新的技术平台。近年来,输电线路巡检机器人的研究已成为机器人研究领域的研究热点之一。本文在分析国内外高压输电线路巡检机器人研究现状的基础上,提出了一种自主平衡式巡检机器人的本体结构,并对其进行了深入分析。本文在结合国家863计划课题“110KV高压输电线路巡检机器人机械本体结构的研制”(项目编号:2002AA420110-4)的研究基础上,通过对原样机的试验与分析,提出了一种自主平衡式巡线机器人机械本体结构,完成了结构的详细设计,其设计内容包括前手臂、后手臂、中间臂、质心调节装置和控制电源箱等。依据设计的机械本体结构建立了巡检机器人的运动结构简图。利用基于旋量理论的指数积法,对巡检机器人进行了运动学分析,给出了运动学方程的正、逆求解,并得出了机器人的速度雅可比矩阵。利用虚拟样机技术,完成了基于UG的三维建模,并将其导入ADAMS中,对巡检机器人越障的典型工况进行了运动学建模与仿真分析。结合巡检机器人的作业环境,针对刚性导线和柔性导线分别建立了多刚体、刚柔耦合两组模型,进行了沿直线段的动力学仿真,分析了机器人的动力学特性和影响作业不稳定的因素,为巡检机器人的优化设计提供了新的方法。该机器人通过加工制造与装配,在实验室条件下进行了在线运行与调试。经实验证明:该机器人以控制箱为质心调节配重块,实现了机器人在线运行自主平衡的功能,并具有结构紧凑、体积小、重量轻、作业空间范围广等特点。