地下电缆有着受天气和外部环境影响小,可提高系统功率因数,维护工作方便,有利于城市规划和环保等诸多优点,将逐渐取代架空线路,成为城市配电网络的主导。随着电网规模的不断扩大,相应的电缆故障发生的频率也越来越高,从而造成巨大的经济损失。而高压电缆一旦出现故障,将会对这些城市的配电网络造成严重影响,从而影响工业和日常生活。因此,需要对长期处于地下的电缆沟进行定期检测。电缆沟的主要问题为火灾以及气体爆炸,研发出一款能够对电缆进行视频采集和对电缆沟的有害气体检测的电缆沟检测机器人具有重要意义。本文根据电缆沟的环境条件,对电缆沟检测机器人进行功能需求分析与总体方案设计,对关键部件进行运动学和动力学分析以及详细设计,试制出样机并进行实验,对不合理的设计进行了改进。主要内容包括:1)对机器人进行方案设计,确定该机器人是一个在良好性能的行走机构上搭载有多个自由度的高清摄像机,并携带有亮度可调的照明灯及多种传感器的机器人;并对其行走机构、云台升降机构、云台摄像机、电能供应系统、照明系统、传感器以及防水功能进行了详细设计。2)对关键的行走机构以及云台升降机构进行了运动学和动力学分析,得到了机器人的总体尺寸要求、转向性能和越障性能;对其进行了力学计算,根据计算结果,为机器人选用合适的动力。3)设计了机器人的控制系统,对机器人行走过程中的路径调整进行了分析,根据机器人的转向性能给出了较为简单且可行的调整方案,使跑偏的机器人调整回到预先设定的路径。4)经过样机实验试制与实验,对机器人行走机构中的支重轮结构和云台升降机构进行了修改:在原有的支重轮结构中加入弹簧,用于对机器人受到的冲击力进行缓冲和减振;云台升降机构中加入扭簧,减小机构工作所需的动力。改进后的机器人能够较好地满足机器人的设计要求。