目前我国已建成世界上规模最大的配电网络,配网线路经常需要专业人员进行不停电作业。鉴于人工配网带电作业危险性高、劳动强度大,研究面向配网带电作业的智能机器人具备重要意义。本文围绕配电网作业需求,设计了配网带电作业机器人的结构与控制系统,包括结构设计、绝缘防护设计、遥操作力反馈控制等多个方面的研究,为配网带电作业机器人的系统搭建提供了技术参考。本文主要研究内容和成果如下:1.配网带电作业机器人的结构与绝缘防护设计及实验验证。首先,根据配电网场景特性及任务需求,采用可操作度指标分析作业机械臂运动的灵活性,通过数值仿真的方法进行尺寸优化设计。根据作业机械臂动力学模拟的各关节力矩变化结果,合理选择关节模组。通过多方面的功能性测试,证明了设计方法的可行性。其次,对高空作业平台进行结构设计,并对其主要承载平台进行有限元仿真分析,满足绝缘材料屈服强度要求和作业精度要求。为了实现人机与环境的安全隔离,提出了对人绝缘、对地绝缘、相间绝缘的多级绝缘防护设计方法,通过耐压和带电作业试验,验证了该方法的有效性。2.配网带电作业机器人的运动控制、主从遥操作力反馈控制研究。首先,设计了适用于高空远程作业的控制系统方案,选用KEBA CP505控制器作为双作业机械臂的运动控制器,极大的减轻了整体体积和重量,为配网带电作业机器人的系统搭建提供了一种新控制方案。其次,分析作业机械臂抱闸开启过程,针对关节负载重力矩影响,提出了抱闸开启控制策略,并通过多组对照实验对比选择合适参数,提升开启成功率。为了增强遥操作临场感,提出了基于非线性规划的力传感器自动标定补偿方法和基于时间步长优化的遥操作控制方式,提升了力位跟踪的准确性。3.针对配电网金具类型作业,提出了一种基于手眼系统的自动作业方法,解决弱纹理小型目标的识别定位等问题。以拆卸避雷器作业为例,分析方法应用过程。针对避雷器上螺母的识别定位问题,利用VGG16-UNet综合网络模型做语义分割,通过单目-双臂信息融合作业定位算法做精准定位,提升了视觉伺服定位的准确性。最后,通过配电网线路模拟实验,验证了方法的有效性和工程实用性。