在人类生存活动中,能源是发展的基础,然而随着传统能源逐渐枯竭以及人们环境意识的提升,发展使用绿色清洁能源是必然趋势,核电的发展在这种需求下便应运而生,然而核电也是一种十分危险的能源,一旦发生泄漏事故后果将十分严重,为防患于未然,加强核电站的巡检可以有效降低事故发生。因此,使用机器人进行巡检具有重要意义和价值。本文研究的核电站巡检机器人主要应用于核电站内仪器仪表的日常监视检测和机械手操作,结合核电站内巡检的要求对各个部分功能实现进行结构研究及进行运动特性分析,为核电巡检机器人的运动控制奠定基础;研究各部分控制策略及实现,使之适应于要求的环境下高效运行;同时开发基于LabVIEW的上位机监测和控制操作界面,完善整个巡检系统。本文首先根据研究的背景、目的和意义,对核电领域机器人和巡检领域机器人的国内外发展状况和巡检技术现状进行了阐述与分析。根据核电巡检的技术指标,将机器人划分为行走机构、升降机构、操作机构和图像采集几个部分,结合现有的技术进行参考对比从而确定巡检系统的总体方案,然后根据方案对关键部分进行受力分析,并进行关键零部件的选型计算,为核电巡检机器人的功能实现提供了基础。其次,根据所设计的结构,进行可行性和合理性验证及进行运动分析,对核电巡检机器人的关键零部件使用Ansys Workbench进行结构静力学分析,验证机械结构的刚度和强度满足设计要求,对升降机构进行模态分析,验证了工作时不会因为电机的振动引起共振;对核电巡检机器人的行走机构、升降机构和操作机械手进行数学模型建模,得到各个机构的运动方程,并进行了运动学分析,得到了各个机构的正运动学方程和逆运动学方程,为核电巡检机器人的运动控制提供了理论基础。再次,根据设计的结构对核电巡检机器人的各个机构进行运动策略设计和控制研究分析,首先建立直流电机数学模型方程并推导出电机的传递函数,分别采用普通PID和自适应模糊PID控制理论对其进行Matlab Simulink的仿真,通过比较自适应模糊PID更加适用于直流电机控制系统;研究步进电机的控制策略,采用S型加减速算法实现步进电机的控制;根据舵机的控制原理研究操作机械手PID控制的控制策略,为核电巡检机器人实际操作实施提供了控制策略理论基础。最后,基于LabVIEW设计和编写核电巡检机器人上位机控制界面和视频采集监测界面,并在此基础上进行了有关机器视觉的实验包括对仪表进行定位与识别实验、物件测量实验以及仪表缺陷检测实验,验证了视觉处理程序满足巡检要求;根据核电巡检机器人的理论基础,设计了LabVIEW上位机的控制界面,然后通过上位机发送控制指令进行了各个部分的实验,行走实验验证了核电巡检机器人能够满足不同控制模式下的行走需求和自适应模糊PID算法在行走系统中的可行性;升降实验验证了步进电机七段S型速度实现可行性和位置定位的准确性;机械手实验验证了运动学分析的正确性;综合实验验证了整个核电巡检机器人结构设计的合理性和控制策略可行性。