在电力行业中，输电线路的安全性非常重要，是保证整个电力系统正常运行的根本。长时间暴露在野外的输电线路容易出现故障，如线路覆冰、线缆外力破坏、线路鸟害、线路氧化腐蚀等，这些故障可以使电缆老化和断股，引起大面积停电，造成巨大的经济损失。本文研究设计了一种新型的输电线路巡线机器人，通过在杆塔间巡线，及时发现故障，发出警报，预防灾害的产生。为了满足巡线机器人在输电线路上自由行走，机器人必须体积小、质量轻、安装方便。首先设计了巡线机器人的机械结构和控制系统。分析了巡线机器人的工作路况，并分析了现有的线缆巡检方式的优缺点，确定了机器人必须具有的功能模块，包括机器人机械本体结构模块、运动控制系统模块、远程遥控系统模块、图像采集模块。确定了巡线机器人系统的总体方案，并初步完成了巡线机器人机械结构的数字化建模和机械结构材料的选型。研究了巡线机器人在线平稳性行走状态，建立了模拟机器人上下坡运动和机器人在线缆上不发生绕滑现象的力学建模，求解出在机器人上坡爬行的条件和弹簧夹持力的大小，并分析出机器人的重心位置，根据力矩选择所需的步进电机。在动力学仿真软件ADAMS环境下，对巡线机器人在线行走的平稳性条件进行了验证,并针对分析结果提出了一定的改进方案。研究了巡线机器人控制系统的软硬件设计，完成了步进电机驱动器、CMOS摄像头、WiFi无线传输模块的选型，基于STM32F103芯片的控制板，完成各功能模块外围辅助电路的设计及以及相应的模块程序设计。巡线机器人能在输电线路上平稳运行，采集和传输反映线缆健康状况的图像到地面接收设备，为输电线路的健康检查提供了一种新的有效工具。