目前电力系统的变电站已基本实现了无人值守,变电设备面临更加严峻的考验。如何及时发现设备运行异常和隐患,确保变电站安全稳定运行,是电力部门亟需解决的重要课题。国内有采用地面移动机器人进行巡检,虽然机器人能够一定程度地解决设备自动巡检问题,但机器人在地面沿固定的路径运行,存在监测死区。尤其对于位置高的变电设备或设备部件,如位于变压器顶部的附件、线路绝缘子、避雷针等,由于距离、视角等因素的影响,往往不能清楚、准确地检测其状态并识别其缺陷和隐患。针对以往出现的问题,本文提出一种具有爬杆功能的变电站巡检机器人,从根本上解决以往变电站巡检机器人的缺陷与不足。论文设计了一种子母机结构的巡检机器人,包括地面移动母机和爬杆机器人子机两个部分。地面移动机器人的设计包括行走方式设计、检测方法设计以及导航避障方法设计,并在现有的变电站巡检机器人基础上对导航方式加以改进,根据传统变电站巡检机器人磁轨导航和激光导航不足,提出了一种颜色导引线的视觉导航方式。根据人体攀爬的机理,设计了一种蠕动式爬杆机器人子机,详细说明了爬杆机器人的结构及其工作原理。曲柄连杆是爬杆机器人的关键机构,通过对曲柄连杆进行运动学建模仿真分析,验证了爬杆机器人的可行性。以此为基础,完成了机器人控制系统的总体设计,包括地面移动机器人与爬杆机器人的硬件、软件设计和上位机远程监控软件设计,开发了巡检机器人原理样机,确定了巡检机器人在变电站运行的具体实施方案,最后将机器人投入实际运行,结果表明具有爬杆功能的巡检机器人大大减少了巡检盲区,提高了巡检效率。