随着机器人智能技术发展,巡检机器人逐渐使用在越来越多的领域,加之近年来国家越发注重高校及科研院所实验室环境安全问题,巡检机器人将为实验室安全的管控提供一种手段和工具。目前虽有很多研究所和企业研究设计了诸多不同种类的巡检机器人,但是这些机器人主要应用在高压输电线、城市综合管廊等领域,针对实验室环境安全的巡检机器人研究尚少。本文以实验室环境安全为出发点,对巡检机器人的机械结构、硬件系统、控制管理系统等方面进行了深入的开发研究。首先,在分析了国内外巡检机器人的发展现状和实验室环境安全巡检要求基础上,明确了巡检机器人的设计要求。对比分析不同结构形式巡检机器人的优缺点,确定了整机结构设计方案,并对其结构进行了细化设计,将其分为行走机构、升降机构及检测平台三个主要模块。根据每个模块的功能要求,给出了具体的设计方案,通过参数计算和仿真验证了机械结构设计的可行性和可靠性。同时设计一些必要的辅助装置,保证整机能够正常工作。其次,根据巡检机器人运动控制需求,确定了以信捷PLC为主控制器的巡检机器人控制方案,并选型所需的控制系统硬件,完成硬件控制系统的搭建。将整个控制主要分为手动与自动控制、电机调速与测速、数据采集三个部分,并与上位机系统进行联动,完成了巡检机器人整机硬件控制程序的设计。然后,分析了远程控制管理系统的功能需求,选取VB6.0为开发语言,统筹硬件控制程序,开发了一套与之匹配的上位机控制管理软件。整个控制管理系统主要包括运动控制、数据显示、视频监控和数据库四个模块,并根据人机交互界面设计原则,给出了具体的控制系统界面设计方案。最后,通过样机制作并搭建试验环境,测试了样机行走稳定性、升降稳定性、定位精度、传感器采集数据精度、上位机通信可靠性以及无线充电等必要性功能,试验验证了所设计的巡检机器人具有一定实用性,为今后产品的改良升级打下了良好基础。