绝缘子的污秽闪络是电网安全运行的主要威胁之一，定期地对绝缘子进行带电清扫是减少污闪最有效的办法。带电清扫机器人是一种危险环境作业机器人，用于带电清扫220/330kV变电所高电压设备的外绝缘瓷瓶。在国家“863”计划的资助下，本课题从2002年开始研制带电清扫机器人，经过长期的努力，机器人系统的研制己取得初步成效，解决了很多技术难题，己制作出样机并成功地在兰州某220/330kV变电所进行了现场带电清扫试验。在己取得成效的基础上，本课题继续努力，不断创新，提出一种单间隙绝缘双层升降式带电清扫机器人系统。本论文详细阐述机器人绝缘性能的设计方法和过程，提出一种基于单间隙绝缘的绝缘方式，并对包括接力式驱动绝缘升降平台、可变半径清扫手爪和可自行的全方位移动全挂车等关键问题进行了研究。　　 文中首先介绍了超高电压带电清扫机器人的系统结构组成，然后在分析带电清扫作业位置的作用电压情况和机器人带电作业方式的基础上，提出了带电清扫机器人绝缘性能的设计方法，并给出详细的设计流程。　　 根据这种设计流程，本文提出一种单间隙绝缘双层升级机构，其中绝缘升降平台不仅是超高压带电清扫机器人清扫手爪的一级垂直举升机构，也是机器人带电作业时对地电位的主绝缘长度。绝缘升降平台采用传统的剪叉式结构，绝缘主从楔块驱动和水平躯动相互接力作用的驱动方式，极大地减小了平台起升时水平油缸的推力。试验证明，用金属油缸水平固定的方式，不仅克服了由设计制造绝缘油缸带来的高费用和低可靠性，而且提高了升降平台的整体绝缘性能。　　 清扫手爪是机器人作业的工具，本文研究了一种环抱半径可连续变化的清扫手爪，用于清扫变电站形状及尺寸各异的高电压设备外绝缘瓷瓶。该清扫手爪为具有一个自由度的8杆机构，由三个交叉四连杆及末端臂节串连而成。手爪在清扫锥形绝缘子时可连续改变清扫半径：并且在整个动作过程中，清扫手爪上的各铰接点在整个开合过程中位置偏差均不大于2mm，使超高压带电清扫机器人可将锥形绝缘子一次完全清扫，提高了现场清扫效率和质量。　　 另外，在分析变电站作业区的设备分布和地形情况的基础上，研究了一种可自行的全方位移动全挂车( Self-propelled Omni-direetionalTrailer-SODT)，采用金属摩擦轮直接驱动轮胎的方式，驱动机构能灵活地与轮胎进行离合动作。在不同变电所间长途运输时，驱动机构与轮胎分离，SODT作为全挂车在拖车的牵引下高速行驶；在变电所拥挤的作业区内时，驱动机构与轮胎挤压接触，通过摩擦驱动，以直行、斜行、差动转向等多种运动模式的组合自如行走。文中对摩擦轮与橡胶轮胎的传动原理进行了分析，并对摩擦轮的外型进行了优化。　　 文章最后对机器人的各项性能进行了试验研究，包括高电压绝缘性能试验，绝缘升级机构的机械性能试验和可变半径清扫手爪绝缘滑动轴承的温升试验。