配网架空线路是电力传输的重要方式,对人类的生产生活有着直接的影响。配网架空线路分布广、用户多,并且线路架设的环境复杂,目前城乡结合部和农村配网架空线路70%以上还是裸导线,极易受到树障、高空异物、施工机械的触碰造成线路跳闸甚至触电伤亡,目前的解决办法还只是更换绝缘导线或为裸露导线人工包裹绝材料,但是这些方法成本高、耗时长,影响电力的正常传输。因此,本文针对10k V配网架空裸露线路,设计了一种配网架空裸露线路绝缘包裹机器人,并针对该机器人进行了以下几个方面的设计与分析。(1)设计了一种架空裸露线路绝缘包裹机器人的机械结构,提出了一种自动化绝缘改造方式,设计了包裹机器人的总体机械结构以及扣合机构、行走机构、送料机构、升降机构及剪断机构等重要部件,阐述了机器人工作原理。(2)使用ANSYS Workbench软件对机器人框架结构进行仿真与优化,并对机器人一体梁、轮轴、安装扣等关键受力部件进行有限元分析,从而验证机械结构的可靠性。(3)设计了包裹机器人控制系统的硬件架构,机器人控制系统硬件部分主要包括STM32主控电路、运动控制单元、传感器模块、通信模块等;完成了基于Free RTOS实时操作系统的软件系统设计。(4)为了对绝缘改造结果进行检测,通过在机器上安装有摄像头采集绝缘护套的图像信息,对图像进行处理,经过图像预处理、HSV特征提取、边缘检测等技术判断包裹可靠性。(5)制作了包裹机器人的样机并对其进行调试,最后在实验室搭建的10k V配网线路试验环境及现场线路完成了包裹机器人绝缘改造实验。试验验证了包裹机器人机械机构设计以及控制系统设计的有效性。