井下智能巡检工作是保障人员和设备安全的重要环节。目前,轮式、履带式机器人通过多传感设备和路径规划来适应井下复杂环境,而轨道式机器人避免了地面复杂环境的影响,可进一步研究轨道的适应性和通用性,以及运行稳定性等问题。针对现有研究基础中机器人存在的驱动问题和机器人在柔性轨道上的摆动问题,优化并设计柔性轨道式巡检机器人本体,提出一种融合机身摆动数据的机器人绕轨防摆增稳控制方法,以提高机器人运行稳定性。主要研究内容如下:依据滚动摩擦理论,研究悬挂轮和驱动轮数量对机器人驱动能力的影响,提出一种考虑悬挂轮、驱动轮和坡度角参数关系的柔性轨道式巡检机器人多轮牵引力数学模型,以确定出合适的悬挂轮、驱动轮数量;分析悬挂轮排布方式与机身摆动形式关系,以确定最优悬挂轮排布方式;建立机器人三维模型,在保证结构可靠的基础上加工机器人实物,并分析机器人悬挂轮不打滑的坡度角范围。建立预紧力可调节的柔性轨道模型,研究柔性轨道悬垂度与机身俯仰变化规律,确定机器人安全上下坡时柔性轨道悬垂度范围;分析柔性轨道悬垂度影响因素,提出一种柔性轨道悬垂度定性调节方法;分析一定悬垂度下机器人运动姿态,确定本文后续研究的机身摆动形式。研究机身绕轨摆动过程及规律,提出一种融合机身姿态反向调节质量块的防摆增稳控制方法,设计防摆结构模型;分析防摆增稳原理,构建机器人防摆增稳控制数学模型,设计防摆增稳控制器,并整定控制器参数,对防摆增稳控制方法的正确性进行试验验证。研制柔性轨道式巡检机器人实物,搭建实验平台,进行防摆增稳控制实验,观察增稳控制效果,验证本文设计的柔性轨道式机器人绕轨防摆增稳控制方法的可行性。实验结果表明,本文优化设计的柔性轨道式巡检机器人摆动规律明确,提出的防摆增稳控制方法取得了良好的控制效果,符合研究预期,具备使用价值。