高压输电线路覆冰和积雪常会引起线路断线、倒杆、跳闸、绝缘子闪络、通信中断及设备污闪等电力事故，而往往一次电力事故将伴随着巨大经济损失和社会安定等问题。传统解决输电线路覆冰和积雪的方法是采用人工上线除冰或直流融冰等技术。这两种方法都存在着较大的缺点，即需要中断正常的电力传输，而且人工除冰也直接影响着除冰人员的生命安全。因此，研制一种安全新型、长时间不间断在线运行、高效低成本的电力特种作业机器人，已成为世界各国的研究重点。为此本论文在国家科技支撑项目的支持下，开展了高压输电线路除冰机器人的研究。首先，本文介绍了冰雪等恶劣自然灾害对高压输电线电力传输带来的严重破坏；并分析了针对该问题国内外研制的高压输电线路特种作业机器人的研究现状和发展方向；其中主要研究了巡线机器人和除冰机器人研究现状，以及研究重点及难点。其次，结合我国高压输电线路特种作业机器人运行的特殊环境，以及世界各国研究巡线、除冰机器人中较成熟的设计方案，开发了一种三臂式越障除冰机器人。详细介绍了该型机器人的机电系统组成、软件系统结构，对软件系统使用说明进行了详细介绍。第三，研究了三臂除冰机器人系统的机械传动结构，使用常用的D-H运动学建模方法，建立三臂式除冰机器人机械臂的运动学模型，求出其逆运动学解析式。另外，考虑越障能力是衡量本除冰机器人性能的重要指标，将以跨越防震锤为例，详细介绍三臂式除冰机器人的越障流程。第四，提出了一种基于电缆线纹理特征的电缆线定位算法。由于电缆线是由多股导线缠绕而成，因此表面纹理明显。获取电缆线的位置可以通过Gabor变换将电缆线从背景中提取出来，再经过霍夫变换检测出线的位置。该算法主要应用在机器人三个机械臂跨越障碍物和机械臂回位对中自动控制中。最后，提出了一种基于双目视觉电缆线三维重建算法。在第四章中提到的电缆线定位问题，是解决了机械臂与电缆线局部定位及对中问题。而在实际应用中，如果能够得到电缆线的全局位置信息，将为机器人在线稳定可靠运行提供重要的依据。经过试验证明，该算法具有较强的环境适应性、稳定性。