带式输送机广泛应用于煤炭生产的采掘、运输和加工过程,具有运载能力强、工作环境适应性好,能够长距离连续运输,便于自动化控制等优点。但是运行过程中,由于其工作环境恶劣、长时间高负荷运行、负载不均衡等,会发生断裂、纵撕、打滑、跑偏等故障。另外,带式输送机运输巷道中着火事故、爆炸性有毒性气体浓度超标等问题严重威胁着煤矿的安全生产。因此,对带式输送机全面、高效地进行巡检至关重要,为代替传统人工巡检,本文对煤矿用带式输送机巡检机器人进行了设计与研究。以带式输送机及其工作环境为主要巡检对象,在对带式输送机常见故障原因、危害和监测方法分析的基础上,明确了需要监测的故障特征和环境参数,制定带式输送机巡检方案。根据实际情况分析了巡检机器人的工作环境特点,确定设计原则,设计了煤矿井下带式输送机巡检机器人系统总体结构,对巡检工作过程进行了分析。之后重点研究了巡检机器人的机构和各个功能模块。带式输送机巡检机器人的主体机械构架主要由巡检装置本体和巡检移动机构组成。设计了一种钢丝绳牵引式架空循环移动机构,并计算校核其驱动装置和牵引钢丝绳,这种移动机构安装布置简单,对地形等环境因素无较高要求,牵引着机器人本体沿带式输送机运输巷道循环移动。同时提出了无线通讯方案,机器人内置嵌入式无线通讯模块,相邻机器人互为基站,位于带式输送机任意位置处的机器人可将巡检数据经过其他机器人及时向上位机传递。另外,设计了设备电源模块和基于RFID的机器人巡检定位系统。为了采集带式输送机运行中的环境参数,及时发现安全隐患,本文以STM32为主控制器,搭载各种类型检测传感器,经过硬件和软件设计构建巡检机器人数据采集模块。该模块实时采集温湿度、甲烷浓度、烟雾浓度等环境信息,经数据处理后传递至显示屏。基于Visual Studio开发上位机数据接收与显示客户端,可以与单片机建立连接,远程接收采集到的环境信息并反馈给工作人员。在设备电源模块设计中,蓄电池经电压转化后为巡检机器人各功能模块供能。所搭载的蓄电池利用磁耦合谐振式无线电能传输技术进行充电,本文通过无线充电系统结构设计、理论分析和仿真优化,开展巡检机器人无线充电模块研究,提高了电能传输性能。