巡检机器人可巡检分布在跨越山区,江河湖泊以及原始森林等区域的档段,将电力巡检工人从繁重的体力劳动中解放出来,实现电力系统巡检作业自动化。随着机器人巡检以及越障功能的日趋完善,自主行为能力的不断提升,能量消耗问题成为制约巡检机器人长距离、大范围巡检的主要因素。因此,能量节省与回收成为当前高压巡检机器人研究的关键内容,是提升机器人巡检能力的重要手段,符合电网智能运维的重大需求。本文研究内容源于国家863计划“(超)高压多分裂输电线路自主巡线机器人及其应用(2006AA042202)”、吉林白山电力公司资助的“高塔跨越林区输电线路巡检机器人的关键技术与工程应用示范”等项目。本文利用高压输电线路呈悬链线的结构特征,提出采用重力驱动机器人下坡减少能量消耗,利用能耗制动与回馈制动方法控制机器人无动力下坡速度,并回收回收制动能量,本文的重点研究内容和创新点如下：第一,针对高压输电线路呈悬链线分布的特点,提出无动力下坡运行方案；基于线路模型,设计无动力下坡判定策略,利用能耗制动控制无动力下坡运行速度；采用变论域模糊控制方法实现在动态环境下实时准确地控制无动力下坡运行速度。第二,提出基于回馈制动的无动力下坡能量回收方法。为避免无动力下坡过程中大电流充放电对锂电池造成损坏,采用锂电池和超级电容器并联的复合电源方案；基于锂电池和超级电容器的SOC,提出线路档段不同区间复合电源能量分配控制策略,合理回收无动力下坡制动能量。第三,提出一种双轮融合回馈制动与能耗制动的无动力下坡控速及能量回收方法。通过对下坡过程中机器人受力分析,采用前轮回馈制动和后轮能耗制动相结合的方案。基于机器人无动力恒速下坡的双轮运动特征,求解前轮直流电机能量回馈的转速范围,采用基于RBF神经网络的PWM波占空比修正方法实现机器人无动力下坡恒速下坡。在此基础上,进一步提出无动力恒速下坡回馈制动力矩分配控制策略,最大限度回收制动能量。第四,针对前后轮行走电机温度变化特性及其差异,提出一种无动力下坡速度与能量回收优化控制方法。根据行走电机电枢绕组在不同温度下的额定电流与转矩的变化关系确定能耗控速系统占空比与回馈制动能量分配因子；实验表明,该优化方法能有效减少前后轮在长距离运行过程中的电机温差,降低电机温升带来的安全风险。通过模拟线路和实际线路的实验研究,验证了所提出的控速与能量回收方法的正确性与有效性,为实现高压巡检机器人长距离、大范围的巡检运行奠定了理论基础。