带式输送机作为港口煤炭运输现代化的关键设备,其运行状况直接影响着煤炭输送的效率。带式输送机处于长期运行的过程中,容易发生各类故障,存在安全隐患,非正常停机一次造成的经济损失巨大,因此,需要对带式输送机全天候巡检。传统的巡检方式主要通过人工巡视,巡检质量和工作效率往往受到巡检人员工作经验、业务能力等主观因素和天气状况、地理环境等客观条件影响,可靠性较低且对巡检人员的能力有较高的要求。因此,本文设计一款用于港口带式输送机的巡检机器人,针对其机械结构和控制系统进行研究,并通过仿真与实验对设计与研究的结果进行验证。本文的主要工作如下:以港口带式输送机的工作原理为基础,对其各类故障及相应的监测方法进行了研究,并据此提出了巡检机器人的设计需求;针对巡检机器人所要实现的总体功能方案进行研究,并设计了上位机界面。分析巡检机器人的驱动方案,构建无刷直流电机的数学模型,并通过计算完成了对电机的选型;对巡检机器人的轨道、驱动轮、驱动机构、机箱内部结构进行了研究设计,并利用CATIA软件完成巡检机器人机械结构的三维建模;基于虚拟样机技术,利用ADAMS和ANSYS软件对巡检机器人不同工况下运动情况及驱动轮应力和形变进行仿真分析。对巡检机器人控制系统总体方案进行设计;完成STM32F767最小系统、运动控制模块、通讯模块、信息采集模块、定位模块、电源模块及避障模块的硬件选型及关键电路设计;对控制系统的模糊PID运动控制、定位融合、磁耦合共振无线充电、测距避障及信息处理分析策略进行研究。根据巡检机器人的三维模型制作了物理样机,并对其运动性能、定位精度、无线通讯、无线充电、测距避障及故障诊断的设计进行实验。结果表明,巡检机器人机械结构设计合理,控制系统各模块满足设计要求,对带式输送机故障诊断效果较为准确。