高压输电线路定期巡检是一项艰巨而重要的工作。随着机器人技术的发展,利用巡检机器人进行线路巡检已经成为输电线路巡检的一种重要手段,但是目前大部分的高压输电线路巡检机器人存在结构复杂、重量大、越障效率低等问题,限制了其实际应用。因此对高压输电线路巡检机器人结构进行轻量化设计与优化具有重要意义。本文在阐述国内外巡检机器人研究现状的基础上,通过分析研究TRIZ理论与优化设计理论,提出了将TRIZ理论与优化设计理论相结合的方法应用到巡检机器人的轻量化设计中。运用TRIZ理论的矛盾冲突理论,找出巡检机器人轻量化设计中存在的矛盾冲突,通过矛盾矩阵表找到解决矛盾冲突所对应的创新发明原理,利用创新发明原理,结合实际情况对巡检机器人的结构进行初步的轻量化设计。在此基础上,建立了轻量化设计后机器人结构的有限元模型,利用ANSYS Workbench平台对巡检机器人各部分结构进行了静力学分析,得到了巡检机器人各部分结构的应力云图以及变形云图。根据应力与变形云图验证了各个零部件满足其强度要求与刚度要求,并根据分析结果寻求需要进一步结构优化设计的零部件,为进一步结构优化设计提供参考依据。根据有限元分析的结果,结合优化设计理论,在满足机器人结构强度与刚度的要求下,以质量最小为目标,通过利用ANSYS Workbench平台对机器人的零部件进行尺寸优化与拓扑优化分析,通过优化分析结果,结合TRIZ理论的创新发明原理对机器人零部件进行了结构优化设计。将优化后的结构进行重新建模并进行了样机制造,在模拟线路上对机器人的越障性能以及续航能力进行了实验测试,验证了巡检机器人优化后结构的可靠性,从而证明了将TRIZ理论应用于巡检机器人轻量化设计中的可行性。通过对巡检机器人进行结构轻量化设计与优化,机器人整体减重6.1kg,减重比达15.2%。提高了机器人的越障效率,增加了机器人的续航能力。