随着人工智能科技的发展,机房智能化安全管理和运维将成为必然趋势。为了实现机房巡检的自动化、智能化,国内多家企业和科研机构开始研究应用于机房设备巡检的移动机器人。为了克服现有轨道式巡检机器人机械系统存在的不足,本文研发设计一款新型轨道式机房巡检机器人,用于代替人工对机房设备进行巡检,有效避免人工巡检存在的安全隐患,提高设备巡检的效率。本文在调研分析国内外巡检机器人研究现状的基础上,结合机房内部环境特点,提出了一款由轨道系统、行走系统、伸缩系统三大模块组成的新型轨道式机房巡检机器人机械系统,可以满足水平、斜坡和转弯行走以及升降的需要。在确定新型配电轨道的截面形状和安装方式之后,完成了行走系统传动机构、导向机构、取电装置以及一种多级丝杆逐级联动伸缩系统的方案设计和详细结构设计。整个机器人可从轨道上任意位置快速拆卸取下,伸缩系统结构紧凑、伸缩比较大。针对机房巡检机器人爬坡、转弯两种典型工况,基于力平衡条件和接触变形协调条件,建立了机器人整体的静力学模型,求解了轨道与所有导向轮之间的接触状态和接触力;考虑结构约束和避免运动干涉要求,获得了机器人行走的最小转弯半径。根据力分析计算数据,完成了行走系统驱动电机和伸缩系统驱动电机的选型。针对所设计的轨道梁结构,基于有限单元法分别对轨道梁横截面结构参数和轨道梁的安装跨距进行了静力学分析和参数优化。利用ANSYS Workbench对机器人的关键零部件进行了承载能力分析,结果表明所设计的机器人结构满足强度和稳定性要求。建立了机房巡检机器人机械系统的虚拟样机模型,利用ADAMS软件对其进行了动力学仿真,研究了行走系统、伸缩系统单独工作和组合工作多种工况下驱动电机输出扭矩随时间的变化,仿真结果表明驱动电机选型合理。研制出第一代物理样机,验证了机器人机械系统设计的可行性和功能实现的有效性,为该类巡检机器人后续的设计完善和推广应用提供了依据。