为了保证矿井通风系统安全稳定地运行,工作人员需要携带各种传感器检测巷道内的风速、风量、瓦斯浓度、氧气浓度以及空气温湿度等各项通风基础参数。但随着矿井的掘进和开采,矿井通风系统变得越来越复杂,使得测风工作极为巨大和繁琐,难以实时获取各项通风基础参数的准确值,使管理人员不能及时制定合理的通风策略,从而降低了矿井通风系统的安全性,增加安全事故发生的几率。本文通过分析煤矿井下巷道环境和煤矿常用测风方法,结合现有的矿用巡检机器人的结构形式和控制系统,开发了基于蚁群算法、九点测风法和智能控制技术的矿用轨道式自动测风机器人系统,实现巷道通风基础参数数据的多点自动采集、处理和传输。本文首先对煤矿常用测风法和巷道气体扩散进行了理论分析,确立了轨道式自动测风机器人系统的功能需要和总体设计方案。基于工字钢轨道对测风机器人的各部分机械结构进行了设计和介绍,并制定和规划了测风机器人在巷道内的安装方案。然后对测风机器人进行了运动路径规划、九点测风运动过程设计和运动学仿真。在分析蚁群算法原理的基础上,基于蚁周模型对测风机器人路径规划进行了算法分析。在MATLAB软件环境下对测风机器人的路径进行规划仿真。该算法可以求得九点测风运动的最优路径,同时对九点测风运动的实现过程进行了设计和说明。在Solidworks软件环境下对测风机器人三维模型进行简化后,导入到ADAMS软件中进行运动学仿真分析,验证所设计的测风机器人在工字钢轨道上进行九点测风运动的可靠性和稳定性。最后对轨道式自动测风机器人控制系统和上位机监控系统进行了设计,并对测风机器人的运动控制理论进行了研究。搭建了以S7-200 SMART CPU ST60、通信信号板、CD7气体测定器和V90伺服驱动系统为主体的硬件系统,并进行了接线设计。使用STEP7-Micro WIN SMART编程软件进行了软件设计,对控制系统的主程序、九点运动位置控制程序和九点数据采集与处理程序的编写。并构建了轨道式自动测风机器人的上位机监控系统,使用MCGS软件对各个监控窗口进行了设计,使测风员能够方便快捷地监控测风机器运行状态和监测通风参数数据。