近年来风电行业迅速发展,对风电塔筒维修的需求越来越迫切。风电塔筒壁面长期受到风沙等恶劣环境的侵蚀,其表面会出现裂痕、腐蚀、失效及焊接缺陷的问题,因此需要定期对风电塔筒壁面进行检测与维修以确保其安全性。通过塔吊方式进行人工检测与维修,但这种检测方式危险系数高,施工量大,检测效率低,因此迫切需要开发一种检测机器人来代替人工检测。本文通过查阅大量文献,分析了国内外爬壁机器人的结构,并结合实际塔筒的检测工况,设计了一种适用于风电塔筒壁面检测的爬壁机器人。本文主要研究内容如下:1.根据对塔筒壁面的检测任务以及工况分析,机器人应该具有吸附能力、自适应壁面的能力、越障能力,因此对机器人的曲面自适应结构、吸附结构,驱动结构等进行了设计。结合对壁面无损检测的需求,对检测结构进行了设计,从而完成了检测爬壁机器人的整机结构设计。2.通过对磁吸附装置的结构分析以及磁路设计,完成了对磁吸附结构的设计。利用机器人可靠吸附力与磁吸附单元之间的关系,建立了磁场理论模型,并结合磁吸附结构轻量化需求,对磁吸附结构各个参数利用Ansoft Maxwell仿真与优化,使磁吸附结构轻量化的同时磁力尽可能大,从而提高磁能利用率。3.基于爬壁机器人运动学模型,对机器人的运动特性进行分析,从而得到机器人质心的运动学方程,为机器人差速转向提供了依据。基于机器人驱动稳定性要求,建立机器人的直线与转弯动力学模型,分别对其进行动力学分析与仿真,得到机器人运行时所需的力矩,为机器人驱动元件的选型提供依据。4.最后对机器人系统进行了组装与调试,并对机器人的运动特性及检测功能进行了研究试验。验证了该爬壁机器人本体机械结构、磁吸附结构、曲面自适应结构等设计的合理性以及检测功能的可靠性。