本课题来源于黑龙江省十五重点科技攻关项目。本文简要介绍了水下船体清刷机器人的本体结构，主要完成了清刷机器人的控制系统设计和路径规划的研究，并进行了清刷机器人的性能实验。论文首先介绍了国内外船体清刷技术和爬壁机器人的发展现状及应用，并介绍了几种典型的爬壁机器人。根据水下船体表面的作业环境，提出永磁体吸附、双履带式结构的清刷机器人的本体方案。研究设计了清刷机器人磁吸附单元、传动链和清刷装置；设计了船体表面清刷机器人驱动方式，并选取伺服电机；完成了船体表面清刷机器人的总体设计。论文对水下机器人的清刷电机进行了选择，并在建立了该电动机的数学模型的基础上，采用直接转矩控制的伺服控制方式，应用MATLAB7．0．1对清刷电机进行了仿真设计。设计了基于AT89C51的上下位机二级控制系统。依靠下位机实现预定的控制功能，设计了交流伺服电机控制接口电路、清刷电机控制电路、通信接口和系统电源解决方案，并安装在机器人本体上；上位机主要进行键盘扫描和数码显示设计，通过串口通信来控制清刷机器人的动作，并设计了基于C语言的上下位机的控制软件。提出了水下清刷机器人的工作性能评价，并针对清刷机器人的性能评价对机器人提出了基于神经网络的路径规划算法。最后介绍了清刷机器人的性能实验。实验结果表明机器人样机的各项性能指标达到了项目任务书的要求，具有以下特色：机器人在船体表面可分高、中、低三种速度运行，而且移动平稳，移动速度满足2～8m／min的要求；采用永磁吸附和履带移动的本体结构，以及水下的作业环境，确保了机器人的负重能力；机器人在壁面可安全越过高度不超过20mm的障碍；机器人水密性强，可满足水深20m以浅的作业要求；机器人具有一定的工作能力，可携带刷具对船体表面进行清刷，而且清刷效果良好。水下船体表面清刷机器人的研制提高了清刷效率和清刷的自动化水平，减小了人工劳动强度，减少了污染，为壁面爬行机器人开辟了一个新的应用领域，具有较好的经济效益和社会效益。