蒸汽发生器（简称SG）在核电站中连接发电机组一回路与二回路，是核电发电系统中最容易发生故障的设备之一。SG检修机器人作为蒸汽发生器检修的重要设备，是当前国内外核电检修领域的一个重要研究课题。本文提出了一类新型的SG二次侧检测机器人，并以机器人本体为主要对象，重点研究机器人爬行与吸附方式、云台的构型、以及机器人在SG罐体内的运动学分析等关键问题。主要工作及创新包括，首先，针对SG二次侧内部热传管数量多、空间狭小以及环境弱辐射性等特点，提出一种新型的机器人体系结构及其实现方案。该机器人采用直流减速电机驱动的永磁吸附爬行结构，配置可互换的三自由度云台及伸缩臂，面向不同检测任务，可携带不同传感器对SG二次侧内部进行检查。在操控模式方面，该机器人具有本地端控制及远程遥控等工作方式。第二，基于SG二次侧罐壁的内部环境，提出了一种四轮永磁吸附的爬行结构，建立了该爬行结构的稳定性条件，并基于有限元磁场分析研究了磁轮在吸附时的磁路分布以及轭铁结构对磁轮磁力大小的影响，并对磁轮结构进行了优化设计。第三，设计了具有3R自由度的云台，基于D-H法则建立了云台的位置雅可比矩阵，基于此，分析了云台的运动奇异性和负载特性。进一步，基于直角坐标系对爬行机器人进行了运动学分析与建模。并模拟SG内部罐壁的运动环境，基于ADAMS对机器人在SG内部的运动进行了运动仿真，仿真结果证明了其运动的可行性与可靠性。最后，开发了实验样机系统。构建了SG二次侧的模拟环境，并进行了模拟环境下的诸如机器人移动、云台位姿调整等样机初步试验，这些试验初步验证了该机器人运动的有效性和良好的可控性。