近年来,由于风力发电机组塔筒清洗过程中存在一系列问题,其中以手工操作为主的传统清洁工艺已不能满足要求。这种方法不仅昂贵,还具有很高的危险性,所以设计一种新的实用智能塔筒外壁清洁机器人,在实际应用中具有很大的价值。为了在复杂环境中实现壁面清洁机器人自主移动与操作能力,本文针对机器人在工作过程中的主要结构的设计、高效工作的性能与路径规划等问题进行了深入的研究,研究内容如下:首先,依据实际研究需要,深入分析总结国内外相关机器人的发展状况,对特殊作业环境条件要求下的爬壁机器人的功能特点进行了系统的分析,深入研究分析了爬壁机器人移动和清洁系统,明确了工作过程中需要实现的具体要求,为该机器人的设计研发提供了理论基础。在对爬壁机器人结构进行系统分析研究的基础上,根据塔筒工作环境的特点和相关技术指标的要求,对爬壁机器人的吸附方式、移动方式和清洁方式进行了系统的设计。在设计的过程之中对多个方案进行了比较进而选择了最优的方案,系统完成了机器人的全部方案设计,并全面分析了机器人的运动步态、机器人系统移动的部分结构设计和参数设定及其执行机构智能清洁机械臂方案设计。其次,对风力塔筒清洗机器人的机械腿和末端执行机构的清洗臂进行了运动学的研究。采用ADAMS仿真软件,对该模型进行了动力学和运动学仿真。利用ADAMS软件进行了动态模拟,并对其进行了动力学分析,并对其进行了分析,得出了该机器人的结构和步态规划方案是合理的,可以实现稳定、快速的步行;在此基础上,实现了机器人在安全、平稳、快速、大范围内的高效清洁工作。最后,本文研究了塔筒壁面清洗的路径规划问题,主要是采用内部螺旋遍历算法来实现可达区域的完整覆盖。为了解决地图过程中因障碍物而产生的死点问题,本文采用A*算法的算法原理,机器人可以利用最短路径和栅格法生成地图,利用MATLAB工具完成路线规划仿真,从而快速逃离死点。从而证明了所设定的路线规划方案的实用性。