机器人是二十一世纪最具代表性的光机电一体化技术系统。工业机器人在现代化工业国家正在得到越来越广泛的应用，各种工业机器人的商品样机不断进入市场，在这种情况下，模拟工业机器人来开发各种各样的机器人是一个很需要重视的领域，它作为机器人技术、计算机技术和机电一体化技术教育的教学工具，对人才培养和高新技术的推广应用有着重要的意义。本文介绍了国内外爬树机器人的发展状况，并对其进行了功能原理分析，在总结国内外爬树机器人现状的基础上，对爬树机器人进行了机构设计和理论分析。本文对爬树机器人进行了两套方案设计，通过方案对比分析，采用曲柄滑块结构，实现爬树过程。该爬树机器人机构设计采用曲柄滑块机构、凸轮机构等实现机器人的爬树过程；选择了步进电机作为驱动电机；确定了曲柄、连杆构件的尺寸，描述了活动卡爪和槽型凸轮的工作原理，并对爬树机器人进行了动画演示；根据曲柄滑块的工作原理对爬树机器人进行运动分析和仿真；分析了爬树机器人的控制系统，并介绍了各个控制部分工作原理和特点，绘制了爬树机器人的控制系统流程图。该爬树机器人采用计算机控制装置，运用分级式控制方式，由PC机、上位单片机和下位单片机构成三级控制系统。设计了控制系统的硬件电路图及软件流程图。