爬壁机器人是极限作业机器人的一个分支,其目的是代替人类,在石化企业、核工业、建筑行业、消防部门、造船行业等领域中的危险状态下作业,具有极其广泛的用途和很高的使用价值。本文针对油田储罐的爬壁作业研究了轮式磁吸附爬壁机器人系统,由于爬壁机器人在罐体的不同部位爬行时需要的吸附条件不同,为了提高系统的稳定性、可靠性和灵活性,需要对磁吸附力进行合理控制。研制罐体壁爬行机器人对石化企业的发展具有重大的意义,为了解决其若干关键技术问题,本文建立了爬壁机器人系统的结构形式,采用永磁轮吸附与可控磁吸盘吸附相结合的方式进行吸附控制,并对机器人的运动学、动力学问题进行分析和仿真,主要研究内容如下:1.研究磁吸附轮式爬壁机器人的整体结构,提出了磁性轮与磁性吸盘联合控制磁力的吸附方式,设计出罐体壁爬行机器人的总体结构。2.针对机器人在罐体底面及侧面典型危险位置进行了静力学和动力学分析,提出了磁力控制方案和差速转向控制方式,并建立了爬壁机器人的运动学模型和动力学模型。3.通过COSMOSWorks和ADAMS仿真软件对爬壁机器人进行稳定性受力分析和动力学仿真分析。本文在研究理论受力分析的基础上,通过COSMOSWorks模块对爬壁机器人的主要部件进行静力学仿真分析,用ADAMS仿真软件对爬壁机器人本体模型进行动力学性能仿真分析,验证了磁性轮与磁性吸盘相结合的吸附方式的稳定性。机器人在壁面上爬行过程中,不同位置需要的吸附力大小不等,通过动力学仿真分析改进了机器人的磁盘吸附力分布,使机器人稳定、可靠地在罐体壁上爬行。本文所研究的罐体壁爬行机器人是实现对石油化工行业大型储油罐的内外壁爬行作业的机器人,具有很高的推广应用价值。