社会的发展进步日新月异,尤其是城市化进程的推进,中央空调的应用已经十分普遍。随之而来的关于中央空调通风管道的灰尘堆积导致的问题亟需解决,尤其是灰尘积累所导致的细菌滋生问题和风道堵塞会导致通风效率下降的问题。清洁机器人的应用是解决上述问题的有效途径。本文总结并分析了国内外一些管道清洁机器人的优缺点,提出了一种用于中央空调矩形通风管道清洁的机器人方案,设计了其行走机构、清洁机构和收集机构,建立了机器人的三维模型。其中行走机构采用运动灵活的轮式行走方式;清洁机构使用了盘刷、条刷和滚刷组合的清洁方式,配合调节机构,可以实现机器人对管道所有内壁的同时清洁;收集机构采用传统的风机真空吸附。基于机器人的作业环境,对机器人各项技术指标和性能参数进行了分析计算。以具有顺利通过直角弯管和圆角弯管的能力为目标,确定了机器人的整体尺寸。设计了盘刷清洁时合理的安装角度,既保证清洁效果又增加刷子的寿命。盘刷中心距调节机构和条刷缓冲机构的设计也增加了机器人在管道内的适应能力。建立了机器人的虚拟样机,分别对机器人的主要功能机构和部件进行了动力学仿真分析,确定了机器人越障过程中的稳定性及驱动力要求。计算了机架和盘刷中心矩调节机构的强度和固有频率,并进行了结构改进。