为了使乘客拥有更好的乘机体验,航空公司对飞机玻璃的清洁、美观程度的要求越来越高,飞机舷窗的清洗次数会更加频繁,因此需要开发一款用于飞机舷窗玻璃快速清洁的小型机器人系统,设计了一种基于壁面移动吸附模组的可适用于飞机舷窗侧面玻璃的清洗机器人系统,以满足此需求。本文首先分析了设计需求和功能指标要求,然后提出总体设计方案,并进行了详细设计,本文采用跨舷窗玻璃移动的结构形式,设计有两个相对独立的移动吸附模组,以确保吸附性能和较为灵活的移动能力。采用可升降式的功能模块化设计,可进行喷雾和擦洗等不同功能模块的替换,实现基本的清洗功能。对整个控制系统设计了传感器模块,实现了机器人系统的设计目标。为确保机器人横向运动时的移动稳定性,建立了在飞机表面运动的机器人系统的运动坐标系与数学模型,进行了单个移动模组和整体系统的受力分析,针对机器人安全吸附和打滑问题给出了能够稳定吸附的风压条件及车体结构设计方案;同时,从流体动力学角度重点分析了单个移动模组的负压功率和泄漏问题,建立流体动力学模型并进行了仿真,对负压腔的结构和布置进行了优化设计。为保证机器人系统移动吸附状态下自身姿态的稳定性,建立了移动模组负压腔内部流体运动状态的流体网络模型,推导出负压控制传递函数,设计采用了模糊PID负压控制器调节风机功率以达到稳定吸附控制的效果。针对稳定移动吸附过程中车体出现的偏航问题结合LSD直线检测算法进行直线偏航检测,进而调整车轮电机转速,以达到稳定行走的效果。为验证结构设计和理论分析的准确性,加工制作了实物模型,编写了控制程序和驱动代码,通过实验测试了机器人系统的吸附稳定性与测控系统的合理性。