石化工业中的大型储油罐、球罐、管道的焊接,多在现场作业,焊接位置手工作业难以达到,恶劣的工作环境不仅增大了工人的劳动强度,而且影响焊接质量。工程应用中亟待开发出能够取代工人手工操作的低成本自动化的焊接设备,以减少生产过程中环境因素的影响,提高焊接质量。本文提出了相应的解决方案。1.设计了一种磁吸附履带式全位置移动机构。对移动机构的各项核心功能进行分析,比较各种现行方案的优缺点并加以选择,完成了移动机构设计。设计中采用了抗倾覆装置,确保机构能在油罐上爬行而且无需铺设轨道。2.应用稳定平面概念,将履带式移动焊接机器人的稳定性研究转化为对稳定平面的失稳研究,得出机器人稳定性条件和判定主导失稳形式的原则,从而建立机器人稳定性与磁吸附力之间的定量关系。3.在此移动机构上装置了一个结构紧凑、运动灵活的机械臂,能够实现焊枪多位姿焊接。利用运动旋量的指数变换与机械臂位形矩阵的关系,推导机械臂统一的运动学正解指数积公式,应用子问题求逆运动学方程的解,根据运动约束条件选择最优解。4.根据移动焊接机器人的作业任务对机械臂进行基于关节空间法和笛卡儿空间法的轨迹规划,并进行MATLAB仿真实验验证。根据可重构的思路,按照本方案设计的机器人可以应用于大型圆柱形、球形储油罐的焊接、检测、喷漆等方面的工作,极大的推进了焊接自动化的实现。