爬壁机器人是未来中国智能科技产业发展的重要部分,已经能够代替人类在一些极端恶劣的环境开展许多工作,例如罐体或管线裂痕、腐蚀、失效及焊接缺陷的定期检测,船体的清洗与喷漆。对于石化行业来说,储油罐等大型压力容器的安全性需要靠定期的检测来保证。然而在检测前,需要依靠罐体在其内外搭建脚手架,检测人员站在脚手架上,手持检测设备检测,施工量大,工作危险系数高,检测周期长,因此迫切需要一种自动检测机器人来减少人工成本及操作危险性。本文在查阅大量文献的基础上,分析了众多国内外爬壁机器人的结构,结合实际储油罐检测工况,设计了一种新型石化储罐检测爬壁机器人。本文主要做了以下研究:(1)基于圆弧形曲面移动及焊缝越障要求,设计了爬壁机器人曲面自适应移动机构。根据储罐检测需求,设计了无损检测机构,进而设计了机器人的整体结构。(2)基于机器人在罐壁的运动状态,对机器人进行了静力学及动力学分析,并进行了仿真,得到了机器人所需可靠吸附力。基于机器人可靠吸附力与吸附单元之间的关系,结合吸附结构轻量化要求,完成了吸附单元的磁路分析,设计了磁轮结构,并基于磁高效率原则,利用Ansoft有限元分析软件对磁体尺寸进行了优化。(3)基于机器人的控制功能需求,设计了其控制原理图,使用欧姆龙CP1E-N60DT-D PLC与直流伺服驱动系统结合的方法来控制机器人。最后制造了该机器人样机,并开展了运动特性试验及检测准确性试验,验证了机器人设计的合理性。