风力发电作为一种清洁能源装置,其风力塔筒的维护显得至关重要。然而陆地上的风力塔筒在野外长期遭受风沙摩擦,表面将会产生粉碎、起泡的旧涂层,就可能会影响塔筒美观度;海上风力塔筒长期会受到海水的盐碱腐蚀,严重危及风电塔筒安全。爬壁机器人能够实现在风电塔筒壁面的快速稳定爬行,安装相应的检测和维护设备,代替人工作业,爬壁机器人运用在风电塔筒上,使得风电塔筒维护成本降低,安全性能增加,检测效率增高。结合国内外的爬壁机器人的研究状况,并且综合在风电塔筒壁面的实际工况,设计了一种适用于风电塔筒爬壁检测的机器人。本文主要做了以下研究:首先,面向爬壁机器人的技术方案,分析了实际应用的技术难点,对面向风电塔筒的爬壁机器人的行走方案、吸附方案、驱动方案以及检测方案进行了分析和比较,考虑在风电塔筒壁面工作环境,会有强风沙尘干扰,要求爬壁机器人具有稳定可靠的功能,设计了爬壁机器人的履带行走结构、永磁吸附结构,永磁吸附单元可以为爬壁机器人提供可靠稳定的吸附力,解决了爬壁机器人在曲面工作的稳定可靠性。其次,面向在风电塔筒爬壁的迅速性,设计了爬壁机器的驱动系统,采用了双电机驱动,使得机器人具有移动的灵活性。利用Solid Works软件建立了爬壁机器人的三维模型。建立了数学模型,对爬壁机器人进行了静力学特性分析,为设计磁吸附力大小提高了依据;利用ADAMS软件对爬壁机器人进行动力学分析与仿真,验证了机器人运动性能。再次,面向风电塔筒爬行的稳定性,对比了几种磁吸附结构并进行了有限元拟合分析,最后采用了一种吸附能力比较强的永磁吸附结构,建立了吸附磁场力学模型,研究磁路的各个参数对吸附力的影响,采用有限元分析软件Ansoft对永磁吸附结构进行了仿真和分析,选取了磁吸附结构的最优参数,确定了爬壁机器人的最终吸附结构。最后,搭建爬壁机器人的样机,对爬壁机器人进行各项测验,通过测试,验证了爬壁机器人的各项性能,满足了在风电塔筒壁面稳定爬行的要求。