大型化工压力容器、油罐及大型船舶等壁面材料为钢质材料，一般都是由多块钢板焊接而成，存在数量众多的焊缝。由于需要长时间在高盐分、高腐蚀和高受压的环境下作业，壁面材料极易失效，因此需进行定期的清理检测。利用集先进技术于一身的爬壁机器人技术代替人工完成对大型容器壁面的作业逐渐成为一种趋势。但目前研制的爬壁机器人大多是针对垂直壁面或较大曲率半径的壁面，适用于中小型曲率壁面作业的机器人则研究较少。此外，研制的爬壁机器人也存在实用性差、应用范围小及功能单一等问题，影响了壁面作业的效率和质量。　　针对目前存在的这些问题，本文在结合国内外爬壁机器人技术的发展状况，总结爬壁机器人优缺点的基础上，设计了一种基于永磁吸附原理的爬壁机器人机械结构，能够适用于不同曲率半径的钢质曲面，实现了机器人的多功能化，提高了作业效率和质量。　　本文在综合研究爬壁机器人国内外发展现状及趋势的基础上，提出了目前存在的问题，为本课题的研究做下铺垫。针对爬壁机器人的工作环境以及功能目标，对吸附理论和抗倾覆理论进行研究，提出了基于永磁吸附爬壁机器人机械结构的设计方案，并基于吸附理论设计了合理的磁回路。根据机器人的设计方案及功能需求，对爬壁机器人的机械结构进行了详细的设计，在此基础上分析校核了基于永磁吸附爬壁机器人的安全影响因素，确保了机器人在壁面作业的可靠性。在ADAMS的仿真环境中建立基于永磁吸附爬壁机器人的虚拟样机，并对其作业过程进行了运动学和动力学的仿真分析，验证了基于永磁吸附的爬壁机器人在作业过程中的稳定性。制作出基于永磁吸附爬壁机器人的物理样机，对其进行综合性能的实验测试，并将实验数据与设计数据进行对比，结果表明机器人样机的各个参数均能满足设计要求，验证了机器人结构设计的科学性和合理性。　　本文研究的基于永磁吸附的爬壁机器人能够稳定吸附于不同曲率半径的钢质壁面，可装载检测、焊缝打磨及除锈设备等完成多种任务。为爬壁机器人真正运用于实际走向成熟奠定了理论基础，并为爬壁机器人的结构设计提供了新的思路。