随着科学技术的进步，机器人在现代化国家工业生产和日常生活中，应用越来越广泛，运用现代设计理论指导各类机器人的研发逐渐受到重视。攀爬机器人主要应用于城市设施的清洗和维护，然而目前拥有的各类攀爬机器人在实际应用中出现了各种问题及应用的局限性，使得设计者必须采用现代的设计方法快速、高效地设计出新型攀爬类机器人，同时对于我国高新技术的创新与发展有着重要意义。本文首先介绍了产品概念设计的研究现状和TRIZ理论的形成和内容，并结合TRIZ理论给出了进行机械系统概念设计的流程，同时对以上现代设计方法运用于本文的攀爬机器人创新设计也提出了初步方案。其次，根据国内外攀爬类机器人的研究需求，通过对攀爬机器人的功能需求分析，从攀爬杆体的几何特性、攀爬过程的角度出发研究，总结了攀爬机器人设计需求，描述了攀爬机器人总功能，并在功能分解的基础上，分析确定了执行、检测、控制模块的分功能，建立了总功能结构图和功能结构树。第三，根据攀爬机器人的工作原理，基于TRIZ原理对该机器人的运动方式，夹持、伸缩结构进行了选择，通过比较分析可实现功能原理方案的优劣，运用TRIZ理论对攀爬机器人执行机构方案进行了创新设计，得到了攀爬机器人的运动方式，夹持、伸缩结构三大主要功能模块方案并进行了设计计算及相关校核计算；同时运用相关软件绘制出攀爬机器人的二维及三维图。最后，运用ADAMS软件对PROE模型展开了运动模拟仿真，对攀爬机器人进行了运动部件的干涉性检测，同时得到了攀爬机器人主要运动部件的加速度、速度曲线，验证了设计方案的可行性。最后分析了爬树机器人的控制系统，对攀爬机器人的控制系统进行设计，针对本文的攀爬机器人功能选择了相关控制芯片，并介绍了各控制部分的工作原理，绘制了爬树机器人的控制系统流程图。