壁面机器人具有附着于墙壁并携作业工具移动的能力，能够在特殊、危险环境下替代人完成相关作业任务的功能，主要用于壁面清洗、桥梁检测、核电站维护、船体喷漆及喷砂、航天器表面检测、石化储油罐的探伤等应用领域，近年来扩展到反恐侦察领域，可用于飞机及楼宇的反恐侦察等。反恐应用要求机器人具有较高的隐蔽性及运动灵活性，而微小型机器人具有隐蔽性强、功耗低及噪声相对较低等优点，尺蠖式机器人具有运动灵活的优点，因此微小型尺蠖式壁面移动机器人在反恐环境下具有很好的应用前景，开展该方面的研究具有重要的实际应用价值及社会意义。　　通过结构形式比较分析，研制成功一种5自由度尺蠖式壁面移动机器人，具有2个踝关节和1个膝关节，各关节由直流伺服电机驱动，踝关节的末端固连智能吸附足，真空泵集成于吸附足内。其踝关节通过结构紧凑的差速机构实现2个转动自由度，膝关节具有1个转动自由度，该结构使得机器人具备蠕动、翻转及旋转等多运动方式和壁面过渡的能力。机器人集成了MEMS加速度、压力、光纤触觉、红外接近等足端传感器，研制了以TI公司的低功耗TMS320F2810 DSP为主处理器、ADI公司的ADuC842单片机为足部传感系统前端处理器及ST公司的L293DD为电机驱动器的嵌入式驱动控制器，采用蓝牙无线通讯模块实现了机器人与遥控终端间的通讯，由锂离子聚合物电池提供能源，实现了机器人的无缆化。　　由于微小型机器人负载能力较低，携带能源有限，为提高机器人的续航时间应降低机器人的能耗；同时由于尺蠖式壁面移动机器人特定的交替吸附步态，使得单个步态周期中单吸盘吸附时间比重大，运动过程中吸盘所受载荷将影响到机器人的吸附可靠性。为此在机器人的运动学、动力学及真空吸盘数学模型的基础上，以时间、能耗及吸盘平均载荷为目标，提出了引入惩罚机制的二次定标遗传算法，进行机器人关节轨迹多目标优化，改善了算法的搜索性能，提高了收敛速度，同时考虑到关节轨迹之间的强耦合性，采用多参数串行编码策略，对关节轨迹参数进行编码，改善了基因性状，最终得到了优化的关节轨迹。　　机器人采用半自主控制方式，上位机通过蓝牙无线通讯系统发出任务指令，嵌入式控制器基于有限状态机自主规划机器人的步态，机器人通过吸盘的交替吸附及关节的驱动实现直线或转向运动。机器人在吸盘交替吸附过程中，由于各种误差累计，导致吸盘与壁面之间的对准相对困难，采用基于事件的吸盘自调整方法加快了吸盘的对准速度。由于机器人的运动环境为水平面、斜面、竖直壁面、天花板等，重力对机器人关节轨迹跟踪影响很大，因此采用了带重力补偿的模糊控制器进行关节运动伺服控制方法，改善了关节轨迹跟踪精度。　　最后，搭建了以蓝牙无线通讯系统、无线视频系统、上位遥控终端及机器人本体的实验系统，进行了传感器标定、关节轨迹跟踪、基本步态如蠕动、翻转、转向及壁面过渡等运动性能实验，实验结果验证了机器人系统设计及理论分析的有效性。