水泥库的清理是一项劳动强度大，且具有高风险的作业。传统的作业工具适用性和清理效果都较差。因此，大多是采用人工清库的方式，效率低，且容易发生事故。开发一种替代人工清理水泥的清库系统，具有重要的社会意义和实用价值。在水泥库顶口较小而水泥库的容积又非常大的情况下，如何保证清库系统的工作范围能够覆盖整个区域，并有效地、快速地完成清理作业成为了亟待解决的关键性问题。针对以上问题，论文主要研究内容如下： 　　在了解水泥粉料的有关性质基础上，对其在水泥库的流动状态进行了理论探讨；阐述了水泥粘壁状况产生的原因及可能造成的后果，并对粘壁料的力学特征进行了分析，为后续的结构设计及稳定性研究提供依据。 　　为了提高水泥的清理效率，提出了首先检测粘壁料状况以制定清库系统清理策略的方法。制定了检测系统的结构方案，并进行了详细设计。对比分析了Bezier曲面、B-Spline曲面和NURBS曲面三种重构方法，选用NURBS曲面方法重构水泥库粘壁状况的曲面构形，并利用Pro/e软件和LabVIEW软件进行了仿真验证。曲面的重构可为制定水泥库粘壁的清理策略提供依据。 　　对清库机器人的作业环境及功能要求进行了分析，提出了清库系统的结构方案。对各子系统进行了详细设计及关键元器件的选型，并用Pro/e软件建立了整个系统的三维模型。 　　建立了清库系统的数学模型，并基于ANSYS Workbench软件对其连接轴和小臂进行了静力学分析、模态分析及谐响应分析，以保证系统的稳定运行。