壁面移动机器人作为极限作业机器人的一种,在核工业、石化企业、建筑行业、造船等领域都得到了广泛的应用。近年来,执行高楼反恐侦察任务的壁面移动机器人成为研究的热点。与传统的任务不同,恐怖犯罪事件的突发性、地点的不确定性以及对其处理的紧迫性对机器人的运动灵活性、壁面适应性提出了更高的要求。本文在分析和总结传统壁面移动机器人优缺点的基础上,提出将轮式机器人与腿足式机器人结合的方案,兼顾了运动灵活性与壁面适应性。为此,设计了一种三自由度越障机构,安装在一台单吸盘轮式移动机器人上。通过对其越障动作的介绍和基于其几何尺寸的越障能力的分析,体现了该越障机构简单灵活和越障能力强的特点。越障机构的机械设计是一项很有挑战性的工作。特别设计的吸盘满足了机器人能够工作在光滑和粗糙的壁面;克服了两边移动副同步的问题,降低了控制的难度;各关节驱动电机的选择满足了机器人本体本身的重量尺寸大和负载有限对电机输出力矩大、重量轻、体积小的要求。吸附安全性是机器人设计时必须首要考虑的因素。通过静力学分析,建立了越障机构工作时的抗滑落和倾翻条件。运动学方程的建立使倾翻力矩的计算变得方便,有利于机器人的控制。ADAMS运动学仿真理论上验证了设计的合理性。越障机构是否可行,需要实验的验证。设计了越障机构的运动控制模块,通过程序让该机器人实现了一个越障的动作,验证了该越障机构的可行性。对该越障机构的设计、分析和可行性验证是全文的重点。