爬壁机器人是指能够在垂直壁面进行运动代替人工进行作业的机器人,在极限工作环境下有着广泛的应用。本文针对传统爬壁机器人越障性能和壁面过渡性能较差的特点,设计了一种新型爬壁机器人,将三角形履带轮应用到爬壁机器人上,并展开了分析研究,主要研究内容包括以下几个方面:首先,对爬壁机器人的结构进行了设计。通过综合比较各类型机器人优缺点,确定了机器人永磁吸附、三角形履带轮组行走、电机驱动的方案,并对吸附结构、传动结构和驱动结构进行了设计,鉴于永磁铁无法调节磁吸附力大小的缺点,设计了磁力调节结构,可以根据实际工作表面状况,调节磁吸附力大小。其次,为避免机器人在工作面发生脱落、滑移的危险,从静止和运动两个方面,对机器人向上前进、向下爬行、转向和壁面过渡四种工作状态进行了力学分析,建立了力学模型,确定了最小磁吸附力和电机输出力矩大小。然后,分别讨论了机器人爬行和翻转两种越障形式,分析了两种越障形式下,最大越障高度,重点对翻转越障过程进行了详细讨论。根据达朗贝尔原理,建立了越障动力学模型,推导出极限状态下平衡状态方程,对越障过程中电机最小输出力矩影响因素进行了讨论,应用MATLAB软件对机器人尺寸进行了优化设计,优化后的结构降低了越障过程中机器人本体质心竖直方向高度,减小了电机输出力矩,提高了机器人越障稳定性。最后,应用ADAMS软件建立了机器人虚拟样机模型,对直线前进、转向以及越障三种工作状况进行了仿真,对仿真结果与理论结果进行了对比。应用Workbench软件对机器人关键零部件进行了静力学分析。