近年来,为了满足室内良好的视野和采光需求,城市中不仅仅是采用玻璃幕墙设计的高楼大厦越来越多,许多居民住宅楼外立面所使用的玻璃面积也越来越大。落地窗等大面积采用玻璃的设计无疑会为房间带来更好的光照同时视野更加宽阔。然而随着玻璃使用时间的延长,灰尘、雨渍等污渍会不可避免的影响玻璃自身的美观程度以及透光性,因此需要对玻璃表面定期进行清洁。目前主要的清洁方式依然是效率相对低下,危险性较高的人工清洁方式,为了解决这一问题,擦窗清洁机器人成为研究的热点。首先,通过分析目前国内外高校及公司相关壁面清洁机器人与爬壁机器人的研究成果,提出了一种采用Halbach阵列永磁吸附方式、同步带传动的家用擦窗机器人,使用UG建模软件构建机器人三维装配模型。其次,通过对擦窗机器人进行静力学分析,确定了机器人不会发生滑移和倾覆的条件,利用ADAMS软件对简化后在不同运动状态下的擦窗机器人模型进行了动力学仿真,得到驱动电机力矩变化图,为后续制作样机进行电机选型提供依据。利用ANSYS Maxwell电磁分析软件对吸附增强型双层Halbach阵列的长度以及厚度进行参数化仿真,得到吸附模块永磁体合理尺寸。最后,为满足机器人轻量化设计要求,利用ANSYS Workbench软件对机器人吸附模块关键部件升降装置板进行优化设计。根据本文所做的结构设计和理论分析,对磁吸附式家用擦窗机器人样机的清洁模块、吸附模块、运动模块等零部件进行了选型与加工,搭建出了机器人样机并以样机为研究对象对吸附力、吸附可靠性及清洁效果进行了实验验证,初步实现了设想的擦窗机器人的工作效果。