爬壁机器人是机器人领域的一个重要分支，在一些危险领域中起着越来越重要的作用，如航空、石油、消防、建筑、核电等领域，在这些领域内将有着更加智能服务化的爬壁机器人取代人类工作。本文是基于核电站中出事故最频繁的蒸汽发生器传热管的视频检查来开展的，蒸汽发生器传热管的破裂造成了严重的安全事故，其核泄漏不仅会产生辐射影响人体健康，还会造成整个国家大面积的电能损失，因此定期检查传热管的运行情况，可以有效地降低人力物力损失。论文首先研究了国内外爬壁机器人的研究现状，在此基础上研究了蒸汽发生器以及内部传热管的结构，并提出了爬壁机器人的设计要求。爬壁机器人采用永磁轮吸附行走方案，在此基础上选择电机驱动，确定了吸附驱动方案后，根据机器人的作业空间，合理的设计车体的其它重要部件安放位置，包括补光灯、红外测距传感器，下位机控制电路板等，力求空间尺寸达到最小。在机器人采用永磁轮吸附行走方案后，分析了机器人的五种可能失效状况，确定了机器人永磁轮的最小磁吸附力，通过仿真优化选择合理的磁轮结构使通过蒸汽发生器内部的磁通量达到最大，最后通过仿真实验验证，保证机器人的吸附力达到最小要求。伸缩臂固定在车体的俯仰头上，有一个可以伸缩的柔性杆，其作用是将柔性杆头部的摄像头送抵至内部不同位置的传热管，柔性杆是一个重要的零部件，要求不仅具有一定伸直承载能力，同时又具有一定的抗疲劳能力，即能够完成一定次数的伸缩检查要求，这与柔性杆的宽度厚度等几何因素有关系，通过仿真实验验优化了柔性杆的尺寸，并进一步仿真计算其抗疲劳弯曲次数。确定了车体结构、磁轮结构、伸缩臂的结构方案后，分析了机器人在两种主要运动（直线运动和转弯运动）下所需的机器人驱动力矩大小与机器人姿态角度关系的变化规律，根据算的最大驱动力矩和安全系数选取maxon电机。最终通过试验试制确定了方案的合理性。