钢结构壁面在现代工业中应用愈加广泛,大型金属立面的连接方式最多采用的是焊接技术,随着金属壁面使用时间的增加,焊缝壁面在恶劣的工作环境下不可避免地会出现表面脱落、裂痕、腐蚀、断裂等问题,得不到及时处理的话会发生整体金属壁面断裂等严重后果,由于传统的人工检测焊缝存在一定局限性问题,结合国内外的爬壁机器人的研究状况,且综合在大型金属壁面的实际工况,设计了一种适用于大型金属壁面爬行机器人,机器人本体携带检测装置对壁面焊缝进行检测。本文主要做了以下研究:首先,分析了爬壁机器人的实际应用工况,提出了爬壁机器人的设计指标。对行走方案、驱动方案、吸附方案和检测方案进行了分析及优缺点比较,具体的实现方案为采用履带链条式行走方案和永磁吸附方案。通过Solid Works三维建模软件对此爬壁机器人进行结构设计,并对机器人的零部件进行了设计分析及选型。其次,对不同运动状态下的爬壁机器人进行了力学特性分析,并逐一研究了机器人吸附在金属壁面上各种可能的失稳形式,最终得出机器人的稳定吸附条件。对金属立面检测机器人进行适当模型的简化,应用Adams动力学仿真软件对其进行动力学的分析与仿真,来验证其虚拟样机设计的合理性。再次,考虑到机器人在金属壁面爬行的稳定性,对永磁吸附装置进行材料分析选择,对常见的永磁吸附结构进行有限元分析得到吸附力较强的结构。利用电磁仿真软件Ansoft Maxwell研究得出磁吸附单元的各个参数对吸附力的影响,通过优化得到满足机器人安全使用要求的磁吸附单元的具体参数。最后,搭建机器人的试验平台和加工设计的样机,对样机在试验平台进行各项实验,基本上满足设计要求和工程应用,验证了此项研究的实用性和合理性。