船舶工业对国民经济的发展起到了举足轻重的作用,而大型船舶的除锈更是船舶行业的重中之重。但是现有的船舶除锈方式,90%以上是通过人工手持喷枪进行除锈工作,利用铜矿渣冲击船舶壁面进行锈迹的清扫,但是这种方式存在着诸多的问题,除锈费用高昂、环境污染严重、效率低下,上述原因严重制约着我国船舶工业的发展,因此,亟需改进现有的船舶除锈技术。针对上述问题,本文提出了以爬壁机器人代替人工携带高压水清洗模块进行船舶壁面除锈工作,同时利用真空回收系统对锈渣和废水进行回收,达到除锈即干的效果,从而可以安全绿色高效的除锈,针对所提出的方案,展开了如下研究:首先,依据船舶除锈实际工况,分析了爬壁机器人的技术难点,确立了机器人的设计目标,完成了爬壁机器人的总体技术方案设计,以永磁体和真空负压作为吸附方式的履带式船舶除锈爬壁机器人,并对爬壁机器人的机械结构进行初步设计,同时依据爬壁机器人的机械结构,对机器人的驱动传动元件进行选型。其次,为提高履带式船舶除锈爬壁机器人的4个关键性能,即附壁能力、抗倾覆能力、爬行能力和转向能力,对爬壁机器人的工作路径进行规划,建立机器人的空间位姿,依据该位姿模型对爬壁机器人进行静力学性分析和动力学分析,并对爬壁机器人履带上的永磁吸附单元的磁力和伺服电机的驱动力进行解算,以达到机器人的性能要求。再次,对爬壁机器人进行有限元仿真分析,利用Ansys软件对机器人的冲洗装置进行模态分析,获得其共振频率;利用MaxWell软件分析永磁吸附单元磁力变化范围,为保护罩的结构设计提供依据;利用Fluent软件对高压水喷嘴的安装靶距以及喷嘴的收缩角度进行结构优化。最后,针对前几部分的爬壁机器人设计、优化、改进,对机器人进行样机组装,并分别在实验室条件下以及船厂实际船舶除锈工况条件下,对所设计的爬壁机器人进行实验验证,判断是否能够达到船舶除锈苛刻要求。