目前我国的储油罐清洗和检测工作仍采用传统的人工方法,人工方法存在着劳动强度大、施工周期长、安全性差、原油回收率低、污染环境等问题。随着我国大型石油储罐的大量建设和对环境保护问题的日益重视,人工作业已不符合环境和发展的客观要求,淘汰人工作业是历史的必然。近几年来,越来越多的研究部门将重点投入到爬壁机器人,从理论基础以及机构控制系统上对爬壁机器人的研制进行了有益的探索,寄希望于用智能化的爬壁机器人代替人工作业。首先,本文简要介绍国内外爬壁机器人技术的研究现状,阐述了爬壁机器人技术的特点与实用状况,引出本文设计的罐壁爬行机器人系统,并介绍了本文研究的主要内容。接着,分析了罐壁机器人的结构与性能要求;根据机器人的任务需求,将机器人机械结构按功能分为三个模块:磁盘驱动模块、变磁力吸附模块、转向调节模块;并分别对三个模块进行结构设计。然后,基于DSP2812设计了该机器人控制系统的硬件模块:主控模块、驱动模块、传感检测模块和摄像模块,并通过Visual C++实现了上位机和下位机软件编程。其次,在总体方案的基础上,重点对爬壁机器人的磁场进行分析;基于ANSYS平台对机器人变磁力吸附单元进行仿真分析,得到了机器人本体的磁感应强度分布及磁吸附力;并与试验结果进行分析比较。再次,建立了机器人爬越焊缝过程的动力学模型;利用动力学仿真软件ADAMS建立了罐壁检测机器人的虚拟样机;并对其爬越焊缝过程进行了动力学仿真分析,得到了在焊缝爬越过程中磁吸附力的仿真输出曲线。通过试验数据对比分析验证机构设计的合理性和实用性。最后,设计了相关实验检测机器人的关键参数和性能,实验数据显示,机器人的各个参数满足设计要求。