擦窗机器人在高空玻璃清洗作业中代替人工是未来清洁产业发展的必然趋势,具有广泛的市场需求及巨大的经济效益。本文在国内外清洁机器人研究的基础上,进行了家用擦窗机器人的设计与性能分析,主要研究工作和结论如下:(1)提出了一种新型轮足组合式擦窗机器人总体设计方案并设计了虚拟样机。该机器人以常见的单吸盘轮式移动机器人为本体,在其上安装一多足蠕动行进机构,可通过切换轮、足模式来实现清洗和越障功能自动进行连续作业,兼具轮式机器人移动速度快和足式机器人越障能力强的优点。(2)在清洗状态下,对擦窗机器人进行了静力学、运动学和动力学分析,并进行了 ADAMS与MATLAB/Simulink软件的联合仿真。结果表明:设计中应兼顾安全性和机动性,合理选择吸附力,尽可能减轻机器人自重和增大轮距;机器人能够按照预期轨迹运动,符合运动学和动力学分析结果,验证了设计的正确性及路径规划的合理性。(3)在越障状态下,对擦窗机器人进行了静力学、动力学分析和运动学仿真。结果表明:安全吸附力与重力和质心与壁面的距离成正比,与摩擦系数和吸盘间距成反比;仿真分析结果验证了越障机构设计和步态规划的合理性及运行的稳定性。(4)运用ANSYS有限元分析软件对机器人的关键零件进行了机械结构强度仿真分析,仿真结果为机器人结构设计和小型轻量化的实现提供了依据。