为了防止大型金属罐体出现泄露或爆炸等事故,需要对其进行定期的检测和维护,由于人工检测的方式存在检测成本很高、耗时长、污染环境等缺点,因此目前迫切需要使用机器人来代替人工进行检测。本文针对这一问题,设计了一款磁吸附轮式结构的爬壁机器人本体,用来携带无损检测装置进行大型金属罐体的检测。本文所做的主要工作如下:（1）对于爬壁机器人的吸附和移动两种关键功能进行了分析,选择了轮式移动方式以及永磁体吸附的方式,并将两者结合设计了永磁轮结构。由于金属罐体壁面为曲面,为了保证爬壁机器人在任何姿态下都能保持四轮均与壁面接触,本文设计了一种新型的分体式的车身结构,左右两侧车身通过一个转动连接机构相连,两者能发生相对转动,从而能自动适应罐壁曲面。为了满足车身整体结构的要求,对机器人的传动系统进行了详细设计,并给出了车身内部各部件的布置方案。（2）建立了爬壁机器人在圆柱罐体壁面上的位姿分析模型,为了避免爬壁机器人在罐体壁面上出现滑移、倾覆等危险情况,对爬壁机器人进行了静力学分析,得到了机器人不同工况下吸附力所要满足的条件,为磁吸附装置的设计仿真提供了依据。接着以力学分析为基础,分析了爬壁机器人的驱动特性,主要针对机器人上爬以及转向这两种运动情况,计算得到了机器人单侧所要满足的最大驱动力矩,并以此确定了电机以及减速器的型号参数。（3）对机器人的磁吸附装置进行了详细设计与分析。确定了磁轮不同零件的材料,并通过比较分析选择了最优的磁路方案,利用Ansoft的3D模块对磁轮进行了仿真分析,确定了磁轮完整的尺寸参数。由于实际的罐体壁面为曲面,爬壁机器人的磁轮与罐体壁面之间会存在一定的气隙,本文由此提出了磁轮与罐壁之间气隙的计算方法,分析了机器人与圆柱罐体的接触方式,利用坐标变换的方法描述机器人在罐体壁面上的位姿,之后用几何方法求解了磁轮与壁面之间气隙的数值,并通过Ansoft进行了仿真分析,得到了磁轮与壁面之间气隙对吸附力的影响,验证了磁轮能够满足吸附力的要求。（4）基于前文的研究,研制了爬壁机器人的初代功能样机,模拟圆柱罐体搭建了试验环境,并对样机进行了直线运动、跨越焊缝、转向等情况的初步测试,并从中发现初代样机存在的一些问题。针对初代功能样机的不足之处,进行了整体结构的改进,得到了新版功能样机,并对其进行了运动试验,试验结果表明,新版功能样机能够满足功能要求。