本文以餐饮业中油烟管道清洗为主要应用背景,研究了一种可用于水平和竖直油烟管道清洗的机器人。论文通过对目前常用几种油烟管道清洗方法进行调研分析,认为采用高压水射流清洗油烟管道不失为一种高效、环保的方法。通过对射流清洗污垢机理、影响射流清洗效率的诸多因素进行分析,认为与机器人相关的影响高压射流清洗效果的主要因素是射流冲击角、靶距和横移速度等参数,在此基础上提出了等靶距、等水射流冲击角的清洗工艺方法。针对现有油烟管道清洗机器人高压射流喷杆仅能单自由度摆动,清洗时机器人操控困难,清洗效率较低等问题设计了一套两自由度喷杆控制机构,该机构可以实现喷杆与被清洗管壁等靶距、等冲击角摆动,解决了现有单自由度的喷杆不能实现任意方向摆动的问题,增加了喷杆运动的灵活性,可提高清洗效率。论文根据烟道机器人应用环境特点和针对竖直烟道清洗机器人行走功能的要求,设计了一种永磁吸附链式履带机器人行走机构。文章对机器人的拖线力、射流反冲力进行了计算,建立了机器人作业的一般空间位姿模型,应用相关理论知识,对机器人在该模型下可能产生“下滑、纵向翻转”的静稳态受力进行了详细分析；通过机器人匀速爬坡运行时的动态受力和驱动平衡的分析,结合MATLAB数值仿真计算得出机器人稳定可靠工作时所需的最小许用磁吸附力大小和履带驱动系统所需满足的驱动条件,为机器人驱动系统的选型、磁块的设计提供了理论依据。最后对机器人控制策略进行了初步探讨。在上述理论及技术研究的基础上,制作了一台模型机器人样机,并进行了初步的模拟试验。