该课题以罐体、船舶类等大型金属设备的除锈、打磨、焊接为背景,针对传统人工作业所面临的环境恶劣、危险性大、效率低等问题,提出了一种基于电磁吸附的直线型足式爬壁机器人整体结构,并完成了机构创新设计、运动学分析、动作协调和作业可实现性分析。在对机器人吸附方式、行走方式和驱动方式进行分析和选择的基础上,提出了爬壁机器人的整体设计方案。根据机构设计原则,完成了各部分组件的结构设计,确定了相关构件的具体尺寸参数。利用SolidWorks软件绘制了机器人三维模型,分析了机器人在爬行过程中腿部机构的动作原理。建立了腿部等效平面机构简图,对相关构件进行了速度、加速度等运动学分析,得出腿部机构的位置正解与反解方程。建立了机构输入与输出雅可比矩阵方程,采用Gosselin和Angeles的研究方法分析了腿部并联机构在运动过程中可能产生的奇异位形。以保证机器人行走运动稳定性和协调性为原则,基于高次多项式规律对机器人腿部运动进行了轨迹规划,建立了前、后两滑块速度、加速度随时间变化的函数方程,并用Matlab对两滑块进行了运动学仿真分析。建立了机器人运动的稳定平面,通过分析机器人重心投影点与稳定平面之间的相对位置关系,分析了机器人可能发生失效的两种形式,即沿壁面的滑落和自身的倾覆。对机器人进行了整体受力分析,建立了机器人在不发生运动失效情况下,每个吸附单元的吸附力需求随壁面倾角的变化关系,得出了一个单元的临界最小吸附力,为对吸附单元的进一步优化提供了理论基础。图33幅;表4个;参52篇。