大型化工容器内外壁面焊缝区打磨清理是其定期检验中一项重要工作,但目前普遍采用的传统人工打磨工艺方法存在着劳动强度大、施工周期长、安全性差等诸多不利因素。要改善这些不利因素,就要开发机器人代替传统的人工打磨清理方法。结合日渐成熟的爬壁机器人技术,利用其携带打磨设备对大型容器壁面进行打磨清理成为一种可行的办法。本文研究了爬壁打磨机器人的机械系统方案及其关键结构设计,并对该机器人进行壁面运动仿真和结构静动态特性分析。本文主要工作如下：1.机器人机械系统的方案设计。分析了机器人设计需求,利用功能原理设计方法对爬壁打磨机器人机械系统进行了功能设计,对比机器人各功能的原理方案解并选择了合适的原理方案,实验验证了机器人爬壁底盘方案的正确性,并制定了爬壁打磨机器人的机械系统设计方案。2.机器人关键结构的设计与分析。首先初步计算了机器人吸附力和驱动力矩；其次探讨了永磁吸附方案并进行仿真和实验,设计了吸附模块；然后对移动模块和打磨模块进行了结构设计,并完成了驱动电机和打磨电机的选型；最后给出了机器人机械结构的三维模型。3.机器人壁面运动虚拟样机仿真。建立了机器人ADAMS仿真模型,模拟了机器人竖直壁面上爬和转向两种壁面运动情况,得到了机器人位移、速度、加速度以及车轮与壁面接触力变化情况,结果表明,设计的机器人能够吸附在壁面并可以进行稳定的移动。4.机器人结构静动态特性分析及优化。对机器人整体结构进行了静态分析、模态分析和谐响应分析,并根据仿真结果的分析对机器人结构进行了优化,通过与原方案仿真分析对比,机器人整体性能有了显著提高,最后对机器人零部件进行加工制造。