随着世界能源危机的日益严重,风能作为可再生能源逐渐受到各国政府的重视,风电装机容量也呈跳跃式增加。但与此同时,在寒冷季节叶片结冰后风力发电机的安全运行成为较为严重的问题。目前国内外学者所研究的大多是单一的操作式或移动式机器人,而同时具备移动与操作能力的机器人较少。基于以上背景,本论文通过串并混联的方式设计了一款攀爬除冰机器人,该机器人具有蠕动步态、攀爬步态和过渡步态等多种移动方式,其优异的移动性能使其能适应复杂地形,同时兼具并联机构承载能力强的特点,其上搭载的除冰装置能够在固定地点实现叶片的除冰工作。本文围绕攀爬除冰机器人为设计目标,综合考虑机器人主要应用场景、灵活性能和加工难易程度等多种因素,确定了攀爬机器人结构的系统方案,机器人整体采用模块化设计思想,根据功能将机器人分为攀爬模块、除冰模块和吸附模块。对攀爬机构的单并联机构进行了运动学正、反解的分析,并通过理论计算与MATLAB联合仿真对并联机构的几种特定位姿进行了求解。为了更好的对末端平台进行控制,同时也进行了速度和工作空间的计算。根据工作空间与机构尺寸的关系对机器人尺寸进行了优化。以此为基础,建立了机器人在固定位置工作模式下的约束方程,完成了对攀爬除冰机器人整体的运动学分析,为步态规划奠定了理论基础。针对风电机的结构特点,完成了机器人步态规划与仿真,分析了机器人在攀爬步态、蠕动步态和过渡步态的步距和应注意的问题;另外设计了机器人稳定吸附时的除冰模式,对机器人在风电机攀爬和工作时的稳定性进行了分析;通过在ADAMS虚拟软件中设置约束和材料属性,对机器人在攀爬和蠕动步态下的电机输出力和功耗进行比较和分析,得到更切合于实际的攀爬数据,为之后的样机制作奠定了理论基础。