爬壁机器人是极限作业机器人的一个分支，能够代替人类在核工业、石化企业、建筑行业、消防部门、造船等领域中的危险状态下作业，具有极其广泛的用途和很高的使用价值。自二十世纪六十年代出现以来，一直受到世界各国人们的广泛关注。 本文首先介绍了爬壁机器人在国内外的发展现状和应用情况，通过查阅大量国内外文献资料和借鉴已有的类似成果，理论联系实际，提出了机器人的设计方案。该机器人可在建筑物玻璃幕墙面或其他形式(如瓷砖，粉墙)的墙面行走并进行清洁工作，具有一定的理论意义和实用价值。 爬壁机器人系统包括机器人本体机械结构、清洁作业装置以及相应的控制系统三大部分。文中通过对吸附、移动、动力和密封四个方面的分析，设计了一种单吸盘真空吸附式车轮式爬壁机器人，由充气管裙作为密封机构。 建立了机器人静力学模型，对机器人在壁面上可靠吸附和可能发生倾覆的条件进行了力学分析，求出机器人防止滑落与倾覆的临界条件。同时还对机器人进行了运动学分析，建立了运动学模型，在此基础上，对机器人基本运动形式，直线运动、圆弧运动的实现方式进行分析了。 控制系统主要完成对机器人行走、吸附、清洁等装置的控制，必须具有操作简单、方便的特点。本文采用的是上位机和下位机两级控制方式。上位机主要用来完成对机器人路径规划、运动控制、信息处理等，并对下位机发出一系列的命令，最终实现对机器人的实时监控。下位机主要完成输出动作控制和状念判别等工作，上位机通过无线通讯方式实现对下位机的控制。