随着我国桥梁、铁路隧道等大型基础设施建设的推进,工程质量的检测对检测工具提出了更加严格的要求,对高自动化程度的检测设备的市场需求越来越大。本文针对上述需求,力图设计一种操作简便、成本低、可有效代替人工操作的爬壁机器人。本文以适应铁路隧道检测需求为工程导向,提出了一种实用的多吸盘框架式爬壁机器人,搭载检测设备执行具体的工程检测任务。该爬壁机器人的主体结构为“十字”形状,采用具有强约束的框架式行走方式,真空吸盘为吸附方式,采用气动和电机相结合的驱动方式。这种结构使机器人能够在较为粗糙壁面上实现吸附,同时具有很强的扩展性,可以根据需要切换搭载的检测设备。本文首先通过调查分析,确定了机器人的基本结构、吸附方式、执行方式,并设计了具体的结构,对该结构下的吸附稳定性问题进行了理论分析,包括不打滑的条件、不倾翻的条件;然后,对机器人的控制系统硬件系统和软件系统进行了设计规划,确定了机器人具体的运动初始化方式和行走步态;对该爬壁机器人在吸附时的两种吸附切换策略进行了分析对比和实验验证,选取直接切换的方式;构建了机器人本体与控制端的无线传输协议,并在程序运行环境中实现。最后,完成了完整的爬壁机器人系统,对机器人样机进行了性能指标测试和多种壁面环境下的行走实验,验证了机器人的机构稳定性和控制的有效性,结果表明,达到了各项设计指标。