随着经济的不断发展,国家的进出口贸易呈直线上升趋势,在此过程中船舶运输发挥了重要作用,因此船舶表面的维护工作也是保证航行安全的一个重要环节。截止到目前,80%的船舶除锈是通过人工手持喷枪的方式进行船舶表面的除锈工作,人工手持喷枪的方式存在污染环境、效率低、反作用力大;机器人的吸附装置难以加装高效的除锈设备等诸多问题,都限制了我国船舶维护的发展,因此在船舶使用的过程中需要完善这些除锈问题。针对上文提到的除锈短板,本文设计了一种全新的吸附装置,采用复合吸附式的模块为机器人提供吸附力,使机器人清除壁面锈迹,从而将繁琐的人工解放出来。并且该机器人设计有废水、废渣回收装置,既安全可靠又绿色环保,符合时代的要求。本文的研讨主要包括以下内容:首先,根据除锈应用过程中遇到的实际问题,确定爬壁除锈机器人的设计难点。针对难点确定了本文机器人的整体目标参数,确定了机器人整体机械结构,根据整体结构进行稳态分析,并根据机器人的各个重要组成模块进行设计选择。确定了以电磁铁和永磁铁相互结合作为吸附方式的非接触式船舶除锈爬壁机器人设计。其次,针对电磁和永磁相结合的吸附装置进行详细的探讨。为了提高复合式爬壁除锈机器人的关键稳定性能,即吸附可靠性能、防侧翻脱落性能、负载性能以及灵活性能。在三维软件中建立模型,根据模型分析了稳定性,从而满足机器人的稳态性能要求。并且对爬壁除锈机器人进行有限元仿真分析,通过COMSOL软件对复合吸附模块建模分析。通过与单一磁性材料的吸附力对比,总结了该装置的吸附力变化范围曲线,分析了采用电磁铁和永磁铁相互结合装置的优势,为接下来的设计打下了坚实的基础。再次,针对超高压水射流的除锈摆杆结构进行强度的分析,并且分析了超高压水射流的流体结构。建立超高压水除锈模型,在COMSOL仿真软件中进行有限元仿真,分析了超高压水除锈与壁面之间的最佳距离以及高压喷嘴最佳的收缩角度。这两个因素对除锈压力的影响曲线变化,从而优化除锈效果。最后,为使得各部分很好的协调工作,针对各部分进行控制方面的软硬件设计,保证爬壁除锈机器人安全、高效的协同工作。并对机器人各组成部分测试后,将其组装为验证机,并在实验允许条件下,对所设计的爬壁机器人进行实验验证。