化工容器作为一种反应或储存容器,长期在腐蚀、高温或高压下操作容易导致材料发生劣化、脆断或疲劳断裂。为了使化工容器安全运行,必须对其进行定期安全检测。爬壁机器人技术的发展,为容器安全检测提供了新的技术平台,壁面检测机器人成为机器人研究领域的研究热点之一。本文在结合国内外发展现状的基础上,运用仿生学原理,提出了一种基于足-履带式复合行走的新型壁面检测机器人的机械本体结构,解决了单纯使用一种行走方式引起的安全性和灵活性之间的冲突。根据功能性要求,该机器人由履带车、抗倾覆机构、检测机构等组成,采用真空吸附和永磁吸附共同作用。分析了影响壁面检测机器人安全性的因素。从防止倾覆和下滑两个角度出发对机器人的吸附可靠性进行分析,提出了在保证安全性的基础上提高机器人灵活性的方案。利用ANSYS软件对机器人关键零、部件进行静力学分析,提出了增加机器人安全性的结构优化方案。对壁面检测机器人进行运动学分析。规划机器人的运动步态,利用D-H表示法推导出机器人的正、逆运动学方程,得到了机器人运动过程中各构件空间位置的表示方法。利用虚拟样机技术,结合Solidworks的建模功能和ADAMS的仿真功能,对壁面检测机器人进行运动学和动力学仿真分析。通过运动学仿真,验证了机器人的直线行走和转向时步态的合理性。通过动力学仿真,分析了机器人的动力学特性和影响动力学特性不稳定的因素,提出了提高机器人稳定性的方法。