风力发电系统的大型部件目前的更换方案是采用大型起吊机将旧发电机从高空吊装到地面,再将新发电机吊装到高空进行安装。这种更换方案效率低、工作量大且存在非常大的安全隐患,为了解决该问题,本课题主要设计了一种用于风力发电系统中大型部件更换维修的攀爬机器人。该机器人需要能够快速攀爬至塔筒顶部,并驱动吊装工作台工作,将大型部件吊装至地面,完成大型部件的更换维修工作。其与传统风力发电系统大型部件的更换维护相比,有结构尺寸小、吊装成本低,施工周期短以及安全系数高等优势,满足了更换维修的要求。且设计过程考虑了承载情况和机器人运输问题,实现风电机组机舱内大部件更换可行的设计方案。本项目的相关设计是在轮式攀爬机器人的结构基础上,结合机械创新结构思维,设计可行性高的三维模型,并进行了运动仿真和有限元分析,验证模型的可靠性。本文将以总分的结构思路来介绍攀爬机器人的总体设计方案和各部件功能设计方案。