机器人（Robot）是一种能够自动执行任务的机器装置。它不仅可以接受人类的遥控指挥，还可以自动运行预先编排的程序，或者可以根据以人工智能技术制定的规则采取行动。它的任务是协助或取代人类的工作，在生产制造业、建筑业，或是高危职业中有着普遍的应用。由于爬壁机器人的研究和开发在工业上有着广阔的前景、良好的社会效益，因此自20世纪60年代日本率先开展这方面的研究以来，爬壁机器人的发展非常迅速，当今世界很多国家都在开展爬壁机器人的研究。而将平面机器人中陀螺仪加被动编码器混合定位导航技术运用到爬壁机器人上，目前国内尚属首创。本文首先介绍了国内外爬壁机器人的研究现状，阐明了本课题研究的目的和意义，分析了各种爬壁机器人的特点、性能、应用场合及关键技术，找到了爬壁机器人的共性和亟待解决的技术难点，提出了磁吸附结合推力吸附的吸附方式。机器人的主体由主体支架、清刷部分、推力吸附部分、行走部分组成。其中行走部分共分为差速轮系和全向轮系结构。在机器人的主体结构完成的基础上，设计了一套控制系统用以控制机器人的路径行走和验证路径跟踪方法的正确性。本论文的主要研究对象就是爬壁机器人的定位导航，从而实现爬壁机器人的路径跟踪，而要实现机器人的自动定位及导航，就要在一定的硬件平台上，本控制系统也正是基于机器人的控制要求、实时性要求来设计和调试的。在机器人主体结构和硬件平台搭建完成的基础之上，进行了最后的工作，也是本课题中最关键的部分，即机器人路径跟踪算法的设计、研究和验证。在矩阵论、线性控制论、微积分方面知识的基础上，设计了机器人路径跟踪算法，并将算法转化为单片机可识别的代码。经过反复的调试，最终验证了定位导航算法的正确性，路径跟踪方法的可行性，并且在实验的基础上，找到了一些实践的经验，为以后爬壁机器人的具体应用提供了丰富的参考经验。