在经济飞速发展的当下,持续的城市化发展带动了更多的人口涌向城市,城市内的高楼大厦越来越多,中央空调通风系统越来越多的用于高楼大厦中,而中央空调通风管道内部随着使用时间的积累以及空调通风系统的不规范使用导致管道内部受到污染,传统的人工清洁存在效率低、经济成本高、时间成本高等一系列弊端,所以设计一款新型的、更适合通风管道工作和清洁的移动机器人意义非凡。首先,分析机器人要服务工作的环境状况,结合目前各类管道清洁机器人的设计进行清洁机器人的设计,包括机器人的运动系统、清洁系统、控制系统。主要完成的工作是机器人结构和机构方面的设计与分析。并建立机器人的三维装配模型。其次,对灰尘的粘附力学原理以及特性完成了分析研究;通过对机器人工作环境的分析,基于机器人清洁机构的设计参数,建立滚刷刷毛基于大变形理论下的力学模型,建立非线性方程组并使用MATLAB软件求解,得到滚刷刷毛的工作正压力与滚刷转速、滚刷的高度相关性,对机器人清洁效果的控制提供了理论支持;对机器人的关键部件进行了静力学仿真优化,对于机器人的机体完成了模态分析研究,保证了机器人结构的安全性以及可靠性;对机器人的爬坡性、越障能力、稳定性进行了理论分析以及仿真,保证机器人工作的可靠性。最后,根据对机器人的结构设计以及各方面的理论分析,选择机器人结构的材料、选型标准件,并加工非标件,搭建出机器人的样机。并对机器人的驱动性能以及清洁性能进行了实验分析研究,实现机器人的稳定运动和高效清洁工作。