飞机进气道内壁需要喷涂厚度均匀的特种涂料涂层以实现雷达隐身等功能。其人工喷涂的效率和涂层均匀性均难以满足未来需求,且涂料中的有害物质严重危害工人健康。因此研究面向飞机进气道内壁的喷涂机器人及其喷涂路径规划,实现进气道内壁的喷涂自动化,提高喷涂效率和涂层均匀性是必要的。现有研究均采用单一机器人喷涂整个内壁曲面的方案,由于机器人的空间可达性不足等原因其不能达到预期喷涂效果。针对上述问题,本文提出了“分段组合式”喷涂方案,将进气道内壁曲面分割为三个曲面段,每个曲面段采用各自机器人喷涂。在此基础上对喷涂机器人及其喷涂路径规划方法展开研究。通过分析已有喷涂机器人构型在进气道内壁喷涂时存在的空间可达性不足和涂层破坏等问题,提出了用于进气道内壁两端曲面段的长臂型喷涂机器人构型以及用于中间段的管内固定式喷涂机器人构型,并建立了其运动学模型。通过正运动学求解了机器人工作空间,根据其能覆盖目标工作空间验证了机器人的空间可达性。通过逆运动学求解实现了机器人末端位姿到关节变量的转换。喷涂路径规划依赖于待喷涂对象曲面信息,为提高所规划喷涂路径的质量,提出了能够将进气道内壁曲面均匀离散表达的等距离散曲面模型。对STL格式的进气道模型拓扑重构使其包含面片拓扑信息,在此基础上使用区域生长法从进气道模型中提取内壁曲面数据并对其重新采样建立了其等距离散曲面模型。为了提高喷涂路径规划的效率,对用于喷涂路径规划的截面法提出改进,使得在涂层质量在满足要求的前提下可以采用截面线法向估计曲面法向,减少了曲面法向估算的复杂计算。提出了路径相邻行程间隔修正系数和喷涂速度修正系数,从而将内壁曲面喷涂等效为平面喷涂,在此基础上使用平面喷涂涂层厚度模型建立了优化方程,对喷涂参数进行了优化。为验证所设计喷涂机器人构型对喷涂路径的位姿可达性,采用Coppelia Sim仿真平台搭建仿真环境。根据喷涂路径上目标点与实际机器人末端的实时位置偏差和Z轴指向偏差均在允许范围内,验证了机器人的位姿可达性满足要求。为验证所规划喷涂路径及喷涂参数的合理性,对所获得的涂层厚度分布情况及喷涂过程时间进行仿真。根据涂层厚度波动区间在目标区间内,且喷涂过程采用的时间在可接受范围内,验证了所规划喷涂路径及喷涂参数的合理性。