随着科技进步与社会发展,人类社会对于电能的需求不断提高,全球的能源格局正在向着以电为核心的新型能源结构转换。在这之中作为核心发电设备的汽轮机组则起着非常关键的作用,所以针对汽轮机组中核心部件的检修与维护便有着很高的经济效益与社会意义。由于传统的汽轮机叶片检修手段多需要对汽轮机设备进行开缸验修,检修时间长,停机带来的经济损失大,研制一款可以在汽轮机叶片环境中进行探测活动的软体机器人具有很高的经济效益与社会意义。针对汽轮机叶片环境中的构型特点,本文在已有机器人本体结构的基础上针对汽轮机检测软体机器人在一系列关键技术方面进行了研究。具体内容如下:从汽轮机叶片分布特征出发来选择机器人的固定形式,并基于折纸机构理念设计一款具有大折展比的气囊结构。确定气囊与机械本体的固结方式,并利用Abaqus软件仿真确定合适的气囊材料、气囊厚度,对气囊参数进行优化。在此基础上对气囊的制备工艺进行研究,制作出满足工程需求的气囊实物。搭建汽轮机叶片仿真模型,并针对叶片的曲率、间距以及平行度等结构特征确定机器人的运动方式与最佳落脚点区域。在此基础上结合机器人运动特性进行步态规划,使用分段常曲率模型对机器人进行几何建模并针对机器人在叶片环境中关键点的通过性进行仿真分析,确定合理的运动策略。搭建汽轮机叶片裂纹检测机器人控制系统,设计机器人控制系统的总体控制方案,据此搭建机器人的主控芯片系统、电机驱动系统、气动固定系统以及电源供电系统,并使用Lab VIEW平台针对摄像头视频提取模块、手柄指令触发模块、通讯指令模块以及运动控制界面模块进行设计,通过Arduino平台进行下位机软件开发。利用所搭建的控制系统控制机器人运动,测试机器人在常规地形和叶片中的运动性能。