在现代社会中，爬壁机器人因其具有攀爬垂直墙壁并完成极限作业的能力，而被广泛应用于各种极端恶劣的作业环境中。永磁吸附爬壁机器人具有结构简单、可靠性高、对壁面的适应能力强等优点，因此广泛应用于船舶、石化等行业的清洗维护工作中。而现有的永磁吸附爬壁机器人普遍存在着吸力不易控制、转向困难、运动灵活性差等缺点。针对现有的不足，本文设计了一种磁吸附状态可切换的永磁吸附履带式爬壁机器人，并将其应用于风力发电机塔身清洗工作。首先，在充分了解爬壁机器人技术的基础上，结合风力发电机塔筒清洗工作的特点，对不同的结构方案进行了分析及优缺点比较，提出了具体的实现方案。对不同运动状态下的爬壁机器人进行了受力分析，并逐一研究了机器人在重力作用下各种可能的失稳形式，最终得出机器人的稳定吸附条件；对机器人进行了转向运动特性分析，研究了爬壁机器人的运动速度与驱动链轮转速之间的关系，完成了机器人本体及清洗单元的结构设计工作。其次，设计出一种磁吸附状态可切换、吸附效率高的永磁吸附装置。根据Maxwell静态磁场的分布规律，应用有限元分析软件Ansoft对吸附单元的磁场进行了分析。研究了磁场分布规律以及各结构参数对磁吸附力的影响，从而找出了较优的结构参数。最后，在对爬壁机器人的运动模型进行适当简化的基础上，应用ADMAS对爬壁机器人虚拟样机进行了运动学仿真，以研究其运动规律，进而验证设计的合理性。