2.1 机器人设计原则
（最小运动惯量原则）：由于机器人在工作时会不断的改变运动方式，如果运动部件过多，就会造成冲击和振动，最小运动惯量原则就是为了增加机器人运动平稳性，提高机器人动力学特性。为此，在设计时应注意在满足强度和刚度的前提下，尽量减小运动部件的质量，并增强运动部件的装配精度。
（尺度规划优化原则）：当设计要求满足一定工作空间要求时，通过尺度优化来提高机器人的工作范围，应对未来不同的工作场所
（高强度材料选用原则）：在机器人中起着负载作用的各零部件，尽量选用高强度材料，增加机器人的使用寿命。
（刚度设计的原则）：机器人设计中，刚度比强度更值得关注，刚度不够容易造成机器人部分变形，而要使刚度最大，就需要选择最为合适的零部件剖面形状和尺寸，以此增加接触刚度和支承刚度，合理地分配力的支撑件上的力和力矩，尽量减少不必要的的弯曲和变形。
（可靠性原则）：机器人是一种集成化的产品，其设计复杂，零件众多。而其工作的可靠性变得尤为重要。一般来说，各零件的可靠性要高于部件的可靠性，而部件的可靠性则要高于整体的可靠性。设计中可以通过概率设计的方法设计零件和结构来增加可靠性，也可以通过系统可靠性综合方法评定机器人系统的可靠性。
（工艺性原则）：机器人是一种高度集成化的自动机械设备，其精度要求也高于普通的机械设备。所以设计中要注重其高精度的加工和装配工艺。合理的结构设计是基础，良好的工艺性才能保证其正常工作。只有这样机器人性能才能有所保障，不会因为反复的检修而增加成本。
2.2 整体方案选择
本课题的主要难点在于如何实现通风管道内的四个壁的同时清扫，为此有两个较好的方案。