爬壁机器人被广泛应用于特种作业领域,如反恐救援、壁面清洗和船舶检测探伤等。磁吸附爬壁机器人属于爬壁机器人的一个分支,主要应用于钢铁壁面。但其吸附力往往不可调,无法满足不同载荷的需求。针对这样的问题,本文设计了一款爬壁机器人电控永磁吸附装置,相较于当前国内外爬壁机器人吸附方式,优点是能够根据不同载荷需求进行定量充磁,并能对吸附装置自身进行磁力检测,完成退磁补偿,扩大了磁吸附爬壁机器人的应用范围。首先,介绍当前爬壁机器人的研究现状,以及爬壁机器人不同吸附方式的优缺点。分析了电控永磁技术的发展现状,通过对比,提出一种基于磁吸附爬壁机器人的电控永磁吸附装置。并其次,通过对爬壁机器人受力分析,得出电控永磁吸附装置最小吸附力的大小;并对爬壁机器人能够进行越障的结构要求进行了分析,利用SolidWorks对吸附装置进行设计,利用Ansys有限元仿真软件对吸附装置进行仿真。仿真得出了吸附装置内磁体的排列方式、磁轭厚度、永磁体长度、气隙大小和外部激励大小;结合漆包线圈的有限元仿真与理论计算,确定了漆包线的规格。仿真结果表明,所设计电控永磁吸附装置的吸附力可控,并且能够进行充退磁,验证了设计方案的可行性。然后,对电控永磁吸附装置的充退磁控制系统进行了设计,包括充退磁控制电路、充退磁换向电路和保护电路,以及各部分功能的软件设计,验证了充退磁控制系统方案的可行性。最后,搭建的吸附力测试装置对电控永磁吸附装置吸附力进行测试和标定,实现吸附装置的定量充磁。通过与使用永磁铁产生固定吸附力的情况进行对比,实验表明,定量充磁后爬壁机器人的运动能力得到提升,并通过磁通量传感器作为反馈完成对吸附力的补偿控制。