爬壁機器人可運行在傾斜、豎直的壁面甚至天花板上，代替人類完成一些危險或無法完成的任務，如管道勘察、罐體檢測、船舶除銹、鋼梁維護和桅桿噴涂等。爬壁機器人主要有兩種吸附方式，即負壓吸附和磁吸附。其中負壓吸附依靠真空吸盤，對壁面的平整度有較高要求；而磁吸附是利用磁場產生的作用力，適合在導磁材料表面使用。目前磁吸附爬壁機器人主要分為電磁式和永磁式兩種，電磁式爬壁機器人需要持續通電保持吸附狀態，一旦斷電則機器人失去吸附能力，導致設備墜落；永磁式爬壁機器人采用永磁體作為吸附手段，吸力無法調整，因此對電機的扭矩要求很高，載重能力也有限。

中國科學院寧波材料技術與工程研究所稀土永磁團隊采用電永磁技術（Electro-permanent）對履帶式和足式爬壁機器人分別進行了改進。利用電永磁吸盤吸力可調、無需通過持續通電保持吸附狀態的特點，在履帶式機器人的底部和足式爬壁機器人的足部增加了微型電永磁吸盤，并研制了專用的驅動器和控制系統。如圖1的履帶式機器人底部的圓柱形電永磁單元尺寸約30mm×20mm，最大吸力約50N。

圖 01 履帶式機器人底部

該電永磁吸附機構僅在切換吸附狀態時需要用電，無需持續通電即可保持吸附或釋放狀態，提高了爬壁機器人續航能力。該電永磁吸附機構還具有磁力大小可調節的功能，通過姿態傳感器檢測自身狀態，在傾角較小、對吸力要求不高的壁面，機器人能夠降低電永磁吸附機構的吸力，一方面可以加快行進速度，另一方面有利于減小驅動電機的負荷，延長電機的使用壽命。

圖 02 吸附于天花板的足式爬壁機器人

履帶式爬壁機器人運動視頻

以上工作得到寧波市自然科學基金（2019A610127）等項目資助，相關研究成果已申報發明專利4項，發表期刊論文2篇。