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1984 年，日本日立制作所的内藤绅司等人研制出八足磁吸附式爬壁机器人，如图2.1所示，它有 8 只脚，每只脚利用永磁体吸附于壁面，内、外侧各四只脚交替吸附于壁面，实现机器人在壁面上的前进和后退，通过内框与外框间的相对转动实现机器人的转向，此机器人自重 40kg，最大爬行速度 100mm/s。1988 年，日本钢管株式会社（NKK）开发了轮式磁吸附爬壁机器人，如图 1.3.1.1 所示。它可以吸附在各种大型构造物如油罐、船舶、球形容器灌等的壁面上，代替人进行监测或者文修等工作。该爬壁机器人靠磁性车轮对壁面产生吸附力，两台直流电机分别驱动左右两组车轮单元，手臂用来夹持作业工具。其主要特征是：爬行稳定，最大速度可达 9m/min，适用于各种形状的壁面。7201
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但当机器人需要做大交角的壁面过度时，将会很困难；而且车轮与壁面的接触面积较小，使其携带负载能力减弱，稳定性较差。
图1.3.1.1 八足磁吸附式爬壁机器人 图1.3.1.2 轮式磁吸附式爬壁机器人
日本应用技术研究所研制出了车轮式磁吸附爬壁机器人，如图1.3.1.3所示。 它可以吸附在各种大型构造物如油罐、球形煤气罐、船舶等的壁面, 代替人进行检查或修理等作业，这种爬壁机器人靠磁性车轮对壁面产生吸附力。其主要特征是：行走稳定速度快, 最大速度可达9m/min , 适用于各种形状的壁面, 且不损坏壁面的油漆。
图1.3.1.3 车轮式磁吸附爬壁机器人
1989年在日本东京工业大学研究出来该爬壁机器人，吸盘与壁面之间有一个很小的倾角，这样吸盘与壁面之间的吸附力很大。每个吸盘分别由一个电动机来控制驱动，与壁面接触的吸盘旋转，爬壁机器人就随之向前移动，这种吸附机构的吸附力可以很大。
德国Kamat 公司研制了一种永磁吸附、履带式、气驱动的爬壁机器人，如图1.3.1.4所示，用于搭载船舶除锈清洗器。爬壁机器人采用气压马达驱动的双履带行走机构，本体质量为90 kg，机架宽度700mm，搭载清洗器直径250mm，可以实现0 ～ 4 m/min 无级调速，除锈清洗速度可达40m2/h。
图1.3.1.4 Kamat机器人
1.3.2国内研究现状
北京航空航天大学推出了蓝天洁士 I、II、III 型擦窗机器人。2000 年开发研制的灵巧擦窗机器人，分别如图 1.3.2.1(a)、(b)、(c)所示。该机器人本体结构采用具有滑动密封负压吸附装置的双履带式驱动，但重量相对要轻的多，仅有 20kg 车体结构，能够实现越障和面面转换功能。该机器人类似于佐藤多秀研制的双车体机器人，尺寸为 0.8m×0.4m×0.2m（长×宽×高）。2001 年开发研制出吊篮式擦窗机器人和蓝天洁宝，如图 1.15、图1.16 所示。“吊蓝式擦窗机器人”则模拟人手擦窗的方式进行作业。“蓝天洁宝”属于被动式清洗机器人，使用大面积负压吸盘吸附，利用风机产生真空，结构简单，工作效率高，具有很高的实用价值。
(a) 蓝天洁士I (b) 蓝天洁士II (c) 蓝天洁士III
图1.3.2.1 蓝天洁士机器人
哈尔滨工业大学研制出一种用于反恐防暴侦察任务的四轮式壁面移动机器人 , 如图1.3.2.2(a)所示, 通过四轮驱动机构实现机器人在壁面的移动和转弯, 该机器人具有移动速度快、机动能力强、转弯灵活等优点。
北京航空航天大学研制了一种四轮式壁面移动机器人, 如图2.6(b )所示, 电机分别驱动左右两个主动轮, 然后通过同步带带动同侧的从动轮, 实现移动和转弯。文献也研制了一种新型四轮式壁面移动机器人, 采用把永磁体镶嵌在车体中部但与壁面非接触的吸附方式, 该方式不仅对壁面没有损坏、不磨损磁体,而且便于机器人灵活移动和转弯。四轮式壁面移动机器人的运动比两轮要复杂的多, 成为许多研究者研究的内容。例如, 李志海在研究四轮驱动下的机器人动力学模型的基础上, 定义了驱动轮转向角, 并分情况讨论了机器人转弯半径和转向角之间的关系; 刘荣认为, 机器人转弯时相对于转弯半径的圆心受到的转矩可度量机器人转弯的灵活性, 转矩越大则机器人转弯越灵活