随着海上丝绸之路国家政策的提出,海上风电能源开发已逐渐发展成为我国的战略性新兴产业,也使得相关设备的检测和维护需求与日俱增。由于海上风电设备所处的特殊环境,传统的人工检测方式存在巨大的安全隐患,因此急需研制一种适用于海洋风电塔桩的检测机器人综合系统。对于海洋风电塔桩检测机器人而言,如何在复杂水下环境下高可靠性、高质量地完成检测任务是绝对核心问题,使得检测机器人的吸附性能变得尤为重要。本文以海洋风电塔桩检测机器人为研究对象,开展海洋风电塔桩检测机器人的结构设计、水阻力流场分析及吸附力分析,对磁吸附模块磁路结构的优化设计以及相关机器人整机实验验证等进行详细的探讨,为海洋风电塔桩检测机器人磁吸附结构设计及其吸附性能的发展和应用提供理论基础。根据机器人实际检测需求和课题具体任务指标要求,设计了一种非接触变磁力永磁吸附轮式风电塔桩检测机器人。对机器人的吸附机构、移动机构、主体框架等主体机构进行了方案选择与详细结构设计。对海洋风电塔桩检测机器人进行了流场分析和吸附力分析。建立机器人流场分析仿真模型,依据机器人和塔桩的基础结构及水流速度、方向,建立相应的水动力学模型,分析机器人水阻力受力情况。建立机器人静态和动态受力数学模型,求解机器人在极限情况下安全吸附的最小吸附力。根据最小安全吸附力和最大磁能密度的优化目标,对变磁力吸附机构上的永磁吸附单元进行优化设计。运用有限元法建立磁场仿真模型,通过海尔贝克型磁路结构和传统磁轭型磁路结构比较分析,得出海尔贝克型磁路更优越的磁吸附性能。分析了磁轭和空间布局对海尔贝克型永磁吸附单元磁吸附性能的影响,通过控制变量法,分析了永磁吸附单元各结构参数对磁吸附力大小及磁能密度的影响。采用改进灰狼优化算法对磁吸附单元进行了优化设计,得到了最优的结构尺寸参数。完成机器人样机制作并搭建实验控制系统,为实验研究提供软、硬件实现基础,依此开展机器人耐压密封实验、磁吸附力测试实验、磁场干扰实验和整机吸附可靠性实验,通过实验结果和仿真结果对比,验证本文仿真分析和优化结果的正确性,进一步验证了机器人吸附性能的有效性和切实可行性。