爬壁机器人是能够在垂直壁面上或者斜面上灵活移动，代替人工在危险环境下完成作业任务的自动化机器人。与各种传感器技术相结合，使得机器人具有一定的自主探测能力，为实现机器人自动控制，自我调节和自主攀爬打下基础。爬壁机器人可分为足式、轮式和履带式,足式爬壁机器人与轮式和履带式相比具有更大的灵活性和越障能力。面向自主攀爬，本文基于课题组开发的新型五自由度模块化真空吸附式双足仿生爬壁机器人W-Climbot，对吸盘足部传感系统进行了设计，并对控制相关问题做了探讨。首先，提出了一种基于超声波测距的吸盘足部非接触式位姿检测方法，设计了机器人吸盘足部传感系统，并开发了相应的检测模块，根据超声波测距结果计算出吸盘足部相对于壁面的位置和姿态，并分析了吸盘可靠吸附的条件。其次，对机器人进行了运动学建模、壁面吸附分析、壁面过渡分析和简易障碍物判别等研究。采用D-H方法建立了运动学模型；根据测距测角模块测出的数据，运用逆运动学和几何算法计算出壁面吸附和壁面过渡时各关节的调节量，然后调节机器人进行壁面吸附和过渡；根据测距距离之和进行简单的障碍物识别。再次，对吸盘传感器控制系统的软硬件进行了设计。基于对功耗、空间的要求，选择了低功耗小尺寸的单片机C8051F040作为控制单元，设计了通信模块、真空泵和电磁阀控制模块、传感器信息采集和处理模块等。最后，进行了实验验证。先单独对传感器系统进行标定，再将传感器模块集成在吸盘上和机器人结合在一起，完成壁面贴合、壁面过度和简单障碍物识别等实验，从而验证了基于超声波测距的吸盘足部位姿非接触式检测方法的可行性和有效性。