末端膨大、層級(jí)結(jié)構(gòu)粘附陣列的研制及粘附性能測(cè)試.pdf

1、壁虎高超的三維運(yùn)動(dòng)能力源于腳掌精細(xì)的剛毛結(jié)構(gòu)。以壁虎剛毛分級(jí)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，研制出功能和幾何結(jié)構(gòu)上高度仿生的粘附陣列，并應(yīng)用于仿壁虎機(jī)器人腳掌結(jié)構(gòu)中。
　　 本文首先介紹了幾種接觸理論模型和在相鄰支桿不粘連的前提下的傾斜支桿粘附陣列模型，分析了各種幾何參數(shù)對(duì)粘附陣列粘附性能的影響。
　　 其次針對(duì)不同的聚合物材料改進(jìn)和優(yōu)化不同的澆注工藝，并通過(guò)模板澆注法和兩種材料負(fù)頂模制備出理想的多基一級(jí)結(jié)構(gòu)粘附陣列。通過(guò)合理的工藝方法

2、在一級(jí)結(jié)構(gòu)支桿末端鍵合一層不同組分的硅橡膠基粘附層，形成末端膨大結(jié)構(gòu)；或在其末端利用光刻硅片制備出微米級(jí)硅橡膠基剛毛，形成層級(jí)結(jié)構(gòu)。
　　 最后利用UMT-2測(cè)試了多組分的末端膨大結(jié)構(gòu)和不同尺寸層級(jí)結(jié)構(gòu)的粘附性能，分析了不同組分、不同結(jié)構(gòu)、法向載荷、滑移距離、滑移方式等參數(shù)對(duì)粘附性能的影響。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明：末端膨大結(jié)構(gòu)粘附陣列的粘附性能優(yōu)于層級(jí)結(jié)構(gòu)，并都大于一級(jí)結(jié)構(gòu)的粘附性能；正向滑移的粘附強(qiáng)度大于傾斜滑移，并都大