仿壁虎腳掌微觀結(jié)構(gòu)及應(yīng)用研究.pdf

1、帶式輸送機(jī)是以輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的連續(xù)輸送機(jī)械。輸送帶打滑是帶式輸送機(jī)最主要的失效形式之一，解決不好不僅影響生產(chǎn)，增加運(yùn)行成本，嚴(yán)重時(shí)還可能引發(fā)礦井火災(zāi)和爆炸等重大事故。增加滾筒與輸送帶之間的摩擦力是解決輸送帶打滑的最有效的方法之一。在自然界中，壁虎以其強(qiáng)大的粘附能力引起了我們的注意。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，壁虎腳掌的粘附力是由壁虎腳掌的剛毛與接觸表面分子間產(chǎn)生的范德華力累計(jì)而成的。壁虎腳趾的精細(xì)粘附結(jié)構(gòu)除了具有粘附力大的特點(diǎn)外，還具

2、有為未知形貌和材質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)接觸表面無(wú)損傷、自清潔、可反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)滾筒包覆表面的設(shè)計(jì)具有重要的借鑒作用。
　　本文從建模仿真、參數(shù)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等四個(gè)方面對(duì)仿壁虎粘附陣列進(jìn)行研究。首先對(duì)壁虎的粘附及脫離機(jī)理進(jìn)行研究。建立壁虎單根剛毛、剛毛陣列分別與光滑、粗糙表面間的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算并仿真出壁虎剛毛與表面間粘附力與間距、預(yù)壓力、定位夾角之間的關(guān)系。接著進(jìn)行仿壁虎粘附陣列的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)。為了防止剛毛與表面接觸時(shí)產(chǎn)生折斷、倒