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龙虱吸盘的仿生学特性及其真空吸盘组的仿真模拟研究

赵维福  
【摘要】:稳定性和移动性一直是评价爬壁机器人性能优劣的重要标准,对于真空吸附型爬壁机器人,吸盘吸附是应用最多的一种吸附手段。作者在掌握国内外真空吸盘研究现状基础上,通过试验探索,从仿生学角度出发,对几种具有吸盘的动物的吸附机理进行了对比分析,确定了真空吸盘设计的仿生模拟对象——雄性黄缘真龙虱的前足吸盘。通过对吸盘和吸盘组的提升力和倾覆力矩的计算,结合爬壁机器人的工作环境,确定出吸盘的组合方式和吸盘的直径。利用有限元分析软件对仿生吸盘的模型进行结构应力分析,并对仿生吸盘组进行流态进行分析,验证了设计结果在实际应用中的可行性,并利用三维绘图软件设计出自封闭式吸盘结构的实体模型和盘基的二维装配图。最后使用拉伸实验机对吸盘组的提升力进行实验验证。 仿雄性黄缘真龙虱的前足吸盘的设计方法为真空吸附型爬壁机器人的足部改型和改性的设计探索了一条新的思路,为真空吸盘的改进提供了一种方法。


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