文档介绍：壁虎机器人
摘要:首先,详细介绍和分析了国内外仿壁虎机器人的研究现状。然后,讨论比较了仿生壁虎机器人所涉及的关键技术的优缺点。最后,在前面分析比较基础上对未来的发展趋势进行了预测。
引言：机器人不但可以提高工人的生产效率,还可以代替人类壁虎脚掌由刚毛组成，刚毛又由绒毛组成）很容易实现绒毛和基底的大面积接触,Varenberg等发现，决定作用力的是各接触区域周长的总和。壁虎之所以能够产生如此大的吸附力是因为它脚掌的绒毛多，与基底的接触面积总周长很大oHuber等认为表面的粗糙度对作用力也有较大影响:当表面粗糙度很小或粗糙度较大时吸引力均较大，当表面粗糙度在100nm左右时达到最小，此时的粗糙度尺度和壁虎绒毛尺度相当。观察发现壁虎总是保持着清洁的脚掌,这为它们长时间保持优异的吸附能力提供了条件。首先，壁虎的脚掌具有超疏水性（接触角为16019°），接触脚掌的液体会因表面张力的作用形成液滴，只要脚掌稍微倾斜，液滴就会滚落。滚动的液滴会把一些污染物颗粒一起带走,达到自我洁净的效果，此过程被称为“莲花效应”。其次,壁虎脚底不具有腺体，不分泌黏液，它们利用脚掌与基底的摩擦使大部分污染物脱落。实验数据表明，经过几步的摩擦，壁虎能去掉大约一半的污染物。Lee等运用此原理制造出仿壁虎微结构的纳米刷，用它们清洗不易达到的细缝（如光纤连接器）中的污垢,并取得了很好的效果。最后，壁虎保持自清洁的另一个原因是污染物与基底的作用力比绒毛与基底的作用力大，实际上，考虑到绒毛的半径和污染物的体积，要满足绒毛牢固地吸附污染物几乎不可能，故壁虎脚掌能长时间保持清洁状态。2壁虎的脱附机制壁虎与基底分离的全过程只需15ms,而且几乎测量不到它脱附时需要的拉力。通过实验得出结论:当壁虎绒毛与基底的夹角大于30°时即可发生脱附现象。这个结论由高华健运用有限元模型（FEM）所证实•他们同时还指出，当夹角从30°增加到90°，分离所需要的力越来越小。以壁虎绒毛与基底接触点为支点，绒毛另一端与基底的距离为力臂，吸附和脱附时拖拽力均平行于基底，但方向相反。脱附时的力臂远远大于吸附过程中的力臂,由杠杆原理知，壁虎仅需用很小的力即可让绒毛与基底分离。另外一种解释是在脱附时，刚毛因压缩而变形，弹性能储存于绒毛中，当能量释放时，绒毛如橡皮筋一样地弹出去,从而不需要任何拉力便可脱离基底。这种现象和Russell观察的一致。
几种关键技术：：在用于仿生粘性材料力学性能测试的综合实验台中，测力部分是关键的环节。研制了一种二维小量程力传感器，利用应力集中原则对二维力传感器弹性体局部削弱，结合材料力学理论和有限元软件ANSYS对弹性体进行优化仿真设计,确定弹性体结构各参数值；利用ANSYS后处理器中提供的路径映射技术，在传感器弹性体应变最大的区域，确定弹性体应变片的最佳贴片位置；对传感器进行静态标定，得出其静态性能指标。：由实验台所完成的实验可知，在进行壁虎、蜜蜂脚掌的仿生粘性材料（如聚氨酯等）的研究过程中，我们需要对材料进行三种功能的测试单垂直方向的粘着力测试、单水平方向的摩擦力测试和二维运动中的粘着力和摩擦力的测试。这样就需要研制一种能同时测量水平方向和垂直方向力的专用二维力传感器。根据实验要求，设计了一种平行梁结构的二维小量程力传感器，它垂直方向的最大量程是