仿壁虎微粘附陣列的設(shè)計(jì)、制備及粘附性能研究.pdf

1、仿生微粘附陣列在特種爬壁機(jī)器人領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。作為一種基于干性粘附的功能粘附材料，仿壁虎微粘附陣列具有粘附與脫附可控、對(duì)接觸表面無(wú)損傷、自清潔、可反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。
　　 本文設(shè)計(jì)并制備了一種新型的傾斜仿壁虎微粘附陣列。為了防止微粘附支桿工作時(shí)發(fā)生坍塌、折斷、失穩(wěn)和聚結(jié)等方式的失效，分別針對(duì)粘附支桿的強(qiáng)度，剛度及穩(wěn)定性進(jìn)行分析，確定粘附支桿各個(gè)結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)。理論計(jì)算表明：粘附支桿傾斜20°，斜截面為45°時(shí)，陣列具有較為

2、理想的粘附性能，且具有這種結(jié)構(gòu)的粘附陣列可便利地調(diào)控吸附和脫附。然后針對(duì)澆注材料，陣列的基底厚度及密集度等進(jìn)行分析，確定相應(yīng)的各個(gè)陣列參數(shù)。文中還設(shè)計(jì)并加工了微型澆注模具，提出利用聚合物澆注負(fù)頂模來(lái)澆注粘附陣列的制備方法，有效地改善了粘附陣列的形貌特性，提高了陣列的粘附性能。最后利用硅橡膠和聚氨酯材料分別制備了兩種不同結(jié)構(gòu)的微粘附陣列，并對(duì)其進(jìn)行粘附性能的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，該粘附陣列法向粘附強(qiáng)度可達(dá)0.31 N/cm2，切向粘附強(qiáng)度可