昆虫钩爪和黏附垫的协同作用研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:hlexcuner
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
昆虫优异的附着、运动性能得益于其精细的功能性附着系统,对昆虫附着系统的研究不仅能够帮助人们深入地理解昆虫的附着机制,还能启发仿生附着系统的设计和改进,提高仿生机器人的环境适应能力。  以往的研究结果表明昆虫单一的附着器官往往不能满足其附着和运动需求,因而不同附着器官之间的协同作用可能起到了重要作用。  本文的目的在于研究钩爪和黏附垫的协同附着行为,并探讨表面颗粒尺度对附着性能的影响。为此,设计了一种兼具钩爪和黏附垫的仿生附着系统,并挑选了一系列不同尺寸的钢球来模拟不同尺度的基底颗粒。在一种多功能的三维附着力测试平台上对附着系统的性能进行测试。  通过实验获得了附着系统在大颗粒的基底上的极限附着力,并计算了相应的附着破裂能耗。基于这些结果讨论分析了钩爪和黏附垫之间的协同作用以及基底尺寸对附着系统的极限附着力和附着破裂能的影响。钩爪与兼具钩爪和黏附垫的附着系统的附着性能随着基底尺寸的增加而减弱,而黏附垫的附着性能则随基底颗粒尺寸的增加而增加;颗粒尺寸相对较小时,钩爪与颗粒之间的接触摩擦作用提供主要的附着力;颗粒尺寸相对较大时,黏附垫提供了主要的附着力。黏附垫的法向黏附力大大的增加了钩爪的切向摩擦力,而这个切向力反过来强化了黏附垫的抗剪切性能,这种协同作用大大的扩展了附着系统的基底颗粒尺度适应范围。  最后我们建立了三维的钩爪和黏附垫的协同作用力学模型,并讨论了其他钩爪参数对昆虫附着性能及其协同作的影响。
其他文献
目前我国多数油田进入开采中后期,注水法采油导致原油含水率逐年上升,受常规滤料比表面积小,吸油率低且易板结、流失等问题影响,原有过滤工艺难以满足日益复杂的含油污水处理要求
本文分别对各向同性材料、单层复合材料和层合板材料进行了研究,找到了影响材料弯曲刚度的主要因素以及这些因素与层合板弯曲刚度的关系,得到穿孔层合板的最佳弯曲刚度设计。
城市雨水利用可实现节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和水涝、减少水污染和改善城市生态环境等目标。本文为城市道路雨水利用系统,主要利用草坪集雨进行灌溉或其它用