壁虎在負(fù)重下的運(yùn)輸反力測定及三維傳感器的優(yōu)化分析.pdf

1、壁虎具有超凡的三維空間無障礙運(yùn)動(dòng)能力，也具有很好的負(fù)重能力，但負(fù)重對運(yùn)動(dòng)反力的影響尚沒有研究。本論文測定壁虎負(fù)重情況下的腳掌與表面之間運(yùn)動(dòng)力，獲得類壁虎機(jī)器人的先進(jìn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)控制的新理念和新思路，揭示負(fù)重對動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的影響。
　　 采用三維力傳感器陣列，結(jié)合動(dòng)物運(yùn)動(dòng)行為觀測，測試負(fù)重質(zhì)量、負(fù)重方式、表面狀態(tài)等參數(shù)對運(yùn)動(dòng)力的影響。首次測試了在一個(gè)步態(tài)周期中，不同表面狀態(tài)不同負(fù)重時(shí)各腳掌運(yùn)動(dòng)力對動(dòng)物運(yùn)動(dòng)存在的不同作用。在水平面上負(fù)

2、重運(yùn)動(dòng)時(shí)，壁虎受到的側(cè)向力指向身體中線，前腳力值受質(zhì)量影響比后腳明顯，力與速度的顯著性隨負(fù)重質(zhì)量增加而迅速降低；驅(qū)動(dòng)力控制身體前行速度，方向不定，前腳主要起緩沖運(yùn)動(dòng)的作用，而后腳主要起向前驅(qū)動(dòng)的作用；法向力支撐體重，平衡重力，隨負(fù)重質(zhì)量增加冗余度減小。在墻面上負(fù)重運(yùn)動(dòng)時(shí)，壁虎存在一個(gè)短時(shí)間的初始接觸階段，隨后壁虎產(chǎn)生背離身體中線的側(cè)向力；驅(qū)動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)方向相同，克服重力驅(qū)動(dòng)身體前行，重力起緩沖運(yùn)動(dòng)的作用；法向力將壁虎身體拉向墻面，克服重力