蛙類足掌粘附結(jié)構(gòu)的仿生研究及力學(xué)測試系統(tǒng).pdf

1、樹蛙足掌的趾、指端均帶有橢圓形的吸盤，依靠吸盤所產(chǎn)生的吸附力，樹蛙攀爬行走在豎直的墻面上，研究樹蛙足掌吸盤對粘附機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有重要意義。 本文以中國大樹蛙為研究對象，利用各類顯微鏡（如生物顯微鏡、掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡）對大樹蛙足掌吸盤表面組織的微觀形貌進(jìn)行了觀測。研究結(jié)果表明，吸盤表面存在大量的六邊形凸起結(jié)構(gòu)和少數(shù)零散的小孔。從吸盤剖面來看，吸盤表面結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分：凸起表皮組織、帶狀皮下組織、結(jié)締組織，只有吸盤的正面才

2、具有凸起表皮組織。 對中國大樹蛙吸盤進(jìn)行了各類力學(xué)測試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，吸盤施加的正壓力越大，其法向吸附力也越大；在同一接觸表面，足掌滑動速度越大或者接觸面積越大，其足掌摩擦力也越大；豎直爬行時(shí)接觸表面的表面形貌對大樹蛙的吸附能力有影響；通過實(shí)驗(yàn)和理論分析，證明大樹蛙足掌的粘附機(jī)理是在毛細(xì)作用下吸盤表面濕粘附和機(jī)械互鎖的共同作用。 利用高速攝像機(jī)拍攝大樹蛙的豎直爬行過程，發(fā)現(xiàn)大樹蛙利用足掌的多級關(guān)節(jié)，以滾輪的形式實(shí)現(xiàn)了足掌