大壁虎在不同傾斜表面運(yùn)動(dòng)力學(xué)測(cè)試與比較分析.pdf

1、大壁虎運(yùn)動(dòng)力的測(cè)定對(duì)揭示大壁虎運(yùn)動(dòng)的力學(xué)規(guī)律、指導(dǎo)類大壁虎機(jī)器人的研制、獲得仿生機(jī)器人控制設(shè)計(jì)的靈感均有重要的意義。采用動(dòng)物運(yùn)動(dòng)行為與運(yùn)動(dòng)力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試大壁虎在不同傾斜角的斜面自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，腳掌和腳趾與運(yùn)動(dòng)表面接觸時(shí)產(chǎn)生的3維運(yùn)動(dòng)力，結(jié)合高速攝像分析討論大壁虎在不同運(yùn)動(dòng)斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)大壁虎腳掌的運(yùn)動(dòng)力，并比較前后腿的功能。
　　 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得大壁虎在不同傾斜角的斜面(30°、60°、120°和150°)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)力，并結(jié)合前期大壁虎

2、在0°、90°和180°表面運(yùn)動(dòng)的測(cè)試結(jié)果，比較分析了大壁虎在此七種不同傾角的表面運(yùn)動(dòng)時(shí)腳掌、腳趾與運(yùn)動(dòng)表面作用力的變化規(guī)律；并討論了各腳掌對(duì)身體運(yùn)動(dòng)的作用。從受力和步態(tài)方面對(duì)大壁虎身體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律做了闡述，加深對(duì)生物運(yùn)動(dòng)的理解。
　　 大壁虎在低傾斜角的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)，主要采用對(duì)腳步態(tài)運(yùn)動(dòng)，前腳緩沖運(yùn)動(dòng)，后腳驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度較高，其主要依靠步頻來(lái)提高速度；在高傾斜角的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用三腳或?qū)δ_步態(tài)，前腳驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，后腳緩沖運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)

3、速度較低，其主要依靠步距來(lái)提高速度。大壁虎腳掌受到的運(yùn)動(dòng)力大小方向因斜面角度的不同而異，其中側(cè)向力大小隨運(yùn)動(dòng)斜面角度增加先增后減，而其方向在高低傾斜角上有較大差異；法向的粘附力主要用于平衡體重和翻轉(zhuǎn)力矩。
　　 本文首次測(cè)量了大壁虎在各個(gè)斜面(除0°斜面外)表面運(yùn)動(dòng)時(shí)腳趾接觸力。腳趾接觸力大小隨斜面傾斜角的增加而增加，其中垂直于接觸表面的粘附力主要用于平衡重力引起的翻轉(zhuǎn)矩或重力。大壁虎腳趾在接觸表面內(nèi)的合力與腳趾的夾角較小且第1