墙面及天花板上大壁虎脚趾作用力测试和脚掌形态研究  

作　　者：王周义[1,2] 顾文华[1,2] 吴强[1,2] 吉爱红[1] 戴振东[1] 

机构地区：[1]南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所,南京210016 [2]南京航空航天大学机电学院,南京210016

出　　处：《中国科学：技术科学》2011年第9期1161-1166,共6页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：国家自然科学基金(批准号:60535020;6091007;30770285;30700068);国家高技术研究发展计划("863"计划)(编号:2007ZA04Z201)资助项目

摘　　要：用3维运动作用力测试系统测量大壁虎在墙面和天花板上稳定运动时的脚趾作用力,分析了脚趾力的变化与壁虎运动的关系;用高速摄像跟踪观察壁虎在稳定运动时脚趾行为,获得壁虎在墙面、天花板上运动时脚掌形态特征;揭示大壁虎在墙面及天花板上稳定粘附的形态学和接触力学规律.结果表明:在墙面和天花板接触表面内脚趾的面力与脚趾的夹角分别为12.6°和3.1°,垂直于接触表面的粘附力足以平衡重力引起的翻转矩或重力;壁虎第1和第5脚趾产生方向相反的力,在接触面内形成冗余结构,提高接触的可靠性和稳定性;墙面与天花板表面运动中脚趾作用力与运动表面的夹角近似相等(约20°);壁虎在天花板运动时,脚趾作用力明显大于在墙面运动时的脚趾作用力;上述结果可以启发仿壁虎机器人脚掌的控制与设计。

关 键 词：脚趾作用力 形态特征 天花板 冗余力 仿壁虎机器人 

分 类 号：Q66[生物学—生物物理学] Q954