【技术实现步骤摘要】
具有刚柔结合结构的仿生干黏附脚掌
本专利技术涉及仿生机器人领域，具体为一种具有刚柔结合结构的仿生干黏附脚掌。
技术介绍
爬壁机器人具有在各种特殊表面运动攀爬的特殊能力，如大倾斜表面、竖直面甚至倒置表面。因此具有很大的应用环境，比如高空高危作业、航天器维修、抗险救灾等等。因此受到越来越广泛的关注。根据黏附原理的不同，黏附机构一般分为负压式、磁吸式、干黏附及钩爪等。其中适用干黏附材料的脚掌机构最为简单易用。目前对仿生干黏附材料的研究已经很多，有许多作为成熟的产品进入市场，我们选取的基于蘑菇头结构的仿壁虎刚毛黏附材料是市场上现有的黏附性能卓越的仿生干黏附材料之一。尽管如此，由于大多数使用干黏附材料的脚掌机构具有单一柔性或单一刚性的结构，导致黏附效率低，难以充分发挥仿生干黏附材料的优越性能，因而无法实现大质量的爬壁机器人结构，更无法实现机器人的大载荷和作业能力。
技术实现思路
本专利技术目的是，针对
技术介绍
中的问题，提出一种具有刚柔结合结构的仿生干黏附脚掌，模仿壁虎脚掌的黏附和脱附运动轨迹，实现仿生脚掌机...
【技术保护点】
1.一种具有刚柔结合结构的仿生干黏附脚掌，其特征在于，包括上层的刚性脚掌（1）、中间层的可调柔性脚垫（2）和底层的仿生干黏附材料层（3），可调柔性脚垫（2）粘合在刚性脚掌（1）的下表面上，仿生干黏附材料层（3）粘合在可调柔性脚垫（2）的下表面上；/n刚性脚掌（1）包括一个小腿（1-1）、一个向心关节轴承（1-2）和一个脚掌（1-3），脚掌（1-3）为圆柱体，脚掌（1-3）轴线处设置轴承孔，向心关节轴承（1-2）装入脚掌（1-3）的轴承孔内，小腿（1-1）为多层圆柱体，小腿（1-1）的末端轴插入向心关节轴承（1-2）内；/n可调柔性脚垫（2）采用聚二甲基硅氧烷PDMS材料制备...
【技术特征摘要】
1.一种具有刚柔结合结构的仿生干黏附脚掌，其特征在于，包括上层的刚性脚掌（1）、中间层的可调柔性脚垫（2）和底层的仿生干黏附材料层（3），可调柔性脚垫（2）粘合在刚性脚掌（1）的下表面上，仿生干黏附材料层（3）粘合在可调柔性脚垫（2）的下表面上；
刚性脚掌（1）包括一个小腿（1-1）、一个向心关节轴承（1-2）和一个脚掌（1-3），脚掌（1-3）为圆柱体，脚掌（1-3）轴线处设置轴承孔，向心关节轴承（1-2）装入脚掌（1-3）的轴承孔内，小腿（1-1）为多层圆柱体，小腿（1-1）的末端轴插入向心关节轴承（1-2）内；
可调柔性脚垫（2）采用聚二甲基硅氧烷PDMS材料制备而成的柔性层，可调柔性脚垫（2）通过材料制备中各组分的配比调节刚度，来控制仿生干黏附材料层（3）的形变程度；可调柔性脚垫（2）的厚度为5-10mm，可调柔性脚垫（2）采用室温固化硅橡胶粘合在脚掌（1-3）的下表面上；
聚二甲基硅氧烷PDMS材料由聚甲基氢硅氧烷（PMHS）和聚甲基乙烯基硅氧烷（PMVS）两种组分按照一定比例混合而成；
仿生干黏附材料层（3）采用仿生干黏附材料制成，仿生干黏附材料层（3）的厚度为0.5-2mm；仿生干黏附材料层（3）与可调柔性脚垫（2）之间采用聚二甲基硅氧烷PDMS材料与二氧化硅混合搅拌形成粘合剂联结。
2.根据权利要求1所述的具有刚柔结合结构的仿生干黏附脚掌，其特征在于，定义聚甲基氢硅氧烷（PMHS）为X组分，聚甲基乙烯基硅氧烷（PMVS）为Y组分，X组分和Y组分的重量比是：1:5、1:10、1:15、1:20和1:30，重量比对应的聚二甲基硅氧烷PDMS材料的杨氏模量分别为1.59MPa、2.05MPa、1.25MPa、0.35MPa和0.14Mpa。
3.根据权利要求2所述的具有刚柔结合结构的仿生干黏附脚掌，其特征在于，可调柔性脚垫（2）的制备方法包括如下步骤：
步骤1）模具的制备；
步骤2）液体材料的合成：将X组分和Y组分安装重量比倒入一个塑料容器里混合并搅拌15分钟，搅拌完成后混合物置于真空室内抽真空，并静置30-45min，直至没有明显气泡从混合物中冒出；
步骤3）混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：李家和，邵冬昊，戴振东，陈健，吉爱红，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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