一种仿生高吸附性吸盘制造技术

本发明专利技术公开了一种仿生高吸附性吸盘，包括真空泵连接口、吸盘主体、多个仿生非光滑形态和疏水涂层；所述吸盘主体通过所述真空泵连接口连接外部真空泵；所述仿生非光滑形态均匀分布在所述吸盘主体的工作表面；所述疏水涂层覆盖所述吸盘主体的全部或部分工作表面；本发明专利技术吸盘本体工作表面的仿生非光滑形态，使吸盘工作表面形成多个小型吸盘，并且改变吸盘工作表面的润湿特性；利用疏水涂层的超疏水特性对水、油等介质的排斥作用，清除吸盘与基底表面间的多余介质，提高整体吸盘、由非光滑形态形成小型吸盘与基底表面之间密封性，提升吸盘的吸附稳定性和吸附强度。吸附稳定性和吸附强度。吸附稳定性和吸附强度。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生高吸附性吸盘


[0001]本专利技术涉及吸盘
，更具体的说是涉及一种仿生高吸附性吸盘。

技术介绍

[0002]吸盘作为工业领域中自动化的重要元件，已广泛推广到制造业、机器人、水下勘测研究、军工等诸多工程领域，吸盘的吸附性能直接影响其作业的质量。而随着吸盘应用范围的逐渐扩大，工程领域中吸盘的应用环境逐渐多元化，如应用吸盘对水下航行器进行回收和释放，爬壁机器人及单兵爬壁末端执行器，油罐清洗装置末端吸附执行元件。现有研究多通过提升吸盘的结构和材料以提高吸盘的吸附性能，并且常规吸盘的使用环境为常规环境，不能满足吸盘日益广泛的使用环境及需求。
[0003]自然界中的生物经过成千上万年的进化，生物已形成了适应其生活环境的最佳结构和形态，如自清洁的荷叶、易黏附水的玫瑰花、可在水下吸附的水蛭、华吸鳅、爬岩鳅等生物，学习自然界中生物优良功能，模仿生物体表独特的形态和特性，为仿生高吸附性吸盘的设计提供了参考和技术思路。
[0004]因此，如何提供一种种仿生高吸附性吸盘是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种仿生高吸附性吸盘，能够加强吸附性提高吸附强度，并且能够适应于水下或多油环境，实现复杂环境下的吸附。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种仿生高吸附性吸盘，包括真空泵连接口、吸盘主体、多个仿生非光滑形态和疏水涂层；
[0008]所述吸盘主体通过所述真空泵连接口连接外部真空泵；r/>[0009]所述仿生非光滑形态均匀分布在所述吸盘主体的工作表面；
[0010]所述疏水涂层覆盖所述吸盘主体的全部或部分工作表面。
[0011]进一步的，所述多个仿生非光滑形态在所述吸盘主体工作表面的覆盖率为15％
‑
30％。
[0012]进一步的，所述多个仿生非光滑形态在所述吸盘主体工作表面的分布形式为菱形分布、矩形分布和等差分布中的一种或多种。
[0013]进一步的，所述仿生非光滑形态为凹坑、条纹凹槽和环形凹槽中的一种或多种；并且相邻的所述仿生非光滑形态的间距为所述吸盘主体直径的5％
‑
30％。
[0014]进一步的，当所述仿生非光滑形态为条纹凹槽时，所述条纹凹槽的凹槽长度为凹槽宽度的1
‑
3倍。
[0015]进一步的，当所述仿生非光滑形态为所述凹坑和所述条纹凹槽时；
[0016]多个所述条纹凹槽和多个所述凹坑均匀分布在所述吸盘主体的工作表面；
[0017]并且，所述条纹凹槽和所述凹坑相间分布。
[0018]进一步的，当所述疏水涂层覆盖所述吸盘主体的部分工作表面时，所述疏水涂层覆盖在所述仿生非光滑形态的开口处和所述吸盘主体的边缘处。
[0019]进一步的，所述疏水涂层与水之间的接触角大于150
°
，滚动角小于5
°
。
[0020]进一步的，所述疏水涂层与油之间的接触角小于5
°
。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种仿生高吸附性吸盘，运用耦合仿生思想，结合非光滑形态、润湿性，通过在吸盘本体工作表面的仿生非光滑形态，使吸盘工作表面形成多个小型吸盘，并且改变吸盘工作表面的润湿特性；利用疏水涂层的超疏水特性对水、油等介质的排斥作用，清除吸盘与基底表面间的多余介质，提高整体吸盘、由非光滑形态形成小型吸盘与基底表面之间密封性，提升吸盘的吸附稳定性和吸附强度。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0024]图1附图为本专利技术提供的一种仿生高吸附性吸盘的立体结构示意图；
[0025]图2为吸盘表面矩形分布的条纹凹槽与等差分布的圆形凹坑组合示意图。
[0026]图3为本专利技术的工作状态示意图；
[0027]图4为吸盘本体表面局部分布的超润湿特性；
[0028]其中，1
‑
真空泵连接口，2
‑
吸盘工作表面，3
‑
仿生非光滑形态，4
‑
超润湿涂层，5
‑
基底表面。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]如图1，本专利技术实施例公开了一种仿生高吸附性吸盘，包括真空泵连接口1、吸盘主体2、多个仿生非光滑形态3和疏水涂层4；
[0031]吸盘主体2通过真空泵连接口1连接外部真空泵；
[0032]仿生非光滑形态3均匀分布在吸盘主体2的工作表面；
[0033]疏水涂层4覆盖吸盘主体2的全部或部分工作表面。
[0034]吸盘本体2通过真空泵连接口1连接真空泵时，吸盘本体1与基底表面5接触。在真空负压作用下，吸盘本体2发生变形。吸盘本体2工作表面与基底表面贴合。由于吸盘本体2工作表面存在的仿生非光滑形态3，使吸盘在吸附过程中，吸盘本体2工作表面存在多个由仿生非光滑形态3构成的小型吸盘。在小型吸盘与吸盘本体2共同耦合吸附作用下，提高了吸盘本体2在基底表面5的吸附性。同时，覆盖在吸盘本体2工作表面的疏水涂层4使得吸盘
本体2工作表面存在的超润湿特性，提高了吸盘本体2及小型吸盘与基底表面5的密封性，因此，吸盘本体2不易从基底表面脱落，提升了吸盘的吸附性能，增加了吸盘在基底表面的吸附强度。
[0035]在另一实施例中，多个仿生非光滑形态3在吸盘主体2工作表面的覆盖率为15％
‑
30％。
[0036]在另一实施例中，多个仿生非光滑形态3在吸盘主体2工作表面的分布形式为菱形分布、矩形分布和等差分布中的一种或多种。
[0037]在另一实施例中，仿生非光滑形态为凹坑、条纹凹槽和环形凹槽中的一种或多种。
[0038]其中，仿生非光滑形态是根据具有高吸附性生物吸附区域的微观结构设计的。如水蛭、华吸鳅、喉盘鱼、鲍鱼等。
[0039]通过对具有高吸附性生物吸附区域的微观结构的观察，能够将结构分为凹坑、条纹凹槽和环形凹槽三种形态，通过对不同形态进行有规律的分布设置，实现仿生。
[0040]在一种实施例中，观测华吸鳅吸附区域的微观结构，并利用超景深显微镜观察吸附区域的微观形态以及生物解剖发现，华吸鳅吸附区域分布了大量有规律分布的条纹凹槽形态，因此，通过模具、冷激光加工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生高吸附性吸盘，其特征在于，包括真空泵连接口、吸盘主体、多个仿生非光滑形态和疏水涂层；所述吸盘主体通过所述真空泵连接口连接外部真空泵；所述仿生非光滑形态均匀分布在所述吸盘主体的工作表面；所述疏水涂层覆盖所述吸盘主体的全部或部分工作表面。2.根据权利要求1所述的一种仿生高吸附性吸盘，其特征在于，所述多个仿生非光滑形态在所述吸盘主体工作表面的覆盖率为15％
‑
30％。3.根据权利要求1所述的一种仿生高吸附性吸盘，其特征在于，所述多个仿生非光滑形态在所述吸盘主体工作表面的分布形式为菱形分布、矩形分布和等差分布中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种仿生高吸附性吸盘，其特征在于，所述仿生非光滑形态为凹坑、条纹凹槽和环形凹槽中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的一种仿生高吸附性吸盘，其特征在于，当所述仿生非光滑形态为条纹凹槽时，所述条纹凹槽的凹槽长度为凹槽宽度的1

【专利技术属性】
技术研发人员：陈廷坤，王佳旭，徐金，陈奕颖，丛茜，金敬福，齐迎春，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：