仿生学原理和真空吸附原理介绍一下

2020-04-16

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仿生吸盘由于常规吸盘多针对特定的工件要求，多适用于平整光滑的平面，适应的工件形状种类少。为了适应多种工件的夹持需求，基于海洋软体生物灵感，国内外学者对仿生吸盘进行了研究。

Frank W. Grasso等分析了章鱼吸盘的特点，并指出制造的人工吸盘必须满足三个功能：具有漏斗状结构提供表面密封以适应任意几何表面；具备人工吸盘结构可以产生吸着所需负压力；外部肌肉使得被吸着的表面能随机械臂自由旋转。

真空吸塑胶厂家用仿生学原理和真空吸附原理，以三种仿生凹形漏斗吸盘结构模型为基础，结合章鱼吸盘平行或并列规则布局的特点，通过力学分析发现，胎面吸盘式花纹绝大部分与冰面发生有效吸附，可确保提供足够的吸附力，提高汽车在冰面上的防滑能力。

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但是，因为章鱼吸盘的肌肉组织数目庞大、紧密填满，并具有三维结构特征，人工加工难度较大。美国科学家用复合材料3D打印技术制作人工吸盘样品，每个吸盘只有指甲盖大小，并使用这样的吸盘在陆地上进行了吸着实验。科学家们预测，这样的吸盘在水下使用时，性能可能进一步提升，因为水压能提供更大的压力。

对于机器人的执行末端，制造像章鱼吸盘那样的人造装置，需要制作大量的如章鱼组织的人工肌肉单元，技术难度较高，也需要较高的加工成本。为了找到更易实现的结构，Jingping Hou等研究了鱿鱼吸盘的仿生结构特性，并以此为基础设计并制作了人工鱿鱼吸盘，可用于软体机器人末端执行器。