由于干黏附材料具有较大切向黏附力和较小法向黏附力的特性，国内已经有基于干黏附技术的仿壁虎机器人充分利用了干黏附材料这一黏附特性，实现了在光滑竖直表面的黏附爬行［70-71］。但实现在负表面的稳定黏附运动的基于干黏附技术的仿壁虎机器人还未研制成功，其中不乏采用各种干黏附材料的机器人，经过分析得出，之所以这些机器人难以实现在负表面的稳定黏附运动，根本原因是仿壁虎脚掌的法向黏附力不够大。一方面是仿壁虎机器人在负表面运动时要克服自身重力，且在仿壁虎机器人运动过程中，当一个脚掌（三角步态）或两个脚掌（对角步态）脱离平面时，处于支撑相的脚掌需要提供更大的法向黏附力；另一方面是仿壁虎机器人在运动过程中，当其腿部执行落腿动作时，脚掌与平面发生碰撞，此时机身将因碰撞产生震颤并影响其他脚掌的黏附性能。因此提高仿壁虎机器人脚掌的黏附力是实现仿壁虎机器人在负表面稳定黏附运动首要解决的问题。

针对以上情况，本书在熟悉该干黏附材料黏附特性的情况下，充分利用其黏附特性，以提高仿壁虎脚掌的法向黏附力为目的，设计了由PVC片和干黏附材料组成的新型脚趾结构。区别于将干黏附材料通过黏性胶与PVC片基底完全贴合这种方式，选择将干黏附材料与PVC片留有一定的空间形成柔软的弧度的设计，这样设计一方面可以使干黏附材料与目标表面接触时黏附单元几乎完全与表面接触，保证接触面积较大；另一方面使脚趾与目标面接触之后，在一定刚度的PVC片基底的支撑下，避免材料过于柔软而脱落。针对这样的弧状结构，提出另外两种脚趾结构设计方案。

基于由PVC片和干黏附材料组成的脚趾结构，我们将PVC片与干黏附材料按贴合方式不同分为三种接触状态：（Ⅰ）全部贴合（无弧）结构表示PVC片基底与干黏附材料完全接触的状态；（Ⅱ）单弧结构表示PVC片基底与干黏附材料的两长侧边接触时的状态；（Ⅲ）双弧结构表示PVC片基底与干黏附材料的两长侧边及中间接触时的状态。仿壁虎机器人脚掌的不同脚趾结构模型如图4.12所示。(www.daowen.com)

图4.12　仿壁虎机器人脚掌的不同脚趾结构模型

（Ⅰ）—PVC片与干黏附材料全部贴合；（Ⅱ）—PVC片与干黏附材料有一个弧度；（Ⅲ）—PVC片与干黏附材料有两个弧度