理论教育 仿壁虎机器人脚趾结构受力分析

仿壁虎机器人脚趾结构受力分析

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据上一小节干黏附材料假设模型可知全部贴合时脚趾的受力情况,因此这里主要针对单弧和双弧的脚趾结构进行受力分析。图4.13单弧脚趾结构设计和受力分析如图4.13所示,当角度很小时,F11和F12很大,则F11和F12的法向分力很大。为验证该结论的准确性,将对不同的脚趾结构进行相关实验测试。

仿壁虎机器人脚趾结构受力分析

为验证所设计脚趾结构提高脚掌法向黏附力的可行性,首先对脚趾结构进行力学分析。根据上一小节干黏附材料假设模型可知全部贴合时脚趾的受力情况,因此这里主要针对单弧和双弧的脚趾结构进行受力分析。

单弧脚趾结构是将干黏附材料背面的两侧长边与PVC片贴合,中间部分形成一个柔软的弧度,此时脚趾干黏附材料的受力分析如图4.13所示。

图4.13 单弧脚趾结构设计和受力分析

如图4.13所示,当角度(θ11和θ12)很小时,F11和F12很大,则F11和F12的法向分力很大。分析其受力情况可以得到如下方程:

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双弧脚趾结构是将干黏附材料背面的两侧长边以及中间一部分与PVC片贴合,这样可以形成两个较小的弧度,此时脚趾干黏附材料的受力分析如图4.14所示。

图4.14 双弧脚趾结构设计和受力分析

如图4.14所示,当角度(θ21、θ22、θ23和θ24)很小时,F21、F22、F23和F24很大,即F21、F22、F23和F24的法向分力很大。分析其受力情况可以得到如下方程:

由方程组(4.1)和方程组(4.2)可知,当脚趾干黏附材料大小、基底PVC片厚度都相同时,在静止状态下,双弧脚趾结构的法向黏附力明显大于单弧脚趾结构的法向黏附力。为验证该结论的准确性,将对不同的脚趾结构进行相关实验测试。

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