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壁虎在竖直面内不同方向运动时运动行为的观察和运动作用力的测定不仅能揭示出壁虎运动的力学规律, 也可以进一步获得仿生机器人控制设计的灵感. 用三维力传感器阵列测定大壁虎在竖直面内运动的三维作用力, 并结合高速摄像讨论在自下向上, 自上向下和自右向左3 个不同方向运动时大壁虎的运动行为及其脚掌的功能. 结果表明大壁虎的运动速度随步频的提高而增加, 但与脚掌的黏附时间与脱附时间无明显相关性. 大壁虎各脚掌产生相应的作用力以平衡重力和翻转矩, 并为运动提供必要的推力; 位于身体质心上方的脚掌在支撑身体、运动驱动、运动平稳等方面都起到关键作用; 竖直面内大壁虎在不同方向运动时运动行为和脚掌功能所发生的相应改变, 使得大壁虎能够在竖直面上安全高效的自由运动. 这一研究对仿壁虎机器人的结构设计、步态规划和控制的选择有所启发和帮助. 相似文献
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《科学通报》2016,(23)
壁虎的脚掌上具有脚爪和刚毛两种附着器官,两种器官具有不同的附着机制,二者协同作用使壁虎具有在任意粗糙度的竖直墙面和天花板上自如运动与附着的能力.将壁虎脚掌上的脚爪去除后,放置在14种不同粗糙度的竖直的砂纸表面,以研究壁虎仅依靠刚毛时的附着能力.研究结果表明,仅仅依靠刚毛附着时,壁虎在各类砂纸表面的滑移速度、内收速度等存在差异性.滑移速度随着砂纸表面上颗粒直径与间距比值增大而减小,表面粗糙度并不是影响黏附性能的直接原因,其黏附性能由刚毛尖端末梢与砂纸表面的接触面积决定.研究壁虎脚掌刚毛在不同粗糙度的竖直表面的黏附性能,可以为设计基于仿壁虎刚毛黏附的爬壁机器人提供参考. 相似文献
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壁虎是我们身边常见的小型蜥蜴类动物。这些小东西个个身怀绝技,它们不仅能在墙壁上垂直往返,而且能倒挂在天花板上自如地爬行。原来,壁虎的脚趾上长着密密麻麻的刚毛,呈多层次排列,结构精细。刚毛与墙壁表面接触时,两者表面的分子距离非常接近,因而会产生微弱的分子引力。成千上万根细小刚毛产生的引力汇聚成强大吸力,便能使壁虎牢牢附着在墙壁上。 相似文献
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你是否曾经纳闷,壁虎为什么能够克服重力在卧室的墙上和天花板上跑来跑去? 科学家们认为已经找到了答案,他们也许还发现了制造一种新型合成黏合剂的新思想。 壁虎的脚爪上有AN万根微小的绒毛,并且每根绒毛的顶端有数10万个微小的刮板,这使壁虎仅用一个脚趾就能毫不费力地悬挂在天花板上。 伯克利加州大学的生物学家罗伯特·富尔(RobertFull)最近说:“数量达数10亿的刮板看起来就像长在绒毛顶端的花耶菜,黏性非常强、” “壁虎还发出一种奇特的行动方式,先把这些绒毛铺到物体表面,然后再把绒毛揭下来,就像撕下胶… 相似文献
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大壁虎在天花板表面的运动行为与动力学研究 总被引:1,自引:0,他引:1
壁虎天花板表面运动作用力的测定对揭示壁虎运动的力学规律、获得仿生机器人控制设计的灵感均具有重要意义.用三维力传感器阵列测定大壁虎天花板表面运动的三维作用力, 结合高速摄像讨论壁虎在天花板表面运动中壁虎脚掌的作用力和预压力, 并比较分析了前后腿的作用. 结果表明壁虎在天花板表面运动的速度为0.17~0.48 m/s, 前后腿向身体中线方向收拢. 脚掌在与天花板表面初始接触时间内产生冗余的预压力, 以确保运动的安全, 前腿的法向预压力大于后腿. 前后腿的侧向作用力大小相当. 前腿运动方向的作用力始终和运动方向相同, 起主要推动作用; 后腿运动方向的作用力始终和运动方向相反. 前后腿的法向作用力分别占体重的73.4%和60.6%. 运动中, 运动方向的作用力明显大于侧向和法向的作用力, 前腿主要起到推动作用, 后腿则主要起稳定作用. 上述结果表明壁虎在天花板表面运动中腿功能的变化, 使得壁虎能够在极端条件下自由运动, 并启发机器人结构设计、步态规划和控制规律的选择. 相似文献
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正还记得语文课本里那篇叫《壁虎》的文章吗?其中有一句是这样写的:"壁虎趴在墙壁上,静静地一动不也不动,像贴着的一块水泥。"其实,壁虎只要一个脚趾贴在墙上,它的整个身体就能纹丝不动。这其中的奥秘在哪儿呢? 相似文献
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大壁虎脑立体定位的方法与装置 总被引:2,自引:0,他引:2
壁虎具有卓越的三维空间无障碍运动能力, 其脚掌的黏附机制成为国内外生物物理研究的热点, 其运动规律成为非结构环境下机器人和生物机器人研究的良好模型. 为揭示大壁虎(Gekko gecko)脑内运动功能的时空编码规律, 首先对大壁虎的运动进行干预, 提出了一种大壁虎脑立体定位方法, 并根据大壁虎颅骨结构研制了相应的脑立体定位装置. 该装置与通用脑立体定位仪相匹配, 定位准确、操作简单, 适用于不同大小的成年大壁虎的脑部实验. 通过大壁虎脑图谱的初步制作、脑内核团的损毁以及脑内特异性运动核团的空间定位等诸多实验验证, 该装置能够满足大壁虎脑功能的研究需要. 相似文献
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为了吸引异性和保持清洁,动物需要经常梳洗打扮。它们以自己的唾液,用舌头舔、用牙齿梳,一样可以把皮毛打理得光鲜整洁。洗脸,洗手,洗澡,已经是我们日常生活中养成的卫生习惯。您能想到吗,在动物世界里,它们每天必做的一项工作就是保持整洁卫生—— 相似文献
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大壁虎在垂直面和水平面上小跑和行走的关节角度观测 总被引:1,自引:0,他引:1
大壁虎优异的爬壁和运动协调能力为仿壁虎机器人的研制提供了很好的仿生模型. 用三维运动观测系统测定了大壁虎在水平面小跑(337.1 mm·s-1)和行走(66.7 mm·s-1)以及垂直面上小跑(241.5 mm·s-1)和行走(30.6 mm·s-1)时前后肢的关节角度变化. 在水平面上, 当运动速度增大时, 关节转动角速度增大, 前肢摆动角前摆的幅度几乎保持在59°不变, 而后摆幅度由72°增大到79.2°. 在垂直面上, 壁虎运动时前肢提升角始终大于零以使质心贴近运动平面, 随速度的增加前肢摆动角前摆的幅度由33.7°增大到36.7°, 而后摆的幅度几乎在87.5°不变. 无论在水平面还是在垂直面上运动, 步态的变化对后肢摆动角的范围影响不大. 相似文献
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用贴在眼球上的摄像机在人群中找到要跟踪的目标,用壁虎手套攀爬高楼,随意控制大楼电梯,把人体悬浮在空中……近期在各地影院上映的美国科幻大片《碟中谍4:幽灵计划》,展示了一些正在研制中的反恐新技术。这些酷炫的新技术真的能实现吗? 相似文献
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文[1~3]已对大壁虎的四大组织超微结构加以介绍。按照解剖学的体系,本文着重报道它消化系统的超微结构。取大壁虎消化系统的舌、胃、肠、肝和胆囊5个部分的材料,用扫描电子显微镜进行观察。 相似文献
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塔里木沙漠公路沿线风沙危害形成环境分级与区划 总被引:1,自引:0,他引:1
通过系统的野外调查与监测,经过量化处理和分级标准确定,对塔里木沙漠公路沿线的风沙灾害形成环境进行了模糊分级与分区,将沙漠公路沙漠段风沙危害形成环境划分为四级,其中易于形成重灾的路段占沙漠段总长度的37.1%;在分级基础上,以沙漠公路沿线五大地貌单元的差异性为基础,结合沿线风况的差异,将沙漠公路沿线风沙危害形成环境从宏观上分为5个区,其中重灾型风沙危害形成环境区占沙漠段的64.3%。沙漠公路风沙危害形成环境程度等级在空间上表现出重复循环的分布规律,但总体上具有自北而南风沙危害形成环境程度逐渐减轻的趋势. 相似文献