[发明专利]基于壁虎仿生腿的材料粘/脱附性能测试系统及自调控法

权利要求书

1.一种基于壁虎仿生腿的材料粘/脱附性能测试系统，其特征在于：包括支撑固定框架、壁虎仿生腿、力传感系统、数据采集和运动控制系统；

所述的支撑固定框架包括第一竖直板（1）、第二竖直板（16）和水平板（18），还包括固定在第一竖直板（1）上的运动系统支架（2）；

所述的壁虎仿生腿安装于运动系统支架（2）上；

所述的力传感系统，包括力感应板（13）、三维毫牛级力传感器（15）、传感器第一垫片（14-1）和传感器第二垫片（14-2）；其中力感应板（13）通过传感器第一垫片（14-1）安装三维毫牛级力传感器（15）第一端的上表面，三维毫牛级力传感器（15）另第二端的下表面通过第二垫片（14-2）安装于水平板（18）上。

2.根据权利要求1所述的基于壁虎仿生腿的材料粘/脱附性能测试系统，其特征在于：所述壁虎仿生腿由第一舵机（3）、第二舵机框架（4）、第二舵机（5）、大腿支架（8）、第三舵机（9）、小腿支架（10）、踝部连接板（11）、足端（12）组成；其中第一舵机（3）的输出轴线与X轴平行，第二舵机（5）的输出轴线与第一舵机（3）的输出轴线垂直，第三舵机（9）的输出轴线与第二舵机（5）的输出轴线平行；第一舵机（3）固定于运动系统支架（2）上，第二舵机框架（4）第一端安装于第一舵机（3）的输出轴上，第二舵机（5）安装于第二舵机框架（4）内，大腿支架（8）第一端安装于第二舵机（5）的输出轴上，第三舵机（9）安装于大腿支架（8）的第二端，小腿支架（10）第一端安装于第三舵机（9）的输出轴上，踝部连接板（11）安装于小腿支架（10）的第二端。

3.根据权利要求2所述的基于壁虎仿生腿的材料粘/脱附性能测试系统，其特征在于：所述壁虎仿生腿还包括第二舵机框架安装加固装置，它由连接杆（6）和腿支架（7）组成，所述连接杆（6）与第一舵机（3）的输出轴线平行；腿支架（7）与连接杆（6）垂直；连接杆（6）的第一端安装于运动系统支架（2）上，连接杆（6）的第二端安装于腿支架（7）的第一端；所述第二舵机框架（4）的第二端连接与所述腿支架（7）的第二端。

4.根据权利要求1所述的基于壁虎仿生腿的材料粘/脱附性能测试系统，其特征在于：所述的数据采集和运动控制系统由数据采集卡（19）、五类双绞线、数据线、稳压电源、计算机数据处理软件组成。

5.根据权利要求1所述的基于壁虎仿生腿的材料粘/脱附性能测试系统，其特征在于：所述第一竖直板（1）具有Z向通槽，所述运动系统支架（2）安装于Z向通槽内。

6.根据权利要求1所述的基于壁虎仿生腿的材料粘/脱附性能测试系统，其特征在于：所述水平板（18）具有X向通槽，第二垫片（14-2）安装于X向通槽内。

7.利用权利要求1所述基于壁虎仿生腿的材料粘/脱附性能测试系统的自调控法，其特征在于包括以下过程：

步骤1、建立壁虎仿生腿运动模型，分析其运动特点并设定它的步态参数，通过设定不同参数规划壁虎仿生腿的各种步态，从而设计仿生材料不同的三维仿真粘/脱附轨迹；

步骤2、利用计算机仿真获得壁虎仿生腿三个舵机的角度变量，把壁虎仿生腿三个舵机的角度变量数据发送给仿真模型，通过软件编程，由LPC2103控制器实现三个舵机运动控制，从而获得期望的仿生材料三维粘/脱附轨迹；

步骤3、三维力传感器和数据采集卡获取粘/脱附力值，采用力柔顺反馈控制，将采集的三维力与预期的粘/脱附力比较，调节壁虎仿生腿末端仿生材料的粘/脱附轨迹，从而获得期望的粘/脱附轨迹，满足相应粘/脱附力值的控制要求。