Investigador asociado de Ji keju, Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing/.El equipo del Profesor Dai Zhendong se inspiró en el mecanismo de escalada estable de insectos como langostas y Naan en ramas inclinadas e incluso invertidas, y desarrolló una estructura de almohadilla lisa de curvatura gradiente biónico basada en la superficie en forma de arco y la estructura de rama interna de su almohadilla de pies. Si bien la estructura mantiene la adaptabilidad de múltiples interfaces, ha logrado con éxito el cambio de adherencia de segundo orden de las propiedades de Adhesión / fricción a través del control de vibración. Los resultados de la investigación son los siguientes:“Control bidireccional de adherencia/fricción ultrarápido mediante vibración”Para el título, publicado en".Materiales Funcionales AvanzadosLas revistas proporcionan una solución innovadora para los problemas difíciles de compatibilidad entre "fuerte adherencia" y "liberación rápida" a mediano y largo plazo en los campos de la operación inteligente de robots y la fabricación de equipos de precisión.
El equipo de investigación adoptaLitografía micro - estereoscópica de proyección facial de precisión mozambiqueñaPμSL(...)3DTecnología de impresión..Nanoarco®S140 Pro, precisión:10 μm) se prepararon cuatro parámetros()曲率半径, espesor de la capa de contacto, diámetro de la capa de soporte y grado de gradiente(...)AjustableMuestras de la serie. Los resultados experimentales muestranEl material mostró propiedades de adherencia y fricción estables durante la prueba: la resistencia a la adherencia superó60,0 kPa, la resistencia a la fricción es superior130,0 kPa, y en200Se mantiene después de la segunda prueba de ciclo continuo90%Estabilidad de rendimiento anterior. Además, el material se encuentra en≥ 3 °Pendiente,≥ 1Ra0,8 μmMantiene un rendimiento estable en condiciones como la superficie áspera y es tolerable.400 Hz/60 μmCondiciones de vibración y- 60 a 160℃Entorno de cambio de temperatura en el rango(Figura 1,2(...).

Imagen1. Diseño de almohadillas deslizantes lisas de imitación y adhesión a la regulación de vibraciones/.Diagrama esquemático del mecanismo de fricción.
Imagen2. Cuatro parámetros estructurales clave se adhieren a él/.MoRendimiento de borradoImpacto.
Imagen3. Diferentes estructuras en estado estático/.Comparación de las propiedades de adhesión y fricción en la base áspera vibrante.
Estudios adicionales han demostrado que la estructura de almohadilla Lisa graduada por curvatura biónica presenta características como respuesta bimodal y tolerancia a la vibración en condiciones de prueba de vibración.En50 Hz/100 μmEn condiciones de vibración, su propiedad de adhesión es estática.1.371 ± 0004 NAscender a3.711 ± 0,037 N, el aumento alcanza270,68%(modoYo); Y200 Hz/100 μmEn condiciones de vibración, la fuerza de adhesión se puede reducir.0.079 ± 0,050 N, la disminución es497,58%(modoII). La relación de conversión y la eficiencia de conversión del interruptor al que se adhiere son, respectivamente, las siguientes:46.79y97,86%. vale la pena señalar que el diseño gradiente hace que el material esté en400 Hz/60de μmSe puede mantener en un ambiente vibrante.70%arribaPropiedades de fricción(Imagen3(...).
Imagen4. Análisis del mecanismo de adaptabilidad de la superficie y control de vibraciones.
En términos de análisis de mecanismos, las partículas magnéticas dispuestas a lo largo del gradiente axial en el interior de la estructura se forman.La estructura de gradiente de módulo de "rigidez superior, suave y inferior" logra efectivamente una distribución uniforme del estrés de la interfaz, lo que no sólo mejora el trabajo de adhesión efectivo, sino que también reduce la energía de deformación de la interfaz. Frecuencia y módulo de almacenamiento medidos por la curva de prueba de fuerza y desplazamiento y el principio de equivalencia de temperatura de tiempo en la prueba de vibración/.El análisis de datos como el módulo de pérdida muestra que la vibración de baja frecuencia mejora la adherencia (modo) a través del dominio elástico.Ⅰ), mientras que la vibración de alta frecuencia debilita la adherencia a través de la disipación viscosa (modo)Ⅱ), lo que permite lograr menos30Cambia el Estado de adherencia en milisegundos, y su velocidad de respuesta está en la misma magnitud que el gecko.(Imagen4(...).

Imagen5. Verificación de agarre no destructivo de superficies como metales, plexiglás y pastillas de silicio, así como verificación de módulos portátiles.
Imagen6. Condiciones de trabajo de diferencia de temperatura integradas con brazos robóticos y verificación de aplicaciones a gran escala.
Después de realizar la verificación de adherencia no destructiva de materiales como metales, plexiglás y obleas en la Plataforma de pruebaEl equipo de investigación desarrolló aún más un peso total inferior al280Gramos, el costo es inferior50El módulo de operación manual de RMB logró con éxito el manejo no destructivo de la base excéntrica (figura 5). Los módulos portátiles también se pueden integrar en el extremo del brazo robótico para satisfacer las necesidades de operación de alta precisión y gran área.(Imagen6(...).
Resumen:El estudio propone"Distribución del gradiente-La estrategia colaborativa de "inducción de vibraciones" ha logrado la adhesión en entornos inclinados, ásperos, vibrantes y cambiantes de temperatura./.Adherencia estable a las propiedades de fricción y conmutación rápida y reversibleQue proporciona adherencia estructural/.La transformación de los materiales de fricción de la optimización estructural pasiva a la regulación dinámica activa ha proporcionado nuevas ideas para el desarrollo de ejecutores finales "inteligentes" adecuados para entornos dinámicos.