壁虎的运动行为与动力学研究:竖直面内运动方向的影响

• 作者: 吉爱红 张月云 戴振东 王周义 王金童
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 壁虎 三维运动作用力 运动行为 竖直面 力传感器阵列
• 年，卷（期）: 2010,（23）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 2339-2349
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/s11434-010-4082-7

摘要

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.