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自适应粗糙壁面的欠驱动微刺夹持器

仿生附着在机器人抓取、转移打印、太空作业等领域具有广阔的应用前景。在此，提出了一种新型欠驱动仿生微棘夹持器，以附着在不规则、粗糙的壁面上。实验结果表明，该夹持器利用其柔性结构和欠驱动连杆机构，能够适应亚毫米尺度至厘米尺度粗糙度的不规则壁面的法向和切向附着。刚柔耦合仿真分析表明，锯齿形柔性结构变形可实现毫米级粗糙度适应，而欠驱动设计可实现厘米尺度的不规则形状适应。微刺附着实验表明，针尖在细砖墙上滑动5 mm时，具有饱和的切向附着力，可指导欠驱动连杆机构柔性结构刚度设计和参数选择。此外，开发的微刺夹持器成功地演示了抓取不规则岩石、树干和花岗岩板。本工作提出的通用、灵巧、被动适应设计方法，可实现平面和曲面物体的粗糙壁面附着，促进了对各种壁面抓附的理解和应用。