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随着科学技术的不断进步,人们对生产生活中自动化水平的要求显著提高,真空吸盘类机器人、机械手和大功率吸附设备作为自动吸附装备的主要部件,在科学研究、工业生产、军事侦察和物流运输等领域极大的提高了作业效率和精度。此外,在世界各国工农业生产和百姓的日常工作生活中,新能源和清洁能源的使用引起越来越多的关注,并且快速普及开来。而真空吸附设备作为清洁能源的典型代表,将其使用性能进行优化开发,对于推广清洁能源战略,具有十分重要的意义。仿生学作为一门新兴的模仿生物高超本领的学科,对于生物的结构仿生和形态仿生已经取得了许多优秀的仿生成果,极大的丰富和便利了我们日常的工作和生活。在掌握国内外真空吸盘研究现状的基础上,从仿生学角度出发,选取了具有极佳吸附性能的海洋生物皱纹盘鲍为仿生原型,对其进行研究试验:分别应用体视显微镜、扫描电子显微镜对皱纹盘鲍腹足的生物形态进行观测,得出腹足具有功能分区结构,腹足表面分布有直径为0.5μm、长度为3.5μm、密度为55根/μm2的刚毛;使用拉伸试验机测量皱纹盘鲍对于不同材料和不同结构形态接触面的吸附力,分析得出腹足吸附力来自于范德华力、毛细力和真空负压力;利用高速摄像机对皱纹盘鲍吸脱附及爬壁运动中腹足形态变化进行观测,得出鲍鱼腹足抑制脱附的形态特征,总结出提高鲍鱼吸附性能的结构要素,发现鲍鱼腹足表面上具有多处规律的褶皱结构,对于提升腹足的吸附效果起到重要作用。根据真空吸盘的使用原理和机械设计理论,结合鲍鱼提高吸附性能的结构要素,对现有真空吸盘结构进行仿生优化设计与建模,使用3D打印机进行柔性材料和刚性材料相结合的仿生吸盘制造,利用拉伸试验机,对比测试标准吸盘和仿生吸盘的吸附效果。结果表明仿生吸盘较标准吸盘吸附力提高62.54%,提升效果明显,意味着仿生结构对真空吸盘使用中的吸附性和稳定性有着积极的促进作用。利用有限元ANSYS Workbench对工作状态下的标准吸盘和仿生吸盘进行受力分析,得出仿生吸盘表面的非光滑结构使作用在吸盘顶端的拉力出现应力集中,能够改变作用在吸盘表面的应力方向,使作用在吸盘底端边缘的应力减小,对脱附拉力起到抑制作用,从而增强仿生吸盘的吸附性能。