用于昆虫足力测试的三维微力传感器

介绍一种三维微力传感器的结构和工作原理，该传感器量程为-0．01～0．01N，分辨力为10μN，用于测量昆虫爬行时足底与接触面间的三维接触力。通过运用Ansys有限元分析软件，对这种结构的传感器进行结构静力分析和模态分析，验证这种结构传感器用于小量程三维接触力测量的可行性。昆虫爬行足力试验测试以及相关的试验数据表明：可以满足生物试验要求。

动物运动力学测试系统

研究蜘蛛、昆虫等微小动物在地面、墙面、天花板等不同表面的光滑或粗糙状况下自如运动时的附着机理,可以为特种仿生机器人的研究提供理论依据。研制了动物运动力学测试系统,包括由16只三维微牛级力传感器组成的传感器测试阵列;48通道的信号放大、调理以及数据采集与处理;动态图像的放大、记录与分析等。该系统在仿生学的研究中有很大的应用价值,是了解和深入认识动物运动步态及其接触力学规律的重要手段。

一种二维力/扭矩传感器的设计

针对用于测试旋转型行波超声电机工作状态下定子、转子摩擦力／力矩的特殊要求，并利用有限元法对传感器进行了结构优化，设计了组合式二维传感器，该传感器的一维测量法向正压力；另一维测量扭矩。法向力的量程为0-200N，准确度为0．09％；扭矩的量程为0-2N·m，准确度为0．41％。满足了试验要求。

正/零表面上自由运动的黄斑蝽三维接触力测试

研究昆虫运动时其脚掌与接触面间的接触力学规律及其附着机制,可以为多足爬行机器人的设计提供理论依据。研制的微牛级应变式力传感器,用来测试昆虫无障碍运动时与接触面间的3维接触力。对黄斑蝽在地面和垂直壁面两种状态下爬行时与接触面的作用力进行测试,分析了力的作用机理。在垂直壁面状态下,昆虫向上爬行时将身体向上推进的同时,会产生防止身体倾覆的吸附力。