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基于壁虎干黏附的刚柔耦合捕获单元力学性能研究

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载人航天 2024年第3期30卷 284-290页

作者：王刘伟宋逸魏安民王炳诚史旺林陈深宝李帅张晓敏戴振东南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所南京210001 浙江工业大学杭州310014 北京紫微宇通科技有限公司北京100080

针对空间碎片清除和非合作目标捕获等在轨作业中的空间动态捕获问题,设计了基于壁虎干黏附机制的刚柔耦合黏附捕获单元,实现冲击接触下稳定黏附附着目标面。分析了碰撞黏附过程的动态特性;搭建捕获性能测试装置并测定黏附单元碰撞/脱附... 详细信息

针对空间碎片清除和非合作目标捕获等在轨作业中的空间动态捕获问题,设计了基于壁虎干黏附机制的刚柔耦合黏附捕获单元,实现冲击接触下稳定黏附附着目标面。分析了碰撞黏附过程的动态特性;搭建捕获性能测试装置并测定黏附单元碰撞/脱附力和速度等参数的关系,分析了黏附捕获—剥离的力学特性,并指导微重力环境下黏附捕获的参数设置;最终测试装置在失重飞机上完成了微重力环境下的自主黏附捕获。结果表明:基于干黏附的捕获单元能够满足空间捕获的应用需求。

关键词：空间动态捕获黏附单元刚柔耦合仿生设计

狭小检测空间下多传感融合四足机器人自主导航策略

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机械制造与自动化 2024年第4期53卷 214-218页

作者：邢羽航张洲镕袁吉伟段晋军薛景峰戴振东南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 中国航空研究院北京225111

针对狭小检测空间的机器人巡检任务需求,提出多传感适时融合的小型四足机器人自主导航策略。采用惯性测量单元和激光测距传感器进行卡尔曼适时融合滤波获取机器人位姿;引入模型预测控制实现对期望路径的高精度鲁棒跟踪,完成机器人狭小... 详细信息

针对狭小检测空间的机器人巡检任务需求,提出多传感适时融合的小型四足机器人自主导航策略。采用惯性测量单元和激光测距传感器进行卡尔曼适时融合滤波获取机器人位姿;引入模型预测控制实现对期望路径的高精度鲁棒跟踪,完成机器人狭小空间内的自主导航目标。试验验证表明:机器人实际行进路径与期望路径的吻合度较好,基于该策略可以实现小型四足机器人在狭小空间的自主导航目标。

关键词：四足机器人自主导航狭小空间多传感适时融合算法模型预测控制局部路径跟踪

陆上杆机构运动仿生的现状、关键技术及未来发展

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南京航空航天大学学报 2012年第5期44卷 621-628页

作者：戴振东南京航空航天大学高新技术研究院仿生结构与材料防护研究所南京210016

从运动仿生的生物学基础、仿生运动体的发展和存在问题、运动仿生的未来发展等几个方面回顾和评述运动仿生面临的问题和发展机遇。分析了四足动物运动的生物学机制和国内外现有仿生机器人发展现状及存在的问题,并预测先进环境感知技术... 详细信息

从运动仿生的生物学基础、仿生运动体的发展和存在问题、运动仿生的未来发展等几个方面回顾和评述运动仿生面临的问题和发展机遇。分析了四足动物运动的生物学机制和国内外现有仿生机器人发展现状及存在的问题,并预测先进环境感知技术、分布式驱动和智能驱动材料、杆机构机器人与智能控制技术和动物运动规律的研究将是未来运动仿生发展的方向。

关键词：运动仿生智能机器人智能驱动材料环境感知

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粗糙度对4种聚氨酯弹性体粘着性能的影响

摩擦学学报 2003年第3期23卷 245-249页

作者：戴振东惠春 STANISLAV Gorb 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 上海交通大学纳米科学技术研究院上海200030 Biological Micro-tribology Group Max-Planck-Institute for Development Biology

采用生物摩擦磨损试验台测定了4种聚氨酯的弹性模量,研究了表面粗糙度和法向力对粘着力的影响.结果表明:4种聚氨酯的弹性模量在55～1206kPa之间,粘着力由高到低的排序同其弹性模量排序相反,弹性模量较低的试样的饱和粘着力达到15kPa,且... 详细信息

采用生物摩擦磨损试验台测定了4种聚氨酯的弹性模量,研究了表面粗糙度和法向力对粘着力的影响.结果表明:4种聚氨酯的弹性模量在55～1206kPa之间,粘着力由高到低的排序同其弹性模量排序相反,弹性模量较低的试样的饱和粘着力达到15kPa,且表面粗糙度对粘着力的影响不明显;弹性模量较大的试样的粘着力仅为1.5kPa,随弹性模量增加,表面粗糙度的影响增大;试样之间的接触形式同粘着力密切关系,相当于单个凸峰接触的蓝宝石球对聚氨酯试样的粘着力不受法向力的影响,而在平面接触情况下粘着力先随法向力增加而增大,当法向力超过一定(10～15kPa)值后,粘着力增加趋缓并达到饱和值.

关键词：聚氨酯弹性体粘着力粗糙度粘着行为

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东方龙虱鞘翅内表皮层及断面硬度和弹性模量

复合材料学报 2011年第5期28卷 181-185页

作者：窦君智郭策戴振东南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所南京210016

研究了东方龙虱去除外表皮后的鞘翅内表皮层及其鞘翅断面的力学性能。利用纳米压痕仪测得鞘翅内表皮层硬度和弹性模量分别为(0.065±0.007)GPa和(0.704±0.013)GPa,均远远小于鞘翅外表皮层的硬度和弹性模量。鞘翅断面的力学性能测试结... 详细信息

研究了东方龙虱去除外表皮后的鞘翅内表皮层及其鞘翅断面的力学性能。利用纳米压痕仪测得鞘翅内表皮层硬度和弹性模量分别为(0.065±0.007)GPa和(0.704±0.013)GPa,均远远小于鞘翅外表皮层的硬度和弹性模量。鞘翅断面的力学性能测试结果表明:在鞘翅横断面上,靠近联接部位的硬度和弹性模量略大于鞘翅中部和外侧;而在鞘翅纵向断面上,鞘翅中部的硬度和弹性模量明显大于头部和尾部,其断面力学性能呈现一定的分布规律。

关键词：鞘翅纳米压痕技术内表皮层断面硬度弹性模量

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钛合金在海水中的微动磨损特性

稀有金属材料与工程 2007年第5期36卷 778-781页

作者：丁红燕戴振东南京航天航空大学材料仿生与防护研究所

采用SRV磨损实验机对TC11钛合金在海水环境下的微动磨损特性进行了研究,分析了载荷大小、振幅以及润滑介质等对摩擦系数和磨损量的影响。结果表明,钛合金的摩擦系数随着振幅的增加而越来越稳定,磨损量则随着载荷或振幅的增加而增加;当... 详细信息

采用SRV磨损实验机对TC11钛合金在海水环境下的微动磨损特性进行了研究,分析了载荷大小、振幅以及润滑介质等对摩擦系数和磨损量的影响。结果表明,钛合金的摩擦系数随着振幅的增加而越来越稳定,磨损量则随着载荷或振幅的增加而增加;当振幅较小时,微动磨损机制主要为疲劳脱层伴随着磨粒磨损;当振幅较大时,磨损机制则为磨粒磨损;与水介质相比,海水中的摩擦系数明显降低,最低可降到50%,但在海水中的磨损量却总是小于在水中的磨损量,腐蚀磨损呈“负交互”规律。

关键词：钛合金腐蚀磨损微动磨损海水摩擦系数

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摩擦体系结构分析和定量建模的熵探索

南京航空航天大学学报 2003年第6期35卷 585-589页

作者：戴振东薛群基南京航空航天大学机电学院南京210016 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000

提出摩擦系统演化的 3种基本形式。在非平衡态热力学熵平衡方程的框架下构造摩擦系统的数学模型 ,用熵产生表征摩擦磨损过程的各种现象。讨论了各因素的物理量纲及其统一到熵的途径。研究表明 ,用非平衡态热力学研究摩擦磨损有助于摩擦... 详细信息

提出摩擦系统演化的 3种基本形式。在非平衡态热力学熵平衡方程的框架下构造摩擦系统的数学模型 ,用熵产生表征摩擦磨损过程的各种现象。讨论了各因素的物理量纲及其统一到熵的途径。研究表明 ,用非平衡态热力学研究摩擦磨损有助于摩擦学的系统分析 ,熵产生可以定量表示摩擦磨损过程的所有因素——材料破坏、摩擦发热。

关键词：熵不可逆过程热力学定量建模摩擦磨损系统分析数学模型

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蝗虫脚掌微结构及其接触的有限元分析

上海交通大学学报 2003年第1期37卷 66-69页

作者：戴振东 Stanislav Gorb 南京航空航天大学机电学院设计工程系南京210016 BiologicalMicrotribologyGroup Max-Planck-InstituteforDevelopmentalBiology

用电子显微镜研究了蝗虫足掌的微结构 ,用非线性有限元方法分析足掌接触过程的变形规律、接触刚度及接触面积、气囊的作用和足掌的应力应变规律 .结果表明 ,蝗虫足掌以软性外表皮包含血浆 (液体 )的结构形式 ,有利于降低接触刚度、增加... 详细信息

用电子显微镜研究了蝗虫足掌的微结构 ,用非线性有限元方法分析足掌接触过程的变形规律、接触刚度及接触面积、气囊的作用和足掌的应力应变规律 .结果表明 ,蝗虫足掌以软性外表皮包含血浆 (液体 )的结构形式 ,有利于降低接触刚度、增加接触面积 ,并使爪垫在接触过程便产生有利于稳定附着的摩擦力 .软性外表皮内的树丛状杆组织结构会提高足掌在各种表面上的适应性。

关键词：蝗虫脚掌微结构接触过程接触面积接触刚度变形规律非线性有限元分析

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聚氨酯粘着性能的实验研究

南京理工大学学报 2004年第1期28卷 48-51,56页

作者：戴振东 Stanislav Gorb 南京航空航天大学机电学院 Evolutionary Biomaterials Group Max-Planck-Institute for Metal Research Heisenbergstr 3 D-70569 Stuttgart Germany

用生物摩擦学实验系统研究聚氨酯材料的化学成分、试样连接刚度、试样间初始接触角等在不同法向载荷的粘着性能。结果表明,聚氨酯的化学成分对其粘着性能有重要影响,在多羟基化合物与MDI(二异氰酸酯)的组分比为1:2时,粘着力最大。连接... 详细信息

用生物摩擦学实验系统研究聚氨酯材料的化学成分、试样连接刚度、试样间初始接触角等在不同法向载荷的粘着性能。结果表明,聚氨酯的化学成分对其粘着性能有重要影响,在多羟基化合物与MDI(二异氰酸酯)的组分比为1:2时,粘着力最大。连接刚度是影响粘着性能的另一主要因素。软连接情况下,不同接触角时,同样粗糙的表面上,材料的粘着性能相差不大。不同粗糙度的表面间的粘着力差异显著。刚性连接情况下,粘着力随接触角的增加而减小。在较光滑表面上降低的幅度大于粗糙表面上的幅度。上述实验结果为仿生足掌的设计提供了重要数据。

关键词：粘着力聚氨酯联接刚度表面粗糙度仿生设计