爬墙机器人原理毕业论文

现如今，随着社会经济发展，机器人开始被广泛应用于各行各业中，替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动，能减轻人们的工作负担。下面是由我整理的工业机器人技术论文 范文 ，希望能对大家有所帮助！工业机器人技术论文范文篇一：《浅谈工业机器人在工业生产中的应用》 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。就工业机器人在工业生产中的应用进行探讨。 关键词：工业机器人 应用 工业 1 引言 工业机器人最早应用于汽车制造工业，常用于焊接，喷漆，上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能，它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。 2 工业机器人的主要运用 (1)恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有些作业是有害于人体健康并危及生命，或不安全因素很大而不宜由人去做的作业，用工业机器人去做最合适。例如核工厂设备的检验和维修机器人，核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机。 (2)特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间探索等领域对于人类来说是力所不能及的，只有机器人才能进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂;用于海底采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。 (3)自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用于机床上、下料，点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。随着柔性自动化的出现，机器人在自动化生产领域扮演了更重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的应用进行简单介绍。 焊接机器人 点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业，点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一般大约需要完成3000～4000个焊点，其中60%是由点焊机器人来完成的。在有些大批量汽车生产线上，服役的点焊机器人数量甚至高达150多台。 点焊机器人主要性能要求：安装面积小，工件空间大;快速完成小节距的多点定位;定位精度高(土0 .25 mm )，以确保焊接质量;持重大(490～980N ) ，以便携带内装变压器的焊钳;示教简单，节省工时。 弧焊机器人 弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺，绝大多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工作。弧焊机器人应用范围很广，除汽车行业外，在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种焊接附属装置在内的焊接系统，而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机。如图1所示为弧焊机器人的基本组成。适合机器人应用的弧焊 方法 主要有惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。 1-机器人控制柜2-焊接电源3-气瓶4-气体流量计5-气路6-焊丝轮7-柔性导管8-弧焊机器人9-送丝机器人10-焊枪11-工件电缆12-焊接电缆13-控制电缆 图1 弧焊机器人系统的基本组成 弧焊机器人的主要性能要求：在弧焊作业中，要求焊枪跟踪工件的焊道运动，并不断填充金属形成焊道。因此，运动过程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标，一般情况下，焊接速度约取5～50 mm/s ，轨迹精度约为.2 ～ ) mm;由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响，因此希望在跟踪焊道的同时，焊枪姿态的可调范围尽量大。此外，还有一些其他性能要求，这些要求包括：设定焊接条件(电流、电压、速度等)、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能(断弧、工件熔化)及焊接传感器(起始焊点检测，焊道跟踪)的接口功能。 喷漆机器人 喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如下特点： (1)工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气; (2)沿轨迹高速运动，途经各点均为作业点; (3)多数被喷漆部件都搭载在传送带上，边移动边喷漆。如图2所示为关节式喷漆机器人。 搬运机器人 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展，搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。机器人可用于零件的加工过程中，物料、工辅量具的装卸和储运，可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置，或从一台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。 装配机器人 装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料统计表明，装配劳动量占产品生产劳动量的50%～60%，在有些场合，这一比例甚至更高。例如，在电子器件厂的芯片装配、电路板的生产中，装配劳动量占产品生产劳动量的70 %～80%。因此，用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。 机器人柔性装配系统 机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的1980年前后，引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装配线上手工作业的工序，随后很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小型、中等复杂程度的产品，如电机、水泵齿轮箱等，特别适应于中小批量生产的装配，可实现自动装卸、传送、检测、装配、监控、判断、决策等机能。 机器人柔性装配系统通常以机器人为中心，并有诸多周边设备，如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之配合，此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多，整个系统将过于庞大，效率降低，这是不可取的。在机器人柔性装配系统中，机器人的数量可根据产量选定，而零件供给装置等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此，和装配线比较，产量越少，机器人柔性装配系统的投资越大。 3 结束语 工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学科领域的技术为基础，融合而成的一种系统技术;也可说是一门知识、技术密集的，多学科交叉的综合化的高新技术。随着这些相关学科技术的进步和发展，工业机器人技术也一定会到迅速发展和提高。 工业机器人技术论文范文篇二：《探讨工业机器人的发展趋势》 摘 要 随着社会经济发展，机器人开始被广泛应用于各行各业中，替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前，机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表，这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域，这是目前，是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成，因此，它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看，工业机器人的应用范围越来越广泛，同时在技术操作中，他也变得越来越标准化、规范化，提高工业机器人的安全性。另一方面，工业机器人发展越来越微型化、智能化，在人类生活中应用越来越广泛。 关键词 工业机器人 智能化 应用领域 安全性 随着社会复杂的需求，工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面，工业机器人被广泛应用于工业生产中，代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业，例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上，同时还应用于原子能工业等高危险的部门，这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面，工业机器人在其他的领域应用也比较多，随着科学技术的飞速发展，提高了工业机器人的使用性能和安全性能，其应用的范围越来越广泛，应用的范围已经突破了工业，尤其在医疗业中应用比较好。 一、工业机器人的发展历程 第一代机器人，一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年，美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统，从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人，带有外部传感器，可进行离线编程。能在传感系统支持下，具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人，正在各国研制和发展。它不但具有感知功能，还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。 我国机器人研究工作起步较晚，从“七五”开始国家投入资金，对工业机器及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986 年国家高技术研究发展计划开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。 我国工业机器人起步于70年代初期，经过30多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。 上世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑：人类登上了月球，实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。 从90年代初期起，中国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展，工业机器人市场也已经成熟，应用上已经遍及各行各业。 我国未来工业机器人技术发展的重点有：第一，危险、恶劣环境作业机器人：主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二，医用机器人：主要有脑外科手术辅助机器人，遥控操作辅助正骨等;第三，仿生机器人：主要有移动机器人，网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二、工业机器人的发展趋势 机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有：一是工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降。二是机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是工业机器人控制系统向基于 PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化，网络化;器件集成度提高，控制柜日渐小巧，采用模块化结构，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。四是机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的 热点 之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。 总体趋势是，从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移，从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧，控制系统愈来愈小，其智能也越来越高，并正朝着一体化方向发展。 三、我国工业机器人发展面临的挑战与前景 我国工业底子薄，工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段，虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人，但是技术力量不足与西方国家的技术封锁，对此，在发展过程中，存在着比较多的问题。细分起来，有如下几点： 首先，我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础，但是无论从质量、产品系列全面，还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显，因此造成关键零部件的进口，影响了我国机器人的价格竞争力。 第二，我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发，但是都没有形成较大的规模，缺乏市场的品牌认知度，在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价，吸引国内企业购买，而在后续的维护备件费用很高的策略，逐步占领中国市场。 第三，认识不到位，在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平，代表了一个国家的制造业水平，我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性，这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。□ 参考文献： [1]任俊.面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究.华中科技大学，2006年. [2]钟新华，蔡自兴，邹小兵.移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究.华中科技大学学报(自然科学版)，2004年S1期. [3]张中英.基于遗传算法的机器人神经网络控制系统.太原理工大学，2005年. [4]李磊，叶涛，谭民，陈细军.移动机器人技术研究现状与未来.机器人，2002年05期. [5]杜玉红，李修仁.生产线组装单元气动搬运机械手的设计.液压与气动，2006年05期. [6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学，2005年. 工业机器人技术论文范文篇三：《试论工业机器人机电一体化》 1机电一体化技术的应用现状 工业机器人。 工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动，对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说，工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段，第一代工业机器人智能化程度较低，只能通过预设的程序进行简单的重复动作，无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展，在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元，从而进行一些适应性的工作，这种机器人虽然智能化程度较低，但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天，第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升，其可以通过强大的传感原件收集信息数据，并根据实际情况作出类似于人脑的判断，因此可以在多种环境下进行独立作业，但成本较高，在一定程度上限制了实际应用。 分布式控制系统。 分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的，是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥，由于其强大的功能和安全性，使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级，通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等，同时，随着测控技术的不断发展与创新，分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能，成为一种集测、控、管于一体的综合系统，具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点，因此使系统的可靠性大幅提高。 2机电一体化技术的发展趋势 人工智能化。 人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力，使其在生产过程中具备一定的推理判断、 逻辑思维 和自主决策的能力，可大幅提升工业生产过程的自动化程度，甚至实现真正的无人值守，对于降低人力成本，提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前，人工智能已经不只是停留在概念上，因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点，但在工业生产中，使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。 网络化。 网络技术 的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件，因此，将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中，操作人员需要在车间内来回走动，对设备的状态进行掌握，并对机床的操作面板进行操作，通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议，并通过光纤等介质实现信息数据的传递，即可实现远程监视和操作，降低工人的劳动量，并且各种控制系统功能的实现，理论上来说都是建立在网络技术基础上的。 环保化。 在人类社会发展的最近几十年里，虽然经济得到了迅猛的发展，人们生活水平得到了显著的提高，然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染，因此，在可持续发展战略提出的今天，发展任何技术都应当以对环境友好作为前提，否则就是没有前途的，故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中，通过对资源的高效利用，并在制造过程中做到达标排放甚至零排放，产品在使用过程中对生态环境不造成影响，即便报废后也可对其进行有效回收利用，这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式，符合可持续发展的要求。 模块化。 由于机电一体化装置的制造商较多，为降低系统升级改造的成本，并为维修提供便利，模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造，可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换，即便出现故障，只需将损害的模块进行更换即可，工作效率极高，通用性的增强为企业节约了大量的成本。 自带能源化。 机电一体化对电力的要求较高，如果没有充足的电能供应就会影响生产效率，甚至由于停电造成数据的丢失等，因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应，使系统运行更流畅。 3结语 综上所述，机电一体化技术的应用可使产品的生产效率和精度大幅提高，在当前工业生产中具有较大的技术优势，相信随着科技的发展，机电一体化技术水平也会不断提高，为工业生产做出更大贡献。 猜你喜欢： 1. 初三机器人科学论文2000字 2. 工业智能技术论文 3. 传感器技术论文范文 4. 机器人科技论文3000字 5. 初三智能机器人科技论文2000字 6. 人工智能机器人的相关论文

一、爬杆机器人该机器人模仿虫蠕动的形式向上爬行，其爬行运用简单的曲柄滑块机构。其中电机与曲柄固接，驱动装置运动。曲柄与连杆铰接，其另一端分别铰接一自锁套（即上下两个自锁套），它们是实现上爬的关键结构。当自锁套有向下运动的趋势时，由力的传递传到自锁套，球、锥管与圆杆之间形成可靠的自锁，阻止构件向下运动，而使其运动的方向始终向上。二、功能原理通常情况下，一部的机器需要通过电机带动一系列复杂的机构使其正常运转，这其中涉及到很多简单且基本的机械机构。当然，也可以直接通过电机带动整部机器的运转，这完全取决于机器所需完成的工作以及设计该机器时所面临的种种实际情况。针对该爬杆机器人，有两套设计方案，分别是：由曲柄滑块机构带动和由气压元件直接驱动。1、首先，让我们来看一下曲柄滑块机构是如何工作的。在平面连杆机构中，能绕定轴或定点作整周回转的构件被称为曲柄。而通过改变平面四杆机构中构件的形状和运动尺寸能将其演化为不同的机构形式，就曲柄滑块机构而言，它是通过增加铰链四杆机构中摇杆的长度至无穷大而演变过来的。改机构实际上是由一曲柄一端铰接在机架上，另一端铰接一连杆，连杆的另一端联结一滑块，在曲柄为主动件运动时带动连杆，连杆又带动滑块，使其在平面某一范围内做直线往复运动。2、其次是气动的原理。该运动原理与上述的曲柄滑块机构相比，在保留两滑块作为自锁装置的前提下，省略了联结两滑块的传动装置，转而用两个汽缸直接带动两个滑块的上下移动。

随着各式各样的机器人渐渐地出现在我们的生活中，无人水饺厂、全自动化的鸡蛋生产厂、高度机械化的汽车制作车间、无人服装厂等以机器人为主角的生产方式不断地冲击着我们的眼球及认知。毋庸置疑，人工智能时代正快速地来到我们的身边。

人工智能时代的主角是机器人，未来，当机器人成为我们日常生活中的普通一份子，我们将如何与它相处?回答这个问题之前，我们先来看几个关于机器人的小故事。

前阵子，据外媒报道，“Facebook不得不拔掉其研究人员正在研究的人工智能系统的插头，因为事情失控了”。这究竟是怎么回事呢?

原来，两个智能机器人谈判时采用了非人类可以懂的语言。天哪，机器人们在聊天，但是他们的创造者们不知道他们在说什么，于是便采取了强制关机的办法。

2. AI自创语言聊天的真相究竟是什么?

事实上，研究人员将这两个聊天机器人放到一起时，忘了给其神经网络设定“用英语沟通”的激励。为什么要做这个激励呢?目的是让神经网络知道用英语沟通会得分更好。但是，没有了这个激励，佐治亚理工学院的访问学者Dhruv Batra解释两个机器人的奇怪对话：“机器人会脱线发明一些它们之间才能理解的句法。”

神经网络其实是个程序，研究人员没有缜密地设计程序，便造成了两个机器人聊成了这样，简单来讲，研究人员虽然告诉了它们：“请用英文”，但忘了告诉它们：“请用英文语法”。

其实，Facebook并没有真正的“关掉”这个系统，而是重新给机器人设定了正确的激励，修正了它们的行为，让它们用标准的英文语法来进行交流。修正的原因是研究人员认为两个聊天机器人聊天根本没有意义，应该让机器人和人聊天。

3. 电影里对人工智能的想像

人工智能社会的出现必然给我们生活带来翻天覆地的变化，因此很多电影业以机器人为主角畅想未来机器人和人类将如何相处。

《人工智能》是斯皮尔伯格的经典电影作品，机器人小男孩大卫觉醒出“爱”的意识，渴望变成真正的孩子，回到妈妈莫妮卡的身边，然而这终究只是美梦一场。

《机械姬》获得了奥斯卡最佳视效奖，影片讲述人工智能开始真正反噬人类，甚至学会了“欺”、“同情”、“引诱”等人类的高级情感，更可怕的是，它完完全全地融入了人类社会。

《攻壳机动队》是押井守大师史诗级别的作品，它讲述了人工智能已经被嵌入了“赛博朋克”的灵魂，在科技发展和自我意识探讨方面已经上升到了哲学的层面。

《非凡》 这部电影里面的机器人更是进化到人类想象不到的程度，阴暗非凡，惊悚非凡。

其实机器人已经离我们很近了。撇去永无止境的研发和优化，服务机器人已开始进入规模化商用阶段， RT时代大门开启，是使用环境、市场需求与技术突破共同作用的产物。

壁虎墙上行走并不仅仅靠的是吸盘

虽然我们平时不会去多想，但是对于壁虎能在墙上行走，大多数人肯定还是会感到好奇的。之前我们有说壁虎之所以有这样的能力，是因为四个脚掌上的吸盘。不过真实情况似乎并非如此。

科学家通过实验发现壁虎能够在一块垂直竖立的抛光玻璃表面以每秒一米的速度向上高速攀爬，而且“只靠一个指头”就能够把整个身体稳当地悬挂在墙上。除了能在墙上竖直上下爬行外，壁虎还能够倒挂在天花板上爬行，这一绝技更令其他动物望尘莫及。

美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家罗伯特·福尔等人经过研究发现看上去不起眼的壁虎，居然是自然界数一数二的“应用物理大师”。它脚底的力量，竟然来自宇宙中最基本的物理学原理——分子引力。靠着这种力量，一只身长2英寸的壁虎，用它不过几平方毫米大小的脚掌，理论上能够毫不费力地提起重达40公斤的重物。

壁虎脚底一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量，而使用全部刚毛就能够支持125公斤力。那什么是分子引力呢？分子引力也叫范德瓦尔斯力，是中性分子彼此距离非常近时产生的一种微弱电磁引力。由于这种引力过于微弱，通常没有人加以注意。比如，当我们把手贴到墙上时，也会产生分子引力，但由于实际接触面积太小，可能只有数千个接触点，人的手掌不会被吸附到墙壁上。

可是壁虎不同，它的每只脚底部长着数百万根极细的刚毛，而每根刚毛末端又有约400根至1000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近，从而产生分子引力。虽然每根刚毛产生的力量微不足道，但累积起来就很可观。根据计算，一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量，而100万根刚毛虽然占地不到一个小硬币的面积，但可以提起20公斤力的重量。如果壁虎同时使用全部刚毛，就能够支持125公斤力。科学家说，壁虎实际上只使用一个脚，就能够支持整个身体。

那么壁虎怎么控制脚上的吸力呢？科学家用显微摄像机录下壁虎在玻璃上爬动的情况，发现当壁虎试图移动脚掌时，需要付出比吸住附着物时高600倍的力量，并将脚趾伸展到30度以上才能达到目的，这就如同人们扯下粘贴的胶带时所做的一样。而且，即使在真空环境下，它脚上的粘着力也不会失灵，这说明壁虎不必分泌任何物质以维持附着力，也不需要借助空气负压“吸”住物品。

早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就对壁虎高明的爬行能力感到“大惑不解”。多少年来，人们对壁虎飞檐走壁的秘诀一直众说纷纭，壁虎脚底的粘着力究竟是怎样产生的呢？美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家罗伯特·福尔等人经过研究发现，看上去不起眼的壁虎，居然是自然界数一数二的“应用物理大师”。它脚底的力量，竟然来自宇宙中最基本的物理学原理——分子引力。他们的研究成果发表在最新一期美国《国立科学研究院学报》上。 起先人们认为，壁虎能贴在光滑的天花板上，靠的是四个脚掌上神奇的吸盘，其实情况并非如此。 生活中有些现象常常令人困惑不解，例如，一种长约10厘米、背呈暗灰色的爬行纲四足小动物壁虎，能在光滑如镜的墙面或天花板上穿梭自如，捕食蚊、蝇、蜘蛛等小虫子而不会掉下来。多少年来，人们对壁虎飞檐走壁的秘诀一直众说纷纭，许多人习惯地认为，壁虎能够在直立的玻璃表面疾步如飞，甚至能贴在光滑的天花板上，靠的是四个脚掌上神奇的吸盘。与此同时，壁虎高超的攀爬能力也一直是科研人员重点研究的对象。 科学家通过实验发现壁虎能够在一块垂直竖立的抛光玻璃表面以每秒一米的速度向上高速攀爬，而且“只靠一个指头”就能够把整个身体稳当地悬挂在墙上。除了能在墙上竖直上下爬行外，壁虎还能够倒挂在天花板上爬行，这一绝技更令其他动物望尘莫及。 壁虎脚底的粘着力究竟是怎样产生的呢？美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家罗伯特·福尔等人经过研究发现看上去不起眼的壁虎，居然是自然界数一数二的“应用物理大师”。它脚底的力量，竟然来自宇宙中最基本的物理学原理———分子引力。靠着这种力量，一只身长2英寸的壁虎，用它不过几平方毫米大小的脚掌，理论上能够毫不费力地提起重达40公斤的重物！ 壁虎脚底一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量，而使用全部刚毛就能够支持125公斤力。 那什么是分子引力呢？分子引力也叫范德瓦尔斯力，是中性分子彼此距离非常近时产生的一种微弱电磁引力。由于这种引力过于微弱，通常没有人加以注意。比如，当我们把手贴到墙上时，也会产生分子引力，但由于实际接触面积太小，可能只有数千个接触点，人的手掌不会被吸附到墙壁上。 但壁虎就不一样了，它的每只脚底部长着数百万根极细的刚毛，而每根刚毛末端又有约400根至1000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近，从而产生分子引力。虽然每根刚毛产生的力量微不足道，但累积起来就很可观。根据计算，一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量，而100万根刚毛虽然占地不到一个小硬币的面积，但可以提起20公斤力的重量。如果壁虎同时使用全部刚毛，就能够支持125公斤力。科学家说，壁虎实际上只使用一个脚，就能够支持整个身体。 壁虎能在多么脏的物体表面都能行走，它的脚不会自动分泌液体，但有着自动清洗的功能。 壁虎又是怎样自如地控制脚上的吸力呢？科学家用显微摄像机录下壁虎在玻璃上爬动的情况，发现当壁虎试图移 动脚掌时，需要付出比吸住附着物时高600倍的力量，并将脚趾伸展到30度以上才能达到目的，这就如同人们扯下粘贴的胶带时所做的一样。而且，即使在真空环境下，它脚上的粘着力也不会失灵，这说明壁虎不必分泌任何物质以维持附着力，也不需要借助空气负压“吸”住物品。 研究人员认为，模仿壁虎脚底的这种结构，有可能研制出粘合力超强的新型胶纸。它具有易于被揭下、不对物体表面造成损伤、可反复使用等优点。 此后，美国路易斯-克拉克学院的科学家在研究中意外地发现了壁虎能够轻而易举附着于物体表面的另一原因：它们能自动清洁爪子绒毛上的脏物，以避免从爬行的表面脱落。 以前，科学家们也曾经猜测壁虎的脚可能有着自动清洗的功能，但它是如何保持脚的清洁及其原理却是个未解之谜。壁虎从不清理自己的脚，而且脚部也不会自动分泌液体。路易斯-克拉克学院的凯拉·奥特姆和温迪·汉森对壁虎的这一神奇功能进行了研究，他们发现，不管壁虎在多么脏的物体表面行走，当它走了几步之后，脚上的脏物就会自动脱落。他们认为，壁虎脚在踩踏脏物之后，脏物的颗粒堆积在绒毛表面，而不是粘在绒毛上，因此在堆积到一定程度之后脏物颗粒在重力的作用下就会脱落。 在壁虎脚趾微结构的启示下，科学家开始研制超级附着技术。 研究生物力学的奥特姆认为，这项发现对希望发明更好的粘合剂的科学家来说是一个好消息，因为只要能够把绒毛做得足够小，就可能产生和壁虎刚毛一样强大的粘合力。 由此，在壁虎脚趾微结构的启示下，超级附着技术呼之欲出。例如，科学家正在据此开发的一种强力干性粘合剂，这种粘合剂将使用一种与壁虎爪指上的绒毛类似的人造绒毛。 不久前，英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·盖姆及其同事宣称他们的研究取得了重大进展：他们模仿壁虎脚趾的微结构研制了一种柔韧的胶布，上面覆以上百万根人工合成的绒毛，每根毛的长度不足2微米。根据他们的推算，一块巴掌大的这种胶布就能将一个成年人悬吊起来。盖姆仅造出了1平方厘米大的壁虎胶布，为了检验其附着力，他把这条胶布固定在一个蜘蛛人玩偶的手上，结果，蜘蛛人稳稳当当地悬挂在了一块玻璃板上。 壁虎胶布的意义重大，科学家希望能研制出一种会爬墙的机器人。 美国刘易斯-克拉克学院的凯拉·奥特姆也成功地研制出了一种新型粘合剂。那么，壁虎胶布的意义到底有多大呢？“你能想到的任何一家公司。”奥特姆说。从世界上最耐用的不干胶便条、更安全的轮胎到粘得更牢的“创可贴”都需要它。最近，奥特姆还在与加拿大麦吉尔大学步行机器人技术实验室的主管马丁·比勒以及美国加州大学伯克利分校Poly-PEDAL实验室(专门研究动物运动中的特性、动能学和动力学)的主管罗伯特·福尔联手，研制一种会爬墙的机器人。奥特姆说：“我的梦想是亲眼目睹一群这样的机器人登上火星表面。”