本发明属于微纳工程中的仿生粘附操作，具体涉及一种界面裂纹调控的粘附/脱附转化方法及其实现装置。
背景技术：
1、相较于真空吸附、机械啮合、静电吸附或磁致吸附等界面吸附操作方式，壁虎仿生粘附取决于分子间范德华作用力，不强烈依赖目标对象表面属性，具有粘附力大、稳定性好、对材质和形貌适应性强、不会对接触物体表面造成损伤和污染等特点，已成为仿生爬壁机器人、太空环境/超洁净环境无损精确输运、生物医疗诊断等领域发展的重要支撑手段。其中，通过粘附力的准确控制以达到粘附/脱附转化目的是仿生粘附技术工程应用的关键，吸引了国内外众多研究团队开展相关研究。例如，德国马普所gorb团队设计了一种通过液晶体紫外线致动来控制粘附力的装置，通过紫外线施加与否实现粘附/脱附状态的转换；美国肯特州立大学hamed团队通过粘附膜与液晶聚合物lcn悬臂的集成，设计了一种具有热诱导自剥离能力的多腿仿壁虎抓手，通过热场施加与否实现粘附/脱附切换；美国杜兰大学pesika团队设计了一种非对称聚合物微观结构，通过控制机械载荷的方式实现粘附/脱附切换。
2、然而，目前开发的通过外场刺激或机械负载形式实现粘/脱转换的方式仍存在诸多缺点：(1)响应速度慢：通过温度场或光场驱动的方式，大都是通过控制仿生粘附结构的变形来改变粘附力的大小，此类过程时间一般较长，导致脱附响应慢；(2)粘附强度降低：大部分粘/脱转换方式都需要以牺牲粘附强度来实现较高的粘脱比，虽然脱附效果有所提升但是吸附强度的下降更加限制了仿生粘附结构的应用能力；(3)无法实现粘附力的精确控制：目前粘/脱转换领域的诸多研究都只实现了粘附-脱附的两种状态的转换，无法做到粘附强度的准确调节，而如果实现粘附强度的准确可控，可满足更为广泛和复杂的应用需求；从而在应用过程中即可根据需求调整粘附力的大小，实现粘附抓取功能的灵活控制与快速切换。因此，如何实现仿生粘附技术界面粘附力的精确控制以实现粘附/脱附转化是其工程应用需要重点突破的瓶颈。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种界面裂纹调控的粘附/脱附转化方法及其实现装置，响应速度快，不会降低粘附强度，能够实现仿生粘附技术界面粘附力的精确控制。
2、为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
3、一种界面裂纹调控的粘附/脱附转化方法，通过控制粘附结构与被粘附物体表面的接触面积来实现粘附力的精确控制，首先，在初始状态下，对薄片状结构2施加一个外力，使薄片状结构2产生剥离驱动力f作用于仿生粘附片1；在外力作用下，薄片状结构2会发生弯曲，产生预制剥离角θ，随后薄片状结构2和仿生粘附片1一起下压，与被粘附物体表面11进行接触，仿生粘附片1与被粘附物体表面11的接触面积由预制剥离角θ决定，通过调控预制剥离角θ，改变仿生粘附片1与被粘附物体表面11的接触面积，进而实现精确调控粘附力。
4、上述一种界面裂纹调控的粘附/脱附转化方法的实现装置，包括四个大小一致的仿生粘附片1，每一个仿生粘附片1与薄片状结构2连接，每一个薄片状结构2与一个小平台3连接，每个小平台3与一个连杆4一端相连，四个连杆4的另一端与下移动平台5连接，下移动平台5中一对对角与上移动平台6对应对角连接，下移动平台5、上移动平台6的另外一对对角通过双头螺柱8与电机9对应对角连接，上移动平台6的中心与旋转平台7连接，旋转平台7连接在电机9的输出丝杆上，电机9的输出丝杆末端通过轴承与平台10连接，旋转平台7在输出丝杆上的位置使得平台10与薄片状结构2刚好水平并且接触。
5、所述的薄片状结构2采用可变形的物体。
6、四个连杆4与下移动平台5连接后成一定夹角。
7、所述的下移动平台5、上移动平台6能够以上下移动。
8、和现有技术相比，本发明的有益效果：
9、本发明一种界面裂纹调控的粘附/脱附转化方法及其实现装置，能够在保持仿生粘附片高粘附强度的前提下，利用电机驱动移动平台，进而带动连杆使薄片状结构四角发生弯曲，改变仿生粘附片与被粘附物体表面的接触面积，从而实现仿生粘附片在电机驱动下粘附力的精确控制；本发明可广泛用于机械手、微吸盘等仿生粘附领域，具有以下优点：
10、(1)本发明通过电机致动，结构简单，无需其他附加装置实现仿生粘附片的粘附/脱附，能量损耗低；响应速度快且对被粘附物体表面无破坏性。
11、(2)本发明通过电机驱动与连杆传动实现对仿生粘附片预制剥离角θ的控制，从而实现对其粘附力的精确控制，可控性强。
12、(3)本发明通过控制薄片状结构四角的弯曲进而控制仿生粘附片的脱附，脱附过程对仿生粘附片的破坏性较小，具有可逆性，可多次重复使用。
1.一种界面裂纹调控的粘附/脱附转化方法，其特征在于：通过控制粘附结构与被粘附物体表面的接触面积来实现粘附力的精确控制，首先，在初始状态下，对薄片状结构(2)施加一个外力，使薄片状结构(2)产生剥离驱动力f作用于仿生粘附片(1)；在外力作用下，薄片状结构(2)会发生弯曲，产生预制剥离角θ，随后薄片状结构(2)和仿生粘附片(1)一起下压，与被粘附物体表面(11)进行接触，仿生粘附片(1)与被粘附物体表面(11)的接触面积由预制剥离角θ决定，通过调控预制剥离角θ，改变仿生粘附片(1)与被粘附物体表面(11)的接触面积，进而实现精确调控粘附力。
2.权利要求1所述的一种界面裂纹调控的粘附/脱附转化方法的实现装置，其特征在于：包括四个大小一致的仿生粘附片(1)，每一个仿生粘附片(1)与薄片状结构(2)连接，每一个薄片状结构(2)与一个小平台(3)连接，每个小平台(3)与一个连杆(4)一端相连，四个连杆(4)的另一端与下移动平台(5)连接，下移动平台(5)中一对对角与上移动平台(6)对应对角连接，下移动平台(5)、上移动平台(6)的另外一对对角通过双头螺柱(8)与电机(9)对应对角连接，上移动平台(6)的中心与旋转平台(7)连接，旋转平台(7)连接在电机(9)的输出丝杆上，电机(9)的输出丝杆末端通过轴承与平台(10)连接，旋转平台(7)在输出丝杆上的位置使得平台(10)与薄片状结构(2)刚好水平并且接触。
3.根据权利要求2所述的实现装置，其特征在于：所述的薄片状结构(2)采用可变形的物体。
4.根据权利要求2所述的实现装置，其特征在于：四个连杆(4)与下移动平台(5)连接后成一定夹角。
5.根据权利要求2所述的实现装置，其特征在于：所述的下移动平台(5)、上移动平台(6)能够以上下移动。
