نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• ایمان پورمیرزاآقالنگرودی ¹
• مهدی مدبری فر ²
• محمدرضا شیخ الاسلامی ³
• میلاد همتی ¹

¹ کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه اراک، اراک، ایران

² دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

³ استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر از چسبنده‌های مصنوعی الهام گرفته از موهای پاهای مارمولک در ربات‌های دیوار نورد و گریپرها استفاده شده است. این چسبنده‌ها به عنوان روشی جدید برای جابجایی اشیا تخت در خطوط تولید مورد توجه قرار گرفته‌اند. این روش جابجایی مزایایی مانند مصرف کم انرژی و توانایی جابجایی مواد غیر مغناطیسی بر روش‌های مرسوم جابجایی اشیا تخت دارد. چسبنده‌های جهت‌دار مارمولکی بر اساس مدل چسبندگی اصطکاکی بوده و از ساختارهای نامتقارن، عمدتاً گوه‌ای شکل، استفاده کرده و به صورت جهت‌دار و فقط در یک جهت عمل می‌کنند. در این مقاله، طراحی و ساخت چسبنده مصنوعی مارمولکی با میکروساختارهای هرمی از جنس سیلگارد 184 توصیف شده است. با استفاده از میکرو ساختارهای هرمی امکان عملکرد در جهات مختلف وجود داشته، سطح چسبندگی بین میکرو ساختارهای چسبنده و ماده افزایش می‌یابد و امکان به هم چسبیدگی میکروساختارها چسبنده مارمولکی کاهش می‌یابد. در این پژوهش از روش ماشین‌کاری شیمیایی و میکرولیتوگرافی جهت ساخت قالب ریختگی این میکروساختارها استفاده شده و مراحل آن تشریح می‌شود. عملکرد چسبنده جهت‌دار هرمی پیشنهادی با استفاده از یک مجموعه آزمایشگاهی ارزیابی گردیده و نیروی چسبندگی بر روی مواد مختلف اندازه‌گیری شده است. در این آزمایش‌ها نیروی چسبندگی نرمال با استفاده از نیروی برشی کنترل گردیده است. نتایج آزمایشات نشان‌دهنده میانگین افزایش 30 درصد در چسبندگی نرمال نسبت به میکروساختارهای چسبنده گوه‌ای است.

کلیدواژه‌ها

• چسبنده مارمولکی
• میکرولیتوگرافی
• ماشینکاری شیمیایی
• گریپر
• سیلگارد 184

عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Adhesion of Synthetic Pyramid Shape Gecko-like Micro-structured Adhesive for Grippers Made of Silgard 184

نویسندگان [English]

• Iman Pourmirza Agha Langroudi, ¹
• Mehdi Modabberifar ²
• Mohammadreza Sheykholeslami ³
• Milad Hemmati ¹

¹ Department of mechanical engineering, Faculty of Engineering, َ Arak University, Arak, Iran

² Department of mechanical engineering, Faculty of Engineering, َ Arak University, Arak, Iran

³ Department of mechanical engineering, Faculty of Engineering, َ Arak University, Arak, Iran

چکیده [English]

In recent years, gecko-like dry adhesives have been used in robotic grippers and climbing robots. The adhesive has been introduced as a new approach for manipulating flat objects in production lines. The method has several advantages over other, more traditional, gripping methods such as lower power consumption compared to suction-based systems or the ability to handle non-magnetic materials. Directional Gecko-like adhesives are based on the frictional adhesion and employ asymmetric feature, mostly wedge shape, and perform only in one direction. In this paper, design and fabrication process of a new pyramid shape Gecko-like adhesive using silgard 184 has been described. The new microstructures has the ability of adhesion in several directions, and the contact surface between the adhesive and substrate increases and the possibility of self-sticking between adjacent stalks decreases. Chemical machining and microlithography were used for manufacturing molds in this research and the details were described. The performance of proposed adhesive was evaluated using an experimental set-up and adhesion force was measured on different substrate. During experiments, adhesion was controlled via applied shear force to adhesive. The experimental results showed 30% increase in adhesion using proposed adhesive in comparison with the existing similar adhesive.

کلیدواژه‌ها [English]

• Gecko-like adhesive
• Microlithography
• Chemical machining
• Gripper
• Silgard 184