大壁虎运动力学测试系统用于测试壁虎在各种表面(水平面、垂直面、天花板)上自由爬行过程中,脚掌与表面接触时产生的3维接触力,并实时记录大壁虎运动的影像资料。该系统包括3维传感器阵列、信号调理与数据采集设备、图像采集设备以及专用测试软件。3维传感器阵列是系统的核心,由16个相互独立的3维力传感器组成。传感器成二行八列分布,阵列总长度为240mm,宽度可根据不同壁虎的形体特征进行调节。设计了传感器定位槽和装夹孔,可分别调整每个传感器的安装位置。测试硬件采用NI公司的SCXI应变调理模块和相应的采集模块。实验程序在LabVIEW软件中开发,并实现不同的采集功能。得到了大壁虎在正表面、零表面和负表面运动的大量实验数据,结合影像资料,分析了壁虎在三种表面爬行过程中每只脚掌与表面的接触力,在同一个步态周期中,在不同表面每只脚掌对身体运动有不同的作用。从受力方面对壁虎身体重心的运动规律做了初步的阐述。将一对2维小量程力传感器组合成并联式2维力传感器。从传感器结构和尺寸方面对2维小量程力传感器进行了优化设计,传感器采用并联结构方式组合,不仅消除了测力位置变化引起的误差测量,而且提高了组合传感器的整体刚度。通过测试大壁虎在不同的表面爬行过程中脚掌与表面的接触力,分析壁虎在爬行过程中的吸附机制和运动规律,从而深入理解动物保持高灵活性、稳定性和机动性的深层力学原因和神经控制机制。为类壁虎机器人的运动学和仿生学带来相关的启示。