爬壁机器人能实现3维空间无障碍运动,设计并制备具有壁虎刚毛优点的粘附阵列,对爬壁机器人的研制和发展具有重要意义。本文提出了一种制备微纳阵列的新方法,以干膜为阵列材料,采用激光直写技术,制备仿壁虎刚毛微阵列。激光直写制备微纳阵列的方法具有高效率,低成本的优点,为软材料复杂微纳结构的制备提供了高效的方法和途径。主要研究内容如下:1、采用激光直写技术进行一级阵列的制备,并进行制备参数选择的试验研究。在阵列制备过程中,多次覆膜以满足各级阵列高度要求,曝光时间和显影时间的配合决定了阵列各级的轴向高度,计算机输入的平面图形尺寸决定阵列直径,设计图形的排列方式和曝光步距共同决定阵列疏密程度;制备过程由计算机控制完成。试验制备出具有不同直径和高度的一级结构阵列。制备试验的同时,分析了曝光时间、显影时间等参数对阵列制备的影响,并得到曝光深度、显影深度与时间的数值关系,为后续研究提供理论基础。2、在一级结构的基础上探索制备二级结构微纳阵列的方法。制备二级结构采用的方法包括一,自下而上;二,自上而下;其中“自下而上”法分为“两次曝光,两次显影”和“两次曝光,一次显影”两种方案。试验采用以上方法制备出不同结构和尺寸的二级结构阵列,其中“自上而下”的方法通过对曝光时间和显影时间的控制使第二级结构扎根于第一级结构中,有效的提高了两级结构间的连接强度。3、在UMT-2摩擦试验机(CETR,USA)设备上进行了一级结构阵列的粘附性能试验,测试微粘附阵列在不同预压力条件下的粘附性能,分析了高度、直径、密度和曝光时间对粘附性能的影响,结果表明随着阵列高度的增加、密度的增大和直径的减小,阵列粘附性能随之增加。曝光时间的增加在一定范围内也提高了阵列粘附力。