高等机构学第八章-仿生机构学课件.ppt
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- 高等 机构学 第八 仿生 课件
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1、、仿生学的研究内容、仿生学的研究内容第八章第八章 仿生机构概述仿生机构概述8-1 概述概述仿生学的主要研究内容有:仿生学的主要研究内容有:1电子仿生:电子仿生:模仿动物的脑和神经系统、感觉器官、细模仿动物的脑和神经系统、感觉器官、细胞内和细胞间通信、动物间通信等胞内和细胞间通信、动物间通信等 研制人工神经元电子模型和神经网络、高研制人工神经元电子模型和神经网络、高级智能机器人、电子蛙眼、鸽眼雷达系统以及级智能机器人、电子蛙眼、鸽眼雷达系统以及模仿苍蝇嗅觉系统的高灵敏小型气体分析仪等。模仿苍蝇嗅觉系统的高灵敏小型气体分析仪等。2控制仿生:控制仿生:模仿动物体内稳态调控、肢体运动控制、定向模仿动物
2、体内稳态调控、肢体运动控制、定向与导航等与导航等;研制蝙蝠和海豚动物的超声波回声定位系统、研制蝙蝠和海豚动物的超声波回声定位系统、蜜蜂等生物的蜜蜂等生物的“天然罗盘天然罗盘”、鸟类和海龟等动、鸟类和海龟等动物的星象导航、地磁导航和重力场导航系统等。物的星象导航、地磁导航和重力场导航系统等。3机械仿生:机械仿生:模仿动物的走、跑、飞、游等运动,运用模仿动物的走、跑、飞、游等运动,运用机构设计和力学原理,研制各种步行、操机构设计和力学原理,研制各种步行、操作等机械装置,寻求机器人、车辆、舰船、作等机械装置,寻求机器人、车辆、舰船、飞行器的最佳设计原理与方法。飞行器的最佳设计原理与方法。机械仿生是本
3、章重点介绍的内容,也是仿机械仿生是本章重点介绍的内容,也是仿生机构学的主要任务。生机构学的主要任务。5医学仿生:医学仿生:包括人工脏器的研制、生物医学图像识别包括人工脏器的研制、生物医学图像识别以及医学信号的分析处理等。以及医学信号的分析处理等。4化学仿生:化学仿生:模仿光合作用、生物合成、生物发电、生模仿光合作用、生物合成、生物发电、生物发光等。物发光等。仿生学与机械学相互交叉、渗透,就构成了仿生学与机械学相互交叉、渗透,就构成了仿生机械学。仿生机械学。6其它类仿生:其它类仿生:研究建筑仿生(蜜蜂蜂巢的六边形结构)、研究建筑仿生(蜜蜂蜂巢的六边形结构)、农业仿生等。农业仿生等。二、仿生机构二
4、、仿生机构模仿生物的运动形态、生理结构和控制原理模仿生物的运动形态、生理结构和控制原理,设计制造出功能更集中、效率更高、应用范设计制造出功能更集中、效率更高、应用范围更加广泛并具有生物特征的机构,仿生机围更加广泛并具有生物特征的机构,仿生机构是仿生机械中完成机械运动的物质载体,构是仿生机械中完成机械运动的物质载体,是仿生机械的重要组成部分。是仿生机械的重要组成部分。仿生机构学的主要研究课题有:仿生机构学的主要研究课题有:拟人机械手、步行机构、假肢,以及模仿鸟类、拟人机械手、步行机构、假肢,以及模仿鸟类、昆虫和鱼类等生物的各种机构。昆虫和鱼类等生物的各种机构。机器人是仿生机构的重要应用领域,现在
5、各国机器人是仿生机构的重要应用领域,现在各国都在大力开展机器人技术的研究。都在大力开展机器人技术的研究。8-2 仿生机构的生物运动学基础仿生机构的生物运动学基础1、两足步行动作的运动机理与分析、两足步行动作的运动机理与分析一一、步行运动机理与分析、步行运动机理与分析足端运行轨迹的测定与分析足端运行轨迹的测定与分析大腿相对股骨关节转动角度大腿相对股骨关节转动角度小腿相对膝关节转动角度小腿相对膝关节转动角度足底运动足底运动 足底着地,足底平放,足底推离足底着地,足底平放,足底推离两腿交替运动的人体重心稳定问题两腿交替运动的人体重心稳定问题人体质心的上下移动加速度,导致足底受力人体质心的上下移动加速
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