半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

內(nèi)容概要

本書(shū)從一個(gè)獨(dú)特的視角探討仿生機(jī)械的問(wèn)題。
動(dòng)物運(yùn)動(dòng)仿生是仿生機(jī)械中的一個(gè)重要研究方向，也是一個(gè)古老的、始終令人感興趣的探索領(lǐng)域。動(dòng)物肢體運(yùn)動(dòng)的形式雖各有不同，但是本質(zhì)上都是“不對(duì)稱擺動(dòng)”；而人類常用的發(fā)動(dòng)機(jī)是轉(zhuǎn)動(dòng)形式的。用轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)去實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱擺動(dòng)是影響動(dòng)物運(yùn)動(dòng)仿生機(jī)械發(fā)展的主要原因。要實(shí)現(xiàn)動(dòng)物肢體運(yùn)動(dòng)的基本效果，必須從轉(zhuǎn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu)出發(fā)，摒棄“擺動(dòng)”，保留“?對(duì)稱”。也就是說(shuō)，適應(yīng)常用的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的仿生運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)該是一種不對(duì)稱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本書(shū)提出的半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)就是這樣一種不對(duì)稱轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本書(shū)總結(jié)了迄今為止關(guān)于半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主要研究成果，系統(tǒng)地介紹了半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成原理、實(shí)現(xiàn)途徑；對(duì)基于半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的半轉(zhuǎn)葉輪、步行機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)與受力進(jìn)行了分析研究；介紹了半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在仿生機(jī)械上的一些應(yīng)用以及它的“逆向”應(yīng)用。
 本書(shū)可供對(duì)仿生機(jī)械有興趣的讀者閱讀。

作者簡(jiǎn)介

邱支振，1946年3月7日出生，江蘇省揚(yáng)州市人，1970年畢業(yè)于武漢水運(yùn)工程學(xué)院船舶機(jī)械系，1979年馬鞍山鋼鐵學(xué)院力學(xué)研究生班畢業(yè)。安徽工業(yè)大學(xué)教授，長(zhǎng)期從事力學(xué)教學(xué)，安徽省高等學(xué)校教學(xué)名師。研究領(lǐng)域：機(jī)械振動(dòng)、仿生機(jī)械。

書(shū)籍目錄

前言
1　引論：機(jī)械工程的未來(lái)與仿生
 1．1　仿生推動(dòng)了機(jī)械工程的發(fā)展
 1．2　仿生意識(shí)的障礙
 1．3　自然永遠(yuǎn)是人類的導(dǎo)師
 1．4　新的仿生研究熱潮正在形成
 1．5　機(jī)械工程中幾個(gè)值得注意的仿生研究方向
2　動(dòng)物運(yùn)動(dòng)仿生的反思與出路
 2．1　反思：動(dòng)物運(yùn)動(dòng)仿生研究的成果與不足
 2．2　出路：對(duì)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)仿生未來(lái)發(fā)展的思考
 2．3　適應(yīng)常用發(fā)動(dòng)機(jī)的仿生運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)研究
3　半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成
 3．1　產(chǎn)生不對(duì)稱轉(zhuǎn)動(dòng)的原理機(jī)構(gòu)
 3．2　半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
 3．2．1　基于鏈輪／步帶輪傳動(dòng)的半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
 3．2．2　基于行星齒輪傳動(dòng)的半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
4　半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)分析
　4．1　幾何分析方法
 4．1．1 半轉(zhuǎn)葉片的速度瞬心
 4．1．2　半轉(zhuǎn)葉片上的不動(dòng)點(diǎn)
 4．1．3　半轉(zhuǎn)葉片上各點(diǎn)的速度
 4．2　解析分析方法
 4．2．1　葉片上各點(diǎn)的坐標(biāo)
 4．2．2　葉片上各點(diǎn)的速度‘
5　半轉(zhuǎn)葉輪的基本受?分析
 5．1　在流體中主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的半轉(zhuǎn)葉輪受力分析
 5．1．1　葉片的受力
 5．1．2　葉輪的受力
 5．1．3　轉(zhuǎn)臂內(nèi)的動(dòng)輪力矩
 5．2　在運(yùn)動(dòng)流體中不轉(zhuǎn)動(dòng)的半轉(zhuǎn)葉輪
 5．3　在運(yùn)動(dòng)流體中被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的半轉(zhuǎn)葉輪
 5．3．1　流體相對(duì)葉片的法向速度
 5．3．2 葉片上流體壓力的分布特點(diǎn)
 5．3．3　被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)半轉(zhuǎn)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定性及最大轉(zhuǎn)速
 5．3．4　被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)半轉(zhuǎn)葉輪的阻力
6　半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的韋斯-福效應(yīng)
 6．1　韋斯-福效應(yīng)簡(jiǎn)介
 6．2　用半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)韋斯-福效應(yīng)
 6．3　半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生韋斯-福效應(yīng)的理論分析
 6．3．1　基本假設(shè)
 6．3．2　產(chǎn)生韋斯-福效應(yīng)時(shí)半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與韋斯-福機(jī)構(gòu)的異同
　　6．3．3　急張階段的推力
　　6．3．4　相拍階段的推力
　　6．3．5　半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的韋斯-福效應(yīng)
7　仿韋斯-福效應(yīng)船舶推進(jìn)器
 7．1　仿韋斯-福效應(yīng)船舶推進(jìn)器的基本構(gòu)成
 7．2　半轉(zhuǎn)葉輪仿生船舶推進(jìn)器的理論研究
 7．2．1 推力
　……
8　半轉(zhuǎn)步行機(jī)構(gòu)
9　半轉(zhuǎn)葉輪立軸風(fēng)力機(jī)
10　半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)用的展望
參考文獻(xiàn)
后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：生動(dòng)物生存所需要的運(yùn)動(dòng)效果（如飛行、游動(dòng)、奔跑等）。仿生研究的目的不僅僅是了解生物體的機(jī)能，更重要的是學(xué)習(xí)生物體的卓越功能來(lái)解決各種工程問(wèn)題。所以在研究動(dòng)物器官運(yùn)動(dòng)形式的時(shí)候，不能僅僅看到運(yùn)動(dòng)形式是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)效果的需要，同時(shí)還必須看到運(yùn)動(dòng)形式還有與它們的“原動(dòng)機(jī)”一一肌肉相適應(yīng)的一面。動(dòng)物肌肉的伸縮運(yùn)動(dòng)與人類常用發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是完全不同的，用轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)去實(shí)現(xiàn)與肌肉伸縮相適應(yīng)的動(dòng)物器官的運(yùn)動(dòng)，顯然不是一條合理的途徑。因此，我們的觀點(diǎn)是：仿生運(yùn)動(dòng)機(jī)械研究與一般仿生研究的不同之處就是應(yīng)該以常用的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)為出發(fā)點(diǎn)，以產(chǎn)生類似動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)效果為目的，而不拘泥于模仿動(dòng)物器官的運(yùn)動(dòng)形式。所以在仿生機(jī)械的研究中，結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單的、適應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的仿生運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是關(guān)鍵，雖然這樣的機(jī)構(gòu)與適應(yīng)肌肉的動(dòng)物器官具有不同的構(gòu)成與不同的運(yùn)動(dòng)形式，但是它們產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)效果是相似的，所以它能夠成為動(dòng)物運(yùn)動(dòng)仿生實(shí)用化的基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)。在此機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)展研究，可望推進(jìn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)仿生的實(shí)用化進(jìn)程。

編輯推薦

《半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu):構(gòu)成·特性·應(yīng)用》是由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社出版的。

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