仿生阻尼缓冲结构建模及应用研究

对动物运动肢体的结构、缓冲机理进行了分析,建立起其数学模型。通过对模型参数特性的分析,提出了一种新颖的、应用于工程车辆的仿生阻尼缓冲悬挂机构。分析及试用表明,该悬挂机构可同时提高车辆的平顺性、动力性和作业生产率。     

奔跑马的机构设计与运动学仿真分析

介绍了奔跑马这种全新健身器材的设计思路和方案,运用动物仿生学原理,结合连杆机构将马的运动轨迹进行分解,确定了机构运动简图。采用Pro/E建立了奔跑马的三维模型,并作了运动学仿真。通过对奔跑马上小腿与地面接触点、大腿与小腿关节连接点的位移、速度、加速度等运动学仿真曲线的分析表明:奔跑马的设计原理合理,系统方案可行。     

基于单摄像机的昆虫自由飞行参量三维重构

研究昆虫飞行的三维空间运动参量需要对二维图像进行重构,传统的重构方法是采用两个或者多个相机从不同角度拍摄以获得同时刻不同角度的图像。介绍了一种采用单一相机完成三维重构的方法。通过在单相机镜头前面附加四块两两平行的平面镜组来获得三维信息,该装置可以在同一照片上获得物体两个角度的观察图像,等效于用两个高速摄影仪对昆虫的飞行进行拍摄。分别标定出每个等效摄像机的参量,根据机器视觉原理进行三维重构。实现了用单个相机完成昆虫自由飞行状态的翅膀三维参量重构过程,避免采用多个相机的需要增加复杂同步电路以及引起的高额费用,同事也克服了过去基于单相机的三维重构需要增加某些假设所引起的与真实飞行的差异。     

利用雕鸮羽毛的消音特性降低小型轴流风机的气动噪声

为降低轴流风机的气动噪声,借鉴了雕鸮羽毛的消音机理,将其羽毛的消音特征以条纹结构和锯齿形态的形式,在轴流风机叶片上进行重构,设计了耦合仿生轴流风机。同时采用试验优化的方法,与原轴流风机进行了模型对比试验,研究了条纹及锯齿参数对风机叶片气动噪声的影响。结果表明,耦合仿生轴流风机具有较低的气动噪声值。在1000、1100、1200、1300和1400 r/min五种转速下,耦合仿生轴流风机的A声级值最大可分别降低4.9、4.5、4.6、4.9和5.8 dB。     

工程仿生领域猪笼草叶笼研究现状及发展趋势

猪笼草叶笼能够捕集昆虫并将其消化成生长所需的营养元素,依据宏/微观形貌结构差异可划分为盖子、口缘、滑移区与消化区等区域。口缘密布楔形盲孔的辐射状沟脊结构可使液膜产生定向移动,滑移区形貌结构呈现抑制昆虫附着、低黏附超疏水等特性,受到学者普遍关注并逐步成为研究热点。从口缘与滑移区在工程仿生领域的研究现状入手,介绍其形貌结构特征与功能特性,重点关注以其为仿生原型制备液膜定向传输、昆虫滑移捕集、超疏水等功能表面的研究进展,并对未来需要关注的研究内容进行分析,从而进一步加深人们对叶笼形貌结构与功能特性的认识,为功能表面仿生研制提供新思路。     

仿生叶轮机构水上推进特性仿真与试验

对一种水上仿生推进装置进行流体力学仿真,并根据处于多种工况下若干组仿真数据,对该推进装置的力学特性进行分析。着重研究并归纳在不同转速和出水高度条件下,推进装置的升力、推力和功率曲线的变化规律,总结有助于仿生推进装置设计与优化的结论。最后,借助叶轮机构试验系统进行相关试验,并用试验数据来印证分析结论的合理性。结果表明,随着转速的提高,推进装置所产生的升力和推力同时增加,机械总效率和推进效率增大,但托举效率减小;当推进装置的轴心距水面越高时,在一定范围内,其推进效率和托举效率越大。合理的结构设计能够大幅提升装置在各种工况下的推进效率和托举效率。     

机器人足仿生柔性减振设计与试验研究*

基于大壁虎脚趾倾斜刚毛结构和猫头鹰覆羽/表皮微孔结构,设计了两种黏弹性履带。一种具有倾斜柱状阵列结构,另一种同时具有倾斜柱状与微孔复合阵列结构。利用刚柔混合有限元分析,计算了这两种黏附带安装在轮足式机器人柔性足脱附后能量衰减情况,以及柔性足关节反力变化,并与普通黏附带进行了比较。通过实验对计算结果进行了验证。结果表明:具有倾斜柱状结构的黏附带可以降低脱附力至普通黏附带的80%,并在一定程度上减小了脱附时黏附带能量集聚,加速了脱附后能量耗散,衰减时间约为普通带的72%;具有倾斜柱状与微孔复合结构的黏附带在降低脱附力,减小能量集聚的同时,进一步增强了减振效果。其衰减时间约为普通黏附带的30%。     

黄缘真龙虱体表结构与其水中减阻功能的关系

采用体视显微镜、扫描电镜技术观察并描述了黄缘真龙虱体壁表面各部位的形态结构特征,发现了3种典型的凹陷和普遍存在的凸起,了解了其三维结构,分析了凹陷与龙虱水生生活的关系.观察和比较了不同部位体表的刚毛形态构造,发现了3种典型的刚毛,即主要分布在足节上的刺状刚毛、雄性前足吸盘刚毛和仅分布于前胸背板和鞘翅刻点处的束状刚毛,分析了其适应水生生活的特点.同时,发现了龙虱体表存在的其他如波纹、鳞片等典型非光滑形态结构,测定了体壁水接触角,探讨了这些结构与水中运动减阻功能的关系.     

人体生理学在企业人力资源开发中的应用

运用仿生学基本原理,从人体生理学细胞物质转运入手,对人力资源层次上的企业人力资源开发方法、部门系统层次上的人力资本的来源和人力资源系统开发、整体水平上的人力资源的管理开发和激励开发,以及对教育、培训和人力资源配置在企业人力资源开发中的作用进行研究,以期形成一套系统的企业人力资源开发方法,发挥企业在其人力资源开发中的作用.     

基于MPPT控制的新型仿生学太阳树灯设计

根据仿生学原理,通过仿造树的结构制作一个树的支架,将太阳能电池板以45°的倾角放在树枝架上,然后通过WS-ALMPPT15控制器和12V/20Ah的铅酸蓄电池、负载(包括直流负载、交流负载)相连。实验测试表明:在产生电力方面,新型树灯在一天内的平均输出功率将比普通的平板太阳能电池板的输出功率输出高出27.3%;此外,新型树灯的输出电压、电流、功率基本上趋于一致,这些都高效地节约了电能。