仿生機械概論 羅霄，羅慶生 編著(zhù) 2019年版

仿生機械概論 作者：羅霄，羅慶生 編著(zhù) 出版時(shí)間： 2019年版 叢編項： 普通高等教育十三五規劃教材 內容簡(jiǎn)介 仿生機械是指人們通過(guò)模仿生物的形態(tài)、結構、組織、材料、生活習性、運動(dòng)特點(diǎn)、調節機制和控制原理來(lái)設計、制造出的功能更強、效率更高并具有生物特征的機械。研究仿生機械的科學(xué)稱(chēng)為仿生機械學(xué)，它以力學(xué)和機械學(xué)為基礎，與生物學(xué)、工程學(xué)、電子技術(shù)、控制論等相關(guān)學(xué)科相互滲透、相互融合，是一門(mén)涉及多專(zhuān)業(yè)范疇的邊緣性學(xué)科，也是一門(mén)涉及多技術(shù)領(lǐng)域的綜合性學(xué)科。它主要對生物機制和生物現象進(jìn)行力學(xué)研究，對生物體結構、形態(tài)、動(dòng)作或功能進(jìn)行工程分析和仿生設計，其研究?jì)热莺蛻梅秶浅Ｉ铄渑c廣泛?！斗律鷻C械概論/普通高等教育“十三五”規劃教材》共有9章，具體包括緒論、仿生機械學(xué)的基本概念、仿生機械學(xué)的基礎知識、仿生機械結構分析、生物運動(dòng)特性分析、仿生機械運動(dòng)學(xué)分析、仿生機械動(dòng)力學(xué)分析、仿生機械運動(dòng)機理及控制方法、仿生機械創(chuàng )新設計的原理與方法?！斗律鷻C械概論/普通高等教育“十三五”規劃教材》詳盡介紹了仿生機械學(xué)的基本概念、基礎知識、理論方法、關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)際應用，全面反映出國內外仿生機械學(xué)研究和應用的新進(jìn)展情況及其成果，是一部系統、全面、詳實(shí)、準確的仿生機械學(xué)著(zhù)作和教材?！斗律鷻C械概論/普通高等教育“十三五”規劃教材》可作為普通高等院校機械設計及理論、機械電子工程、機械制造及自動(dòng)化等機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生教材，也可作為從事仿生機械技術(shù)、機器人技術(shù)研究和應用的科研人員的學(xué)習參考用書(shū)。 目錄 第1章 緒論 1．1 仿生機械學(xué)的誕生與發(fā)展 1．1．1 仿生機械學(xué)的誕生 1．1．2 仿生機械學(xué)的發(fā)展 1．2 仿生機械學(xué)的研究?jì)热菖c研究方法 1．2．1 仿生機械學(xué)的研究?jì)热? 1．2．2 仿生機械學(xué)的研究方法 1．3 仿生機械學(xué)的研究熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢 1．3．1 仿生機械學(xué)的研究現狀與研究熱點(diǎn) 1．3．2 仿生機械學(xué)的發(fā)展趨勢 1．4 本書(shū)主要內容與教學(xué)要求 1．5 思考與練習 第2章 仿生機械學(xué)的基本概念 2．1 生物的啟迪 2．1．1 生物不同凡響的探測能力 2．1．2 生物別具一格的偽裝能力 2．1．3 生物出類(lèi)拔萃的通信能力 2．2 仿生的源泉 2．2．1 片流膜的發(fā)明 2．2．2 人造手的由來(lái) 2．2．3 生物鰓與人工鰓 2．2．4 青蛙眼和電子眼 2．3 仿生的基本概念 2．3．1 仿生學(xué)定義 2．3．2 仿生學(xué)研究?jì)热? 2．4 機構學(xué)與仿生機構 2．4．1 機構學(xué)基本概念 2．4．2 機構學(xué)研究?jì)热? 2．4．3 機構運動(dòng)分析 2．4．4 機構運動(dòng)圖解分析法 2．4．5 機構運動(dòng)解析分析法 2．4．6 仿生機構基本概念及主要研究?jì)热? 2．5 機械學(xué)與仿生機械 2．5．1 機械學(xué)基本概念 2．5．2 機械學(xué)研究?jì)热? 2．5．3 機械學(xué)與仿生機械學(xué)的關(guān)系 2．6 思考與練習 第3章 仿生機械學(xué)的基礎知識 3．1 仿生設計學(xué) 3．1．1 仿生設計學(xué)概述 3．1．2 仿生設計學(xué)的誕生與發(fā)展 3．1．3 仿生設計學(xué)的內容與方法 3．1．4 仿生設計學(xué)的實(shí)際應用 3．2 仿生工程學(xué) 3．2．1 仿生工程學(xué)概述 3．2．2 仿生工程學(xué)的誕生與發(fā)展 3．2．3 仿生工程學(xué)的內容與方法 3．2．4 仿生工程學(xué)的實(shí)際應用 3．3 仿生材料學(xué) 3．3．1 仿生材料學(xué)概述 3．3．2 仿生材料學(xué)的誕生與發(fā)展 3．3．3 仿生材料學(xué)的內容與方法 3．3．4 仿生材料學(xué)的實(shí)際應用 3．4 仿生制造學(xué) 3．4．1 仿生制造學(xué)概述 3．4．2 仿生制造學(xué)的誕生與發(fā)展 3．4．3 仿生制造學(xué)的內容與方法 3．4．4 仿生制造學(xué)的實(shí)際應用 3．5 思考與練習 第4章 仿生機械結構分析 4．1 仿生機械結構分析概述 4．1．1 仿生機械結構特性 4．1．2 仿生機械結構的研究?jì)热? 4．2 仿生手臂式機器人典型機械結構分析 4．2．1 仿生關(guān)節機器人機械結構分析 4．2．2 工業(yè)機器人手臂機械結構分析 4．2．3 工業(yè)機器人手腕機械結構分析 4．2．4 工業(yè)機器人手部機械結構分析 4．2．5 仿生多指靈巧手機械結構分析 4．3 仿生腿足式機器人典型機械結構分析 4．3．1 仿生腿足式機器人概述 4．3．2 仿生腿足式機器人基本組成 4．3．3 仿生腿足式機器人機構特點(diǎn) 4．4 仿生機械常用材料 4．4．1 仿生機械本體材料 4．4．2 仿生機械結構材料 4．4．3 仿生機械輕質(zhì)材料 4．4．4 仿生機械剛性材料 4．4．5 仿生機械抗振材料 4．5 思考與練習 第5章 生物運動(dòng)特性分析 5．1 生物運動(dòng)特性分析概述 5．2 鳥(niǎo)類(lèi)運動(dòng)規律分析 5．2．1 鳥(niǎo)類(lèi)運動(dòng)規律的研究與探索 5．2．2 鳥(niǎo)類(lèi)的特質(zhì) 5．2．3 鳥(niǎo)類(lèi)的飛翔 5．2．4 鳥(niǎo)類(lèi)的習性和動(dòng)作 5．3 魚(yú)類(lèi)運動(dòng)規律分析 5．3．1 魚(yú)類(lèi)運動(dòng)規律的研究與探索 5．3．2 魚(yú)類(lèi)的體形 5．3．3 魚(yú)類(lèi)的運動(dòng) 5．3．4 魚(yú)類(lèi)的沉浮 5．3．5 魚(yú)類(lèi)的游泳 5．4 獸類(lèi)運動(dòng)規律分析 5．4．1 獸類(lèi)四肢的結構 5．4．2 獸類(lèi)的運動(dòng)規律 5．5 兩棲類(lèi)和爬行類(lèi)運動(dòng)規律分析 5．5．1 兩棲類(lèi)運動(dòng)規律分析 5．5．2 爬行類(lèi)運動(dòng)規律分析 5．6 昆蟲(chóng)類(lèi)運動(dòng)規律分析 5．7 人類(lèi)運動(dòng)規律分析 5．7．1 人的起源 5．7．2 人的進(jìn)化 5．7．3 人體運動(dòng)特點(diǎn)分析 5．7．4 人類(lèi)運動(dòng)規律分析 5．8 思考與練習 第6章 仿生機械運動(dòng)學(xué)分析 6．1 仿生機械運動(dòng)學(xué)分析概述 6．2 復數極矢量法 6．2．1 復數矢量的定義 6．2．2 復數矢量的表示 6．2．3 復數矢量的微分 6．2．4 基于復數極矢量法的平面機構運動(dòng)學(xué)分析 6．2．5 基于復數極矢量法的空間機構運動(dòng)學(xué)分析 6．3 直角坐標系矢量法 6．4 坐標變換矩陣法 6．4．1 連桿坐標系 6．4．2 連桿變換 6．4．3 機器人運動(dòng)學(xué) 6．5 旋轉變換張量法 6．5．1 旋轉變換張量 6．5．2 采用旋轉變換張量法求解機器人正運動(dòng)與逆運動(dòng) 6．6 對偶數矩陣法 6．7 機器人的運動(dòng)分析 6．7．1 機器人正運動(dòng)學(xué)分析實(shí)例 6．7．2 機器人逆運動(dòng)學(xué)求解實(shí)例 6．8 機器人的微分運動(dòng) 6．8．1 微分平移與微分旋轉 6．8．2 微分運動(dòng)等價(jià)變換 6．9 思考與練習 第7章 仿生機械動(dòng)力學(xué)分析 7．1 仿生機械動(dòng)力學(xué)分析概述 7．1．1 研究目的 7．1．2 研究方法 7．2 動(dòng)力學(xué)分析的數學(xué)方法 7．2．1 牛頓一歐拉法 7．2．2 拉格朗日法 7．3 機械手動(dòng)力學(xué)方程的建立與簡(jiǎn)化 7．3．1 預備知識 7．3．2 機械手動(dòng)力學(xué)方程的建立 7．3．3 機械手動(dòng)力學(xué)方程的簡(jiǎn)化 7．3．4 應用舉例 7．4 思考與練習 第8章 仿生機械運動(dòng)機理及控制方法 8．1 仿生機械運動(dòng)機理概述 8．1．1 仿生機械運動(dòng)測定方法 8．1．2 人的步行運動(dòng)機理研究 8．1．3 蛇的伸縮運動(dòng)機理研究 8．2 仿生機械運動(dòng)控制機理概述 8．3 仿生機械運動(dòng)控制的方法 8．3．1 機器人的位置控制 8．3．2 機器人的速度控制 8．3．3 機器人的力（力矩）控制 8．3．4 機器人的示教一再現控制 8．4 機械手的運動(dòng)控制算法 8．4．1 簡(jiǎn)易位置控制算法——空間單元法 8．4．2 運動(dòng)軌跡控制算法 8．4．3 速度控制法 8．5 思考與練習 第9章 仿生機械創(chuàng )新設計的原理與方法 9．1 仿生機械創(chuàng )新設計概論 9．1．1 仿生機械創(chuàng )新設計的含義 9．1．2 仿生機械創(chuàng )新設計的特點(diǎn) 9．1．3 仿生機械創(chuàng )新設計的方法 9．2 仿生機械創(chuàng )新設計的基本原理 9．2．1 仿生機械創(chuàng )新設計的組合原理與運用 9．2．2 仿生機械創(chuàng )新設計的變異演化原理與運用 9．2．3 仿生機械創(chuàng )新設計的反求原理與運用 9．3 仿生機械創(chuàng )新設計的實(shí)際案例——四足機器人結構設計 9．3．1 四足機器人結構設計概述 9．3．2 四足機器人運動(dòng)參數的仿生學(xué)分析 9．3．3 四足機器人腿部結構參數的分析與確定 9．3．4 四足機器人腿部結構設計 9．3．5 機器人髖關(guān)節及大腿組件設計 9．3．6 機器人膝關(guān)節及小腿組件設計 9．3．7 機器人腿部側擺組件設計 9．3．8 機器人液壓系統及其他元器件選型 9．3．9 機器人單腿整體結構設計 9．3．10 四足機器人整體結構設計 9．3．11 四足機器人結構的受力分析 9．4 思考與練習 參考文獻