現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法總結(jié)報(bào)告

1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 題目：題目：仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 小組成員：小組成員：現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法第九組第九組總結(jié)報(bào)告總結(jié)報(bào)告機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 第一節(jié)第一節(jié) 仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述 第二節(jié)第二節(jié) 仿生機(jī)械手仿生機(jī)械手 第三節(jié)第三節(jié) 步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第四節(jié)第四節(jié) 爬行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)爬行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第五節(jié)第五節(jié) 飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第六節(jié)第六節(jié) 游動與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)游動與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)

2、仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)生活中的仿生學(xué)蝙蝠蝙蝠 雷達(dá)雷達(dá) 魚尾魚尾 船櫓船櫓 人眼晶狀體人眼晶狀體 透鏡透鏡 電魚電魚 電池電池 鳥鳥 飛機(jī)飛機(jī)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究生物系統(tǒng)的研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和和特征特征、并以此為工、并以此為工程技術(shù)提供新的程技術(shù)提供新的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)思想、工作原理工作原理和和系系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)成的科學(xué)構(gòu)成的科學(xué), ,稱為仿生學(xué)（稱為仿生學(xué)（bionicsbionics）。）。第一節(jié)第一節(jié) 仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述一、仿生一、仿生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生學(xué)仿生學(xué)第一節(jié)

3、第一節(jié) 仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述一、仿生一、仿生主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述二、仿生機(jī)械二、仿生機(jī)械仿生機(jī)械（仿生機(jī)械（bio-simulationbio-simulationmachinerymachinery），），是模仿生物的是模仿生物的形態(tài)形態(tài)、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動運(yùn)動和和控制控制，設(shè)，設(shè)計(jì)出功能更集中、效率更高并具有生物特征計(jì)出功能更集中、效率更高并具有生物特征的機(jī)械。的機(jī)械。仿仿生生機(jī)機(jī)械械功能仿生功能仿生結(jié)構(gòu)仿生結(jié)構(gòu)仿生控制仿生控制仿生材料仿生材料仿生機(jī)

4、械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)概述三、仿生機(jī)械學(xué)注意事項(xiàng)三、仿生機(jī)械學(xué)注意事項(xiàng)1 1、了解仿生對象的具體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動特性。、了解仿生對象的具體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動特性。2 2、避免、避免“機(jī)械式機(jī)械式”仿生。仿生。3 3、注重功能目標(biāo)，力求結(jié)構(gòu)簡單。、注重功能目標(biāo)，力求結(jié)構(gòu)簡單。4 4、仿生的結(jié)果具有多值性。、仿生的結(jié)果具有多值性。5 5、仿生設(shè)計(jì)的過程也是創(chuàng)新的過程。、仿生設(shè)計(jì)的過程也是創(chuàng)新的過程。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生機(jī)械手機(jī)構(gòu)的仿生機(jī)械手機(jī)構(gòu)的運(yùn)動副及自由度運(yùn)動副及自由度開鏈機(jī)

5、構(gòu)，由若干構(gòu)件組成。開鏈機(jī)構(gòu)，由若干構(gòu)件組成。 516kkkpnF n n- -構(gòu)件數(shù)，構(gòu)件數(shù)，k k- -運(yùn)動副數(shù)，運(yùn)動副數(shù)，p pk k- -運(yùn)動副約束數(shù)運(yùn)動副約束數(shù)第二節(jié)第二節(jié) 仿生機(jī)械手仿生機(jī)械手一、仿生機(jī)械手的機(jī)構(gòu)組成一、仿生機(jī)械手的機(jī)構(gòu)組成機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)SS=1R=10RSGSS=4肱骨肱骨尺骨尺骨橈骨橈骨第二節(jié)第二節(jié) 仿生機(jī)械手仿生機(jī)械手一、仿生機(jī)械手的機(jī)構(gòu)組成一、仿生機(jī)械手的機(jī)構(gòu)組成機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)516kkkpnF,11 , 6

6、 , 2 , 1 , 0VIVIII1IIpppppF=6F=619-(219-(21+31+32+42+46+56+511)=2711)=27同理可求得手指部分的自由度為同理可求得手指部分的自由度為F=6F=615-15-（4 45+55+51010）=20=20機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)五指機(jī)械手五指機(jī)械手人工肌肉人工肌肉第二節(jié)第二節(jié) 仿生機(jī)械手仿生機(jī)械手二、仿生機(jī)械手實(shí)例二、仿生機(jī)械手實(shí)例機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)皮膚機(jī)械手皮膚機(jī)械手同步操作機(jī)械手同步操作機(jī)械手第二節(jié)第二節(jié) 仿生機(jī)械手仿生機(jī)械手二、仿生機(jī)械手實(shí)例二、仿生

7、機(jī)械手實(shí)例機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)三指機(jī)械手三指機(jī)械手四指機(jī)械手四指機(jī)械手第二節(jié)第二節(jié) 仿生機(jī)械手仿生機(jī)械手二、仿生機(jī)械手實(shí)例二、仿生機(jī)械手實(shí)例機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)足端運(yùn)行軌跡的測定與分析足端運(yùn)行軌跡的測定與分析大腿相對股骨關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度大腿相對股骨關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度小腿相對膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度小腿相對膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度足底運(yùn)動足底運(yùn)動 足底著地足底著地，足底平放足底平放，足底推離足底推離第三節(jié)第三節(jié) 步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)

8、新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)12足端軌跡足端軌跡落地相落地相抬腿相抬腿相抬腿相抬腿相人類兩足步行人類兩足步行鳥類兩足步行鳥類兩足步行第三節(jié)第三節(jié) 步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)兩兩足足步步行行機(jī)機(jī)器器人人第三節(jié)第三節(jié) 步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析本田仿人機(jī)器人本田仿人機(jī)器人北理仿人機(jī)器人北理仿人機(jī)器人自制仿人機(jī)器人自制仿人機(jī)器人機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)四足走行動作

9、的運(yùn)動機(jī)理與分析四足走行動作的運(yùn)動機(jī)理與分析四足步行相：三足著地，四足的交替運(yùn)動順序四足步行相：三足著地，四足的交替運(yùn)動順序小跑相：三足著地與二足著地交替進(jìn)行小跑相：三足著地與二足著地交替進(jìn)行跑相：三足著地、二足著地、單足著地交替進(jìn)行跑相：三足著地、二足著地、單足著地交替進(jìn)行后腿后腿前腿前腿第三節(jié)第三節(jié) 步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析多多足足步步行行機(jī)機(jī)

10、器器人人探月多足機(jī)器人探月多足機(jī)器人仿生機(jī)器騾馬仿生機(jī)器騾馬6足機(jī)器人足機(jī)器人6足機(jī)器人機(jī)構(gòu)模型足機(jī)器人機(jī)構(gòu)模型機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)多足步行仿生機(jī)器人實(shí)例多足步行仿生機(jī)器人實(shí)例第三節(jié)第三節(jié) 步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析一、有足動物腿部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動分析機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 爬行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)爬行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、仿生爬行機(jī)器人機(jī)構(gòu)一、仿生爬行機(jī)器人機(jī)構(gòu)爬行機(jī)器人爬行機(jī)器人爬墻機(jī)器人爬墻機(jī)器人管道機(jī)器人管道機(jī)器人蛇形機(jī)器人蛇形機(jī)器人機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理

11、與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)1 1、以靜電致動方的仿生撲翼、以靜電致動方的仿生撲翼1) 1) 撲翼結(jié)構(gòu)撲翼結(jié)構(gòu)飛行昆蟲的特征如外部骨飛行昆蟲的特征如外部骨骼、彈性關(guān)節(jié)、變形胸腔以骼、彈性關(guān)節(jié)、變形胸腔以及伸縮肌肉等為我們設(shè)計(jì)微及伸縮肌肉等為我們設(shè)計(jì)微型飛行器提供了借鑒思路。型飛行器提供了借鑒思路。第五節(jié)第五節(jié) 飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、飛行仿生機(jī)器人的翅一、飛行仿生機(jī)器人的翅機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)2 2、仿生撲翼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿生撲翼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第五節(jié)第五節(jié) 飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、飛行仿生機(jī)器人的翅一、飛行仿生機(jī)器人的翅機(jī)械

12、創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第五節(jié)第五節(jié) 飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、飛行仿生機(jī)器人實(shí)例二、飛行仿生機(jī)器人實(shí)例機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)微型飛行機(jī)器人第五節(jié)第五節(jié) 飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、飛行仿生機(jī)器人實(shí)例二、飛行仿生機(jī)器人實(shí)例機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)蒼蠅機(jī)器人第五節(jié)第五節(jié) 飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、飛行仿生機(jī)器人實(shí)例二、飛行仿生機(jī)器人實(shí)例機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)身體波浪式擺動推進(jìn)身體波浪式擺動推進(jìn)尾鰭擺動式

13、推進(jìn)尾鰭擺動式推進(jìn)第六節(jié)第六節(jié) 游動與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)游動與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、魚類擺動推進(jìn)的泳動力學(xué)原理一、魚類擺動推進(jìn)的泳動力學(xué)原理機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第六節(jié)第六節(jié) 游動與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)游動與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、魚類推進(jìn)結(jié)構(gòu)二、魚類推進(jìn)結(jié)構(gòu)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第六節(jié)第六節(jié) 游動與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)游動與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)三、游動仿生機(jī)器人實(shí)例三、游動仿生機(jī)器人實(shí)例機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 仿生開發(fā)實(shí)例仿生開發(fā)實(shí)例 新型擬人新型擬人6 6自由度機(jī)械臂的研制自由度機(jī)械臂的研制設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求

14、： 設(shè)計(jì)出運(yùn)動規(guī)律類似于人體手臂的機(jī)械臂；設(shè)計(jì)出運(yùn)動規(guī)律類似于人體手臂的機(jī)械臂；采用多種機(jī)械結(jié)構(gòu)；活動空間基本達(dá)到人體手臂采用多種機(jī)械結(jié)構(gòu)；活動空間基本達(dá)到人體手臂的能力；功能類似人體手臂；能夠靈活實(shí)用。的能力；功能類似人體手臂；能夠靈活實(shí)用。 仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)1 11、可行性論證、可行性論證2、初步設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)2 2 仿生開發(fā)實(shí)例仿生開發(fā)實(shí)例 新型擬人新型擬人6 6自由度機(jī)械臂的研制自由度機(jī)械臂的研制 仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 仿生開發(fā)實(shí)例仿生開發(fā)

15、實(shí)例 新型擬人新型擬人6 6自由度機(jī)械臂的研制自由度機(jī)械臂的研制 仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析3 33、詳細(xì)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 仿生開發(fā)實(shí)例仿生開發(fā)實(shí)例 新型擬人新型擬人6 6自由度機(jī)械臂的研制自由度機(jī)械臂的研制 仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析4 44、試制與測試、試制與測試機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 仿生開發(fā)實(shí)例仿生開發(fā)實(shí)例 新型擬人新型擬人6 6自由度機(jī)械臂的研制自由度機(jī)械臂的研制 仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析仿生設(shè)計(jì)實(shí)例分析5 55、設(shè)計(jì)改進(jìn)、設(shè)計(jì)改進(jìn)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)思考題思考題:1、仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)的聯(lián)系？、