多关节指形机械手爪的设计

针对人口老龄化的日趋严重,从仿生学的角度出发,以人手结构形式及参数为设计依据,运用SolidWorks三维软件设计一种多关节指形机械手爪。其中包括机械结构、传动驱动系统、气动回路布置以及电气控制系统的设计与实现。通过PLC的软件程序控制各电磁阀驱动气缸动作和控制机械手爪动作,使机械手爪可以像人手一样抓取物体,并进行1～6、8等7个数字的灵活表示。该设计对仿人机器人机械设计有一定的参考价值。     

PVDF压电纤维仿生柔性传感器水下传感特性研究

感知器官对于许多动物必不可少,尤其是生活在水下的生物。该文以聚偏二氟乙烯(PVDF)为材料,模仿水生动物海豹的触须设计制备了一种表面四电极PVDF压电纤维仿生柔性传感器。利用激振源测试所制备的传感器性能,包括输出不同的波形测试对不同激励的感知,对水动力的感知及对水下运动物体方向的感知。实验结果表明,该传感器对不同激励的感知性能很好,速度检测极限可达0.15 mm/s,且有良好的方向性检测能力,对水下情况感知的应用前景广。     

建材仿生学研究综述

建材仿生学是从仿生的角度对建筑材料进行研究。本文归纳和评述了国内外建筑材料仿生学的研究现状、特点、主要成果及发展趋势。     

古今城市仿生思想

从城市仿生的角度，介绍了中国古代的一些仿生城市，把握建设会“呼吸”的绿色城市的宗旨，挖掘城市发展中较强的可塑性和巨大的发展潜力，从城市的“皮”、“骨”、“肉”、“器官”四个方面阐述了如何将城市的建设与仿生学结合起来，利用仿生思想创造绿色和谐城市。     

当代建筑结构体系中的技术表现分析

建筑技术的发展一直伴随着建筑艺术的发展,当代建筑结构技术也成为了建筑表现的重要因素之一,其在满足建筑形式和功能要求的同时,开始更多地关注哲学思想、人文情感和环境意识的表达.该文分析和总结了当代建筑结构技术在建筑表现中的运用和发展趋势,希望这样的分析与归纳对建筑实践有一定的参考意义.     

城市与建筑的象征意义仿生研究

象征意义仿生作为边缘的叛逆设计思潮,对现代建筑的发展起着重要的推动作用.运用比较方法,考察了东西方在城市规划和建筑领域中运用象征意义仿生的历史,阐述了象征意义仿生这种认识方法在城市规划与建筑中发展演变的过程,试图解读城市和建筑仿生所表达的象征意义,从而提炼出其对当前城市和建筑设计的借鉴意义.     

一种基于视网膜细胞排布的光电探测器

基于视网膜特有的细胞排布方式,并利用CMOS图像传感器工艺,设计并制造了一种仿视网膜的光电探测器.为降低像素尺寸因素引起的图像非均匀性,光电探测器采用7T对数像素结构.测试结果显示该光电探测器具有良好的成像效果.     

具有非对称褶皱结构的自生长软体机器人设计与运动特性

针对充气自生长软体机器人现有主动方向控制方案对功能与精度难以兼顾的问题,通过对软甲亚纲海洋底栖动物腹节结构的模仿,提出非对称褶皱结构主动转向方案。通过在控制腔室内外侧布置非对称的褶皱结构,使控制腔室在充压时内外侧形成非对称的展开效果,从而形成长度差并实现对囊体转向的高精度可逆主动控制。在此基础上,完成对自生长软体机器人样机的制造。建立囊体褶皱宽度、褶皱间距等设计参数与转向半径、角度等性能关系的数学模型,并通过数值仿真与样机试验加以验证。研究结果表明：所提出的转向方案能够在保障囊体运动能力的前提下,有效驱动囊体实现大角度高精度的可逆方向控制,并具有较高的设计自由度;所建立的数学模型能够较为精确地对囊体运动性能进行预测;所设计自生长软体机器人可应用于未来城市作战中狭窄非通视空间的侦查和引导打击。     

基于非光滑表面的高速列车转向架区域气动减阻性能

为了减小列车行进中的气动阻力,将仿生学中普遍应用的非光滑表面单元体布置于高速列车中间车的转向架区域端墙处。应用计算流体动力学的方法,对列车流场进行数值模拟,比较非光滑表面单元体(凹坑)对列车的气动减阻效果,与光滑列车的气动阻力相比,中间车减阻率可达1.05%。通过比较光滑模型和非光滑模型的压差阻力、黏性阻力的变化情况,得到了非光滑表面的减阻原理,为进一步研究车体非光滑表面气动减阻效果提供理论依据。     

凸包型仿生耦合金刚石钻头模拟分析

研究发现仿生耦合钻头较普通钻头钻进时效提高很多。仿生耦合钻头一方面能使钻头唇面有较高的比压；另一方面能使钻头具有很好的冷却效果，因此在钻探工程中有很好的应用前景。应用数值模拟软件ansys，模拟分析了凸包型非光滑表面对金刚石钻头性能的影响。对比分析了4种不同非光滑度状况下，钻头在一定的钻压作用下在岩石表面产生滑动摩擦的过程。主要分析了该过程中岩层的等效应力、钻头底唇面的接触摩擦应力和接触压力的变化规律。研究发现，凸包型非光滑表面在一定程度上可以提高钻头的使用寿命和钻进效率。