导读:本文包含了机械仿生结构论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:仿生学,结构,工程机械,柔性,机械,结构设计,机器人。
机械仿生结构论文文献综述
赵然[1]（2019）在《基于仿生结构设计的机械增强纳米复合纤维的制备》一文中研究指出大自然在创造万物时对于生物材料中有限尺寸基元的组装有着极其严格的控制,从而使得生物结构材料通常具有纳米甚至分子级别上高度有序的结构特征,而正是这些精妙的多级结构赋予了这些生物材料力学和光学等多方面优异性能。科学家受天然材料中的结构特征和增强增韧机理的启发,结合工程设计原则,发展“仿生组装”技术来制备高性能纤维结构材料。本论文将首先对目前不同种类的仿生结构材料的研究进展进行综述,接着将介绍基于仿生结构设计的纤维材料的几种典型组装方法以及该领域的研究现状和应用前景。我们将以骨骼、木材、蚕丝和动物毛发等常见的生物结构材料中经典的单轴取向结构和跨越多尺度的多级螺旋结构为模型,利用天然纤维材料中各向异性组装单元在软介质中有序排列的增强增韧机理,通过复合纳米纤维和有机物,设计制备机械性能增强的纳米复合纤维材料,并对组装过程-纤维结构-材料力学性能叁者之间的关系进行分析讨论。所取得的具体研究成果归纳如下:1.结合湿法纺丝和定向干燥技术,利用流体剪切诱导组装原理,基于不同类型纳米纤维基元,成功制备了细菌纤维素纳米纤维/海藻酸钠(BC-Alg)、碳纳米管/海藻酸钠(CNT-Alg)和硬硅钙石矿物纳米线/海藻酸钠(Xonotlite-Alg)叁种纳米复合纤维材料。同时也对湿纺过程中纳米纤维基元的种类、长径比、百分含量、纺丝挤出速率等多项因素对最终所得人工纤维材料的内部结构和宏观力学性能的影响进行了系统地研究探讨。2.基于优化后的细菌纤维素纳米纤维/海藻酸钠(BC-Alg)复合纤维体系,发展了一种具有仿生多级螺旋结构的纳米复合宏观纤维材料的通用制备方法,通过将湿法纺丝工艺与湿法加捻组装技术相结合,实现了最终纤维材料拉伸强度、伸长率和韧性的同时提升,解决了目前大多数已报道的人工纳米纤维素基复合纤维材料所面临的共同困境,制备得到了最大拉伸强度达到～535 MPa、伸长率为～16%、韧性为～45 MJ·m-3的纳米复合纤维材料。我们的结构设计操作性强且经济高效,对仿生多级结构力学增强材料的设计和研究具有重要参考价值,为未来新型结构和功能纳米复合纤维的开发创造了更多机会。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-20）
李超群[2]（2019）在《基于离子聚合物—金属复合材料的柔性仿生机械结构及其控制系统研究》一文中研究指出离子聚合物-金属复合材料(Ionic Polymer Metal Composite,IPMC)作为一种典型的柔性智能材料,在柔性机械领域展现出了巨大的应用前景,尤其在驱动仿生机械方面有显着的优势。实现IPMC驱动仿生机械的独立运行和速度可控对于推动其实际应用具有重要意义,而现有IPMC驱动的仿生机械大多是以开环方式来控制,并未实现速度反馈控制。本文主要以机器鱼为例研究IPMC基仿生机械的结构与控制方法,在其独立运动的前提下实现对其行进速度的控制,将MPU6050传感器安装机器鱼内以测量游动速度,设计反馈控制系统实现了对机器鱼游动速度的精确控制。在Matlab软件中分别搭建传统PID和模糊PID控制系统并进行仿真,对比仿真结果表明:模糊PID控制的响应时间为0.1秒,明显小于传统PID控制的0.6秒。较传统PID控制,模糊PID控制的最大超调量降低了64.7%,稳态误差降低了76.9%。在此基础上,设计了控制电路原理图,制作了机器鱼样机并进行游动速度控制实验,实验结果与仿真规律相符,并表明:较传统PID控制,模糊PID控制可以更快的达到预设速度并稳定游动,且稳态误差降低了48%。总体来说模糊PID控制系统控制效果明显优于传统PID控制系统。通过模仿鱼类的形态和运动方式,本文还设计了胸鳍和尾鳍共同驱动的机器鱼机体结构,并基于此设计了可以输出3路相互独立方波电压信号的控制系统。控制系统主要包括微控制器单元、驱动信号生成单元、速度测量单元、自动避障单元和电压转换单元,可以实现机器鱼的直线、转向、加速和减速游动,并且搭载了红外避障传感器,可以使机器鱼在游动的过程中自主避障,具有较高的灵活性。此外,本文又根据尺蠖和蝴蝶的形态和运动方式,分别设计了仿蠕虫机器人和仿蝴蝶机器人,并进行了实验验证,均可以实现良好的运动,并给出了一种基于IPMC的步进电机设计方案。本文对于后续设计制作结构更为复杂、功能性更强的柔性机器鱼提供了重要的研究基础和丰富的实验数据,也对未来IPMC驱动的柔性仿生机械的的开发具有的一定的指导意义。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-05-01）
曹源文,杨雪,王建文,周华[3]（2018）在《SCARA机械臂小臂仿生筋板结构设计研究》一文中研究指出为了进一步提高SCARA机器人小臂的刚度及达到小臂结构轻量化的目的,在研究轻质、高刚度生物体结构的基础上,通过Pro/E叁维软件设计出SCARA机械臂小臂的筋板仿生结构,并运用ANSYS Workbench对小臂进行静力学分析和模态分析,得到最优的筋板仿生Ⅱ型模型。仿真结果表明:基于茎秆和叶脉的混合仿生型筋板结构比刚度效能和一阶固有频率都有所提高,静动态性能得到改善。然后利用重复定位精度、绝对定位精度与小臂刚度的关系进行了试验验证,结果显示筋板仿生Ⅱ型动静态性能有所改善。(本文来源于《机床与液压》期刊2018年15期）
夏令辉[4]（2018）在《结构仿生设计方法及其在机械领域中的应用》一文中研究指出在明确结构仿生设计方法的基础上,促进其在机械设计中的广泛应用,有助于提升机械设计的合理性,彰显仿生学的研究价值。本文在对结构仿生设计方法进行综合阐述的基础上,分析了结构仿生设计方法在机械领域中的具体应用,并阐述了结构仿生设计的不足之处及发展趋势,以期为相关人士提供借鉴和参考。(本文来源于《科技视界》期刊2018年16期）
洪梓榕[5]（2017）在《仿生机械臂的结构设计分析》一文中研究指出采用拟人法设计了一种五自由度的仿生机械臂,该臂主要采用蜗杆机构与齿轮机构相结合实现机械臂的运动,具有结构简单、运动可靠的优点。采用D-H法建立机构的数学模型,并对仿生机器臂进行了运动学分析。(本文来源于《兰州石化职业技术学院学报》期刊2017年04期）
贾雷雷,刘文俊,李中林[6]（2017）在《结构仿生学在工程机械结构设计中的应用研究》一文中研究指出工程机械结构设计需要有大量的实验数据与工程力学计算支持,因此尽管人们利用工程机械制造创造出了许许多都的工程奇迹,然而对于机械结构的创新却鲜有进展。本文将通过对结构仿生学的简要介绍,来进一步就阐述了结构仿生学与工程机械结构设计间的相关性,也为工程机械学创新设计提供以了一种新思路。(本文来源于《信息记录材料》期刊2017年07期）
窦志远,曾瑞倩[7]（2017）在《在工程机械结构设计中结构仿生学的应用研究》一文中研究指出人的生活离不开自然界,现代所应用的很多工程机械设备都是模仿自然界生物设计出来的,这也是人们常说的仿生。在工程机械结构设计中结构仿生学的应用十分广泛,也正是由于结构仿生学的存在促进了工程机械的发展。因此,本文将从结构仿生学基本情况入手,重点研究结构仿生学在工程机械结构设计中的应用。(本文来源于《山东工业技术》期刊2017年01期）
李海涛[8]（2016）在《康复用外骨骼上肢机械臂仿生结构研究》一文中研究指出目前康复工程中外骨骼式的机械康复设备应用广泛,既逐渐满足了理疗康复的巨大需求又使得康复理疗的成本不断降低,对减轻患者的经济负担和理疗师的劳动负担发挥了重要作用,随着外骨骼康复理疗设备在临床的应用和对康复效果的分析,常规外骨骼机械式康复中存在的问题逐渐表现出来。临床发现外骨骼机械臂辅助人体实现康复动作时,患者长期进行机械重复性动作可致肩胛骨部位肌肉造成永久损伤,显着症状为肩峰下疼痛综合征,其原因是肌肉麻痹不能自主收缩,在外力牵引下发生损伤。本文在已完成基本康复动作的外骨骼式上肢康复机器人的基础上研究肩胛骨部分运动的仿生结构设计,用可靠的机械式传动代替电信号控制是本课题的显着特点,因动力需要从肩关节传递到肩胛骨后方的执行机构在空间内位置复杂,且执行机构需要进行位置调整,故选用绳管传动传递动力,钢丝绳和聚四氟乙烯管配合可在空间内灵活适应位置调整的需要,肩关节运动的同时通过减速及调整机构完成与肩胛骨运动的2:1转动关系转换,执行机构辅助肩胛骨运动,改善康复效果。主要对辅助肩胛骨转动系统的设计原理设计过程进行了详细的阐述。使用机械叁维建模设计软件完成了结构设计,保证运动过程没有干涉。使用有限元软件对关键部件进行了受力和变形分析,保证零件结构的安全性;并进行模态分析检验机构是否与激励源发生共振。(本文来源于《青岛大学》期刊2016-06-01）
李卫国,周晓天,艾志华,李一迪[9]（2014）在《仿生机器鱼机械结构使用综合加工技术的应用》一文中研究指出为了改善现有仿生机器鱼外部结构存在的诸多问题,提出利用3D打印技术、线切割技术、数控加工技术制作仿生机器鱼头部和内部机械结构件的应用方法。通过CAD制作图纸,选用熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)技术的叁维打印成型设备进行外壳制作,并利用雕铣机与线切割技术进行配合件加工。在环氧树脂和树脂清漆涂覆、精打磨再上胶的处理后,配合橡胶鱼尾能完成整个仿生机器鱼的测试。应用结果表明:3D打印以及相关机械加工技术可缩减原型制作时间、加快测试与迭代速度,对仿生机器鱼的加工与应用有较高的实用价值。(本文来源于《兵工自动化》期刊2014年12期）
孟相光[10]（2013）在《结构仿生学在工程机械结构设计中的应用研究》一文中研究指出“仿生”是我们从自然中汲取知识和灵感的一个重要方法。伴随着人类科技的进步,现代的实验研究手段帮助人们揭示了身边越来越多的神奇现象。而生物本身优秀的特性也在各个方面不断地被发现并为我们所用。本文通过对工程机械的结构仿生学设计方法进行探索和研究,对工程机械的斗杆结构和底架结构进行了仿生学设计,并对其进行了有限元的静力学分析。由于仿生学涉及的学科门类过于庞杂,即便是作为其分支的结构仿生学,在研究和使用的过程中也常常令人力不从心。本文系统的梳理了结构仿生学所依赖的各个理论学说,简要说明了结构仿生学研究应用的一般方法和流程。工程机械的结构设计涉及较多的实验数据和工程力学计算。在其近百年的发展中,人们使用工程机械创造了一个又一个的工程奇迹。但是在机械结构上的革新却较少。本文对工程机械的结构创新性设计方法进行简要论述和尝试,明确了结构仿生学理论与工程机械结构设计之间的联系,为工程机械创新性设计提供了新的思路。最后,对挖掘机的斗杆进行仿生学结构设计和有限元静力学分析。仿生结构提高了斗杆结构的强度和刚度。另外,还依据结构仿生学的观点设计了挖掘机底盘支撑的仿生学结构,并通过模态分析比较了两个结构的抗震性能。仿生结构的抗震性和稳定性有了很大的提高。(本文来源于《石家庄铁道大学》期刊2013-01-01）
机械仿生结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
离子聚合物-金属复合材料(Ionic Polymer Metal Composite,IPMC)作为一种典型的柔性智能材料,在柔性机械领域展现出了巨大的应用前景,尤其在驱动仿生机械方面有显着的优势。实现IPMC驱动仿生机械的独立运行和速度可控对于推动其实际应用具有重要意义,而现有IPMC驱动的仿生机械大多是以开环方式来控制,并未实现速度反馈控制。本文主要以机器鱼为例研究IPMC基仿生机械的结构与控制方法,在其独立运动的前提下实现对其行进速度的控制,将MPU6050传感器安装机器鱼内以测量游动速度,设计反馈控制系统实现了对机器鱼游动速度的精确控制。在Matlab软件中分别搭建传统PID和模糊PID控制系统并进行仿真,对比仿真结果表明:模糊PID控制的响应时间为0.1秒,明显小于传统PID控制的0.6秒。较传统PID控制,模糊PID控制的最大超调量降低了64.7%,稳态误差降低了76.9%。在此基础上,设计了控制电路原理图,制作了机器鱼样机并进行游动速度控制实验,实验结果与仿真规律相符,并表明:较传统PID控制,模糊PID控制可以更快的达到预设速度并稳定游动,且稳态误差降低了48%。总体来说模糊PID控制系统控制效果明显优于传统PID控制系统。通过模仿鱼类的形态和运动方式,本文还设计了胸鳍和尾鳍共同驱动的机器鱼机体结构,并基于此设计了可以输出3路相互独立方波电压信号的控制系统。控制系统主要包括微控制器单元、驱动信号生成单元、速度测量单元、自动避障单元和电压转换单元,可以实现机器鱼的直线、转向、加速和减速游动,并且搭载了红外避障传感器,可以使机器鱼在游动的过程中自主避障,具有较高的灵活性。此外,本文又根据尺蠖和蝴蝶的形态和运动方式,分别设计了仿蠕虫机器人和仿蝴蝶机器人,并进行了实验验证,均可以实现良好的运动,并给出了一种基于IPMC的步进电机设计方案。本文对于后续设计制作结构更为复杂、功能性更强的柔性机器鱼提供了重要的研究基础和丰富的实验数据,也对未来IPMC驱动的柔性仿生机械的的开发具有的一定的指导意义。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
机械仿生结构论文参考文献
[1].赵然.基于仿生结构设计的机械增强纳米复合纤维的制备[D].中国科学技术大学.2019
[2].李超群.基于离子聚合物—金属复合材料的柔性仿生机械结构及其控制系统研究[D].合肥工业大学.2019
[3].曹源文,杨雪,王建文,周华.SCARA机械臂小臂仿生筋板结构设计研究[J].机床与液压.2018
[4].夏令辉.结构仿生设计方法及其在机械领域中的应用[J].科技视界.2018
[5].洪梓榕.仿生机械臂的结构设计分析[J].兰州石化职业技术学院学报.2017
[6].贾雷雷,刘文俊,李中林.结构仿生学在工程机械结构设计中的应用研究[J].信息记录材料.2017
[7].窦志远,曾瑞倩.在工程机械结构设计中结构仿生学的应用研究[J].山东工业技术.2017
[8].李海涛.康复用外骨骼上肢机械臂仿生结构研究[D].青岛大学.2016
[9].李卫国,周晓天,艾志华,李一迪.仿生机器鱼机械结构使用综合加工技术的应用[J].兵工自动化.2014
[10].孟相光.结构仿生学在工程机械结构设计中的应用研究[D].石家庄铁道大学.2013
论文知识图
