仿生机械学 第2版

本书分为三篇。第一篇为仿生学综述，介绍了生物的分类与进化、植物及其运动特性、动物及其运动特性，并在此基础上介绍了仿生学的主要研究内容，如模仿动物运动特性的机械仿生，模仿生物感官与信息传递特性的信息与控制仿生，模仿生物特殊功能的化学仿生、电子仿生，模仿生物特殊结构的建筑仿生以及模仿人体器官的医学仿生等。第二篇为机械学基础，介绍了动物肢体结构的机械运动简图表示方法以及自由度计算，仿生机构的运动与动力分析等。第三篇为仿生机械设计与分析，介绍了动物在陆地步行、跳跃与爬行，空中飞行与水中游动的运动机理以及仿生设计理论与方法，还介绍了人体肢体运动的仿生及义肢，以及仿生机器人的感知系统，形成了从仿生学基础、机械学基础到仿生机械设计与分析的完整仿生机械学体系。本书具有系统性、知识性、科普性、趣味性、启发性和应用性的特点，可供高等学校研究生和本科生使用，也可作为相关专业工程技术人员的参考用书。

目录前言绪论1第一节仿生学概述1第二节仿生机械学的研究内容、目的与意义4第三节仿生遐想10第一篇仿生学综述第一章生物学基础14第一节生物及其分类14第二节生物的多样性16第三节生物的进化18第四节植物及其运动特性21第五节动物及其运动特性29第二章仿生学简介42第一节仿生学的内容与研究方法42第二节电子仿生47第三节信息与控制仿生50第四节机械仿生52第五节化学仿生60第六节建筑仿生61第七节医学仿生64第八节动物界的奇特现象与仿生68第二篇机械学基础第三章机械结构学基础73第一节机械的基本概念及组成73第二节运动链与机构75第三节机构运动简图83第四节机构自由度的计算86第五节机构的结构分析95第四章机械运动学基础102第一节机械运动学概述102第二节平面连杆机构的基本类型及演化104第三节平面连杆机构的基本特性108第四节平面连杆机构的设计111第五节平面连杆机构的运动分析118第六节平面开链机构的设计与分析130第五章机械力学基础134第一节力分析概述134第二节平面闭链机构的力分析135第三节平面开链机构的力分析140第三篇仿生机械设计与分析第六章仿动物步行的机械及其设计144第一节步行机械概述144第二节步行机械的腿及其设计145第三节步行机械的步态分析152第四节仿生步行机械系统的运动方程158第五节仿生跳跃机械的设计与分析163第六节步行机器人的仿生设计示例166第七章仿动物爬行的机械及其设计170第一节爬行动物概述170第二节仿生机械尺蠖及其设计173第三节仿生机械蚯蚓及其设计175第四节仿生机械蛇及其设计177第五节爬行机器人的仿生设计示例185第八章仿动物飞行的机械及其设计188第一节飞行动物概述188第二节飞行机理简介195第三节昆虫的飞行与仿生设计197第四节鸟类的飞行与仿生设计200第五节飞行机器人的仿生设计示例206第九章仿动物水中游动的机械及其设计211第一节水中游动的动物概述211第二节游动机理分析214第三节仿生机械鱼的设计与分析217第四节仿生机械水母的设计与分析223第五节仿生机械墨鱼的设计与分析227第六节水中游动机器人的仿生设计示例231第十章仿人体组织结构的机械及其设计234第一节概述234第二节仿生关节的设计与分析239第三节仿生人体上肢的设计与分析244第四节仿生人体下肢的设计与分析250第五节仿生人体器官的设计254第十一章仿生机器人的感知系统258第一节仿生机器人发展概述258第二节仿生智能机器人感知系统概述262第三节传感器概述266第四节仿生智能机器人的内部传感器268第五节仿生智能机器人的外部传感器278参考文献294