仿生學及其工程應用（簡體書）

本書首先介紹了仿生設計的相關背景，並對國內外仿生設計的研究現狀及未來的發展方向進行了闡述。其次，分別對具有特殊彈跳能力的蝗蟲、跳甲和具有水下運動能力的蚯蚓、泥鰍的特殊生理結構進行了機理分析和基於其機理的仿生設計。同時對狷羚下顎骨化石的特殊生理結構進行了建模和分析，以揭示其進化機理。最後，運用生命週期評價方法對基於仿生設計的產品進行了生命週期評價，以說明仿生設計所具有的更符合可持續發展的本質特點。
本書可以作為工科專業博士、碩士研究生和本科生的教材，也可以供其他研究仿生學和生命週期評價的學者參考。在工程領域，本書還可以為從事仿生產品結構優化的工程人員提供一種新的設計方法。

本書分別對具有特殊彈跳能力的蝗蟲、跳甲和具有水下運動能力的蚯蚓、泥鰍的特殊生理結構進行了機理分析和基於其機理的仿生設計,可供從事仿生機器人研究設計的工程技術人員參考.
本書分別對具有特殊彈跳能力的蝗蟲、跳甲和具有水下運動能力的蚯蚓、泥鰍的特殊生理結構進行了機理分析和基於其機理的仿生設計,可供從事仿生機器人研究設計的工程技術人員參考.

目錄
第1章仿生設計(1)
1.1仿生設計概述(1)
1.2仿生設計的研究現狀(3)
1.2.1地面仿生機器人(4)
1.2.2水下仿生機器人(7)
1.2.3空中仿生機器人(11)
1.3仿生設計的目的和意義(12)
第2章仿生對象觀測與機理分析(14)
2.1蝗蟲的觀測及彈跳機理分析(14)
2.1.1結構觀察(14)
2.1.2彈跳機理分析(16)
2.2跳甲的觀測及彈跳機理分析(19)
2.2.1結構觀察(19)
2.2.2彈跳機理分析(20)
第3章昆蟲彈跳過程數學模型建立及計算(24)
3.1彈跳模型(24)
3.2彈跳模型計算(26)
3.2.1蝗蟲彈跳模型計算(26)
3.2.2跳甲彈跳模型計算(29)
第4章仿生彈跳機器人設計及運動仿真分析(32)
4.1引言(32)
4.2仿生蝗蟲彈跳機器人(33)
4.2.1總成設計(33)
4.2.2彈跳機械部分設計(34)
4.2.3工作過程(38)
4.3仿生跳甲機器人(39)
4.3.1總成設計(39)
4.3.2彈跳機械部分設計(40)
4.3.3工作過程(42)
4.4仿生彈跳機器人設計方案確定(43)
4.4.1機構勢能釋放方式比較(43)
4.4.2彈跳腿部結構比較(44)
4.4.3設計方案確定(44)
4.5仿生彈跳機器人運動分析與計算(45)
4.5.1齒輪組結構分析與傳動計算(45)
4.5.2偏心輪結構分析與傳動計算(46)
4.5.3彈跳腿結構分析與傳動計算(47)
4.5.4彈跳過程分析與計算(49)
4.6仿生彈跳機器人整體結構(52)
第5章仿生水下機器人設計(54)
5.1引言(54)
5.2蚯蚓的特徵及運動機理分析(55)
5.2.1蚯蚓的特徵分析(57)
5.2.2蚯蚓的運動機理分析(58)
5.3泥鰍的特徵及運動機理分析(58)
5.3.1泥鰍的特徵分析(59)
5.3.2泥鰍的運動機理分析(60)
5.4仿生蚯蚓水下機器人(61)
5.4.1拱泥頭設計(62)
5.4.2前進轉向機構設計(63)
5.4.3支撐機構設計(64)
5.4.4工作原理(64)
5.5仿生泥鰍水下機器人(66)
5.5.1結構設計(66)
5.5.2工作原理(68)
5.6兩種水下仿生機器人設計方案的比較(69)
第6章古生物建模及有限元分析(71)
6.1引言(71)
6.2古生物的建模(72)
6.2.1等閾值面顯示法(72)
6.2.2多閾值面顯示法(74)
6.2.3特定結構提取法(75)
6.2.4綜合實例(77)
6.3古生物模型的優化(80)
6.4古生物模型的有限元分析(82)
第7章仿生彈跳機器人的生命週期評價(88)
7.1引言(88)
7.2目標與範圍的定義(89)
7.3清單分析(90)
7.4影響評價(93)
7.5結果解釋(98)
第8章仿生水下機器人的生命週期評價(100)
8.1引言(100)
8.2目標與範圍的確定(101)
8.3清單分析(103)
8.4影響評價(106)
8.5結果解釋(113)
參考文獻(115)
第1章仿生設計(1)
1.1仿生設計概述(1)
1.2仿生設計的研究現狀(3)
1.2.1地面仿生機器人(4)
1.2.2水下仿生機器人(7)
1.2.3空中仿生機器人(11)
1.3仿生設計的目的和意義(12)
第2章仿生對象觀測與機理分析(14)
2.1蝗蟲的觀測及彈跳機理分析(14)
2.1.1結構觀察(14)
2.1.2彈跳機理分析(16)
2.2跳甲的觀測及彈跳機理分析(19)
2.2.1結構觀察(19)
2.2.2彈跳機理分析(20)
第3章昆蟲彈跳過程數學模型建立及計算(24)
3.1彈跳模型(24)
3.2彈跳模型計算(26)
3.2.1蝗蟲彈跳模型計算(26)
3.2.2跳甲彈跳模型計算(29)
第4章仿生彈跳機器人設計及運動仿真分析(32)
4.1引言(32)
4.2仿生蝗蟲彈跳機器人(33)
4.2.1總成設計(33)
4.2.2彈跳機械部分設計(34)
4.2.3工作過程(38)
4.3仿生跳甲機器人(39)
4.3.1總成設計(39)
4.3.2彈跳機械設計(40)
4.3.3工作過程(42)
4.4仿生彈跳機器人設計方案確定(44)
4.4.1機構勢能釋放方式比較(44)
4.4.2彈跳腿部結構比較(44)
4.4.3設計方案確定(45)
4.5仿生彈跳機器人運動分析與計算(45)
4.5.1齒輪組結構分析與傳動計算(45)
4.5.2偏心輪結構分析與傳動計算(47)
4.5.3彈跳腿結構分析與傳動計算(48)
4.5.4彈跳過程分析與計算(50)
4.6仿生彈跳機器人整體結構(52)
第5章仿生水下機器人設計(54)
5.1引言(54)
5.2蚯蚓的特徵及運動機理分析(57)
5.2.1蚯蚓的特徵分析(59)
5.2.2蚯蚓的運動機理分析(59)
5.3泥鰍的特徵及運動機理分析(60)
5.3.1泥鰍的特徵分析(61)
5.3.2泥鰍的運動機理分析(61)
5.4仿生蚯蚓水下機器人(63)
5.4.1拱泥頭設計(64)
5.4.2前進轉向機構設計(65)
5.4.3支撐機構設計(66)
5.4.4工作原理(66)
5.5仿生泥鰍水下機器人(69)
5.5.1結構設計(69)
5.5.2工作原理(70)
5.6兩種水下仿生機器人設計方案的比較(72)
第6章古生物建模及有限元分析(74)
6.1 引言(74)
6.2 古生物的建模(75)
6.2.1等閾值面顯示法(75)
6.2.2多閾值面顯示法(77)
6.2.3特定結構提取法(78)
6.2.4綜合實例(80)
6.3古生物模型的優化(83)
6.4古生物模型的有限元分析(85)
第7章仿生彈跳機器人的生命週期評價(91)
7.1引言(91)
7.2目標與範圍的定義(92)
7.3清單分析(93)
7.4影響評價(96)
7.5結果解釋(101)
第8章仿生蚯蚓水下機器人的生命週期評價(104)
8.1引言(104)
8.2目標與範圍的確定(105)
8.3清單分析(107)
8.4影響評價(110)
8.5結果解釋(117)
參考文獻(119)
仿生學及其工程應用目錄目錄
第1章仿生設計(1)
1.1仿生設計概述(1)
1.2仿生設計的研究現狀(3)
1.2.1地面仿生機器人(4)
1.2.2水下仿生機器人(7)
1.2.3空中仿生機器人(11)
1.3仿生設計的目的和意義(12)
第2章仿生對象觀測與機理分析(14)
2.1蝗蟲的觀測及彈跳機理分析(14)
2.1.1結構觀察(14)
2.1.2彈跳機理分析(16)
2.2跳甲的觀測及彈跳機理分析(19)
2.2.1結構觀察(19)
2.2.2彈跳機理分析(20)
第3章昆蟲彈跳過程數學模型建立及計算(24)
3.1彈跳模型(24)
3.2彈跳模型計算(26)
3.2.1蝗蟲彈跳模型計算(26)
3.2.2跳甲彈跳模型計算(29)
第4章仿生彈跳機器人設計及運動仿真分析(32)
4.1引言(32)
4.2仿生蝗蟲彈跳機器人(33)
4.2.1總成設計(33)
4.2.2彈跳機械部分設計(34)
4.2.3工作過程(38)
4.3仿生跳甲機器人(39)
4.3.1總成設計(39)
4.3.2彈跳機械設計(40)
4.3.3工作過程(42)
4.4仿生彈跳機器人設計方案確定(44)
4.4.1機構勢能釋放方式比較(44)
4.4.2彈跳腿部結構比較(44)
4.4.3設計方案確定(45)
4.5仿生彈跳機器人運動分析與計算(45)
4.5.1齒輪組結構分析與傳動計算(45)
4.5.2偏心輪結構分析與傳動計算(47)
4.5.3彈跳腿結構分析與傳動計算(48)
4.5.4彈跳過程分析與計算(50)
4.6仿生彈跳機器人整體結構(52)
第5章仿生水下機器人設計(54)
5.1引言(54)
5.2蚯蚓的特徵及運動機理分析(57)
5.2.1蚯蚓的特徵分析(59)
5.2.2蚯蚓的運動機理分析(59)
5.3泥鰍的特徵及運動機理分析(60)
5.3.1泥鰍的特徵分析(61)
5.3.2泥鰍的運動機理分析(61)
5.4仿生蚯蚓水下機器人(63)
5.4.1拱泥頭設計(64)
5.4.2前進轉向機構設計(65)
5.4.3支撐機構設計(66)
5.4.4工作原理(66)
5.5仿生泥鰍水下機器人(69)
5.5.1結構設計(69)
5.5.2工作原理(70)
5.6兩種水下仿生機器人設計方案的比較(72)
第6章古生物建模及有限元分析(74)
6.1 引言(74)
6.2 古生物的建模(75)
6.2.1等閾值面顯示法(75)
6.2.2多閾值面顯示法(77)
6.2.3特定結構提取法(78)
6.2.4綜合實例(80)
6.3古生物模型的優化(83)
6.4古生物模型的有限元分析(85)
第7章仿生彈跳機器人的生命週期評價(91)
7.1引言(91)
7.2目標與範圍的定義(92)
7.3清單分析(93)
7.4影響評價(96)
7.5結果解釋(101)
第8章仿生蚯蚓水下機器人的生命週期評價(104)
8.1引言(104)
8.2目標與範圍的確定(105)
8.3清單分析(107)
8.4影響評價(110)
8.5結果解釋(117)
參考文獻(119)