仿生技术在机械制造中应用探析

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1、仿生技术在机械制造中应用探析　　摘要：随着现代技术的不断升级发展，我国各领域的技术得到了突飞猛进的发展，机械制造作为我国经济发展的基础，自然在技术上也得到了长足发展，其中仿生技术在机械制造中运用广泛，机械制造在新技术的运用方面取得了突破性进展。本文综述了仿生技术的发展，并从外形仿生技术、功能仿生技术、结构仿生技术等三个方面，结合实例，进行应用探析，展现出仿生技术在机械制造中的应用潜力和新技术的无限魅力。关键词：仿生技术；机械制造；应用随着人们对生物体认识的深入，借助于生物的特性与功能的研究，仿生设计也将会有更加广阔的前景，通过研究、学习、模仿来复制和再造某些生物特

2、性和功能，来改进现有的或创造新的机械制造。将生物系统的优异功能运用于新技术设备的设计与制造，或者使机械操作技术系统具有类似生物系统。同时也提高人类对自然的适应和改造能力，产生巨大的社会经济效益。仿生技术在机械制造中的应用分析对机械制造的进步具有重要意义。一、仿生技术的发展概述5仿生技术是一项新的技术，主要目的是实现特定功能，它是根据生物体系的结构性质、能量转换与信息传递过程，系统地运用相互交叉和相互渗透的理论知识与技术手段，它涉及到信息科学、物质科学、生命科学、工程技术学、系统科学甚至经济学等多学科，采用最广泛地运用类比、模拟和模型方法的模仿科学。20世纪仿生技术

3、研究广泛应用在高科技领域，包括机械、航天航空等。仿生科学的突出成就是计算机技术发展推动下出现的各种各样机器人的设计制造和应用，这是宏观仿生技术指导下取得的成果。越来越多的学者开始研究仿生技术，涉及到机械仿生、能量仿生、化学仿生、信息与控制仿生和食品仿生等诸多领域的研究。机械仿生是由多种学科相互渗透、结合而成的一门边缘学科。其主要研究领域有生物力学、控制体和机器人。研究课题包括拟人型机械手，步行机、假肢以及模仿鸟类人的各种机械。仿生技术在机械制造中得到了广泛应用，在机械制造过程中借助于仿生学设计原理，仿照生物的形态结构或机能特点，设计制造用于特殊目的的“功能器件”，

4、开发现代机械化仿生技术与仿生装备研究意义是极其重大的。因此，在机械制造的应用中展示出仿生技术在研究领域中巨大的潜力和无限的魅力。二、仿生技术在机械制造的应用仿生技术在机械制造中的应用主要体现在外形仿生技术、结构仿生技术、功能仿生技术的应用，下面逐个进行阐述。51、外形仿生技术的应用。外形仿生技术是研究和模拟生物机体外部。目能我国外形仿生技术在机械制造领域的研究与开发水平己处于国际领先水平，尤其是农业机械制造方面。我国著名农机专家陈秉聪院士和我国首位仿生技术领域院士任露泉等多位学者共同努力下，模拟蜕螂头前部的外形结构、泥鳅蠕动行走方式和生物弹性等生物外形特征研制出仿

5、生推土机、仿生铲斗、仿生犁等仿生农机具。随着人类社会的进步，仿生机械已经进入人类各种生活和和工作中。根据手的外形功能，将杯装饮料机的机械手设计成关节型多指手机构，采用双曲柄机构保证机械手灵活和可靠，在性能上满足实际应用要求。在机械制造中，外形仿生技术的应用，提高了机械的运用效率。2、结构仿生技术的应用。结构仿生是通过研究生物肌体的构造，然后建立一部分类似生物的机械设备，使功能上于生物结构相似。由于自然界中生物体表组织经过千百万年的进化，依靠了生物体自身生长机制与生存环境长期作用，使其相成了非常独特的结构和性能。从生物体表组织独特的结构和性能获得结构仿生设计理念的启

6、发，根据生物体的控制系统的结构与功能原理，研究新机械制造以改造现有的自动控制系统。研究者运用结构特征为机械仿生制造提供了最佳的包括宏观和微观的结构原形。例如，蜂巢六角柱状结构是一种经济省料的形体，飞行器拟蜂巢夹层设计，既增加结构强度，又节省材料、5减轻重量。仿蜂巢复合纸板具有特别用处，吸音、隔热、防潮效果好，它能够代替木板作高档贵重物品或易碎商品的包装，立面抗压而重量轻。结构仿生模仿生物特殊的结构，是机械制造得到良好的设计和发展。3、功能仿生技术应用。功能仿生通过神经系统和感觉器官的功能仿生设计制造出机械工具，使人造的机械具有或能够部分实现如感知、运动、操作、思维

7、等高级动物丰富的功能。为了研制的六脚机器人弥补轮式拖拉机山路不便行走的缺陷，研究者以螃蟹为生物模型设计出了一款具备螃蟹运动的灵活、稳定和高效率特性的机器人。这款功能仿生机器人能稳定、迅速的到达目标区域，也是以基因工程、细胞工程等为标志可轻松的越过障碍和裂缝。此外，仿生精确机械化工具和高度自动化技术将获得突破性进展。有学者就提出了仿生钻头的想法，设计一种仿生钻头，希望能够解决钻探工作的一些问题，能够帮助到钻探工作者解决钻头泥包问题。在运用仿生技术中，仿造穿山甲鳞片的钻头体表面，加上仿造穿山甲爪趾的切削齿，这样的机械设计可以减粘降阻脱附，在泥质岩中钻进时可以有效地防止

8、钻头泥包现