足式机器人马蹄型仿生足设计及垂向动力学研究

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作者 吕娜 宋延松 +1 位作者 刚宪约 柴汇 《山东理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2025年第2期37-43,共7页

针对足式机器人行走垂向缓冲及越沙防陷的需求,借鉴马蹄高负载、广适应的生物特征,提出一种集金属靴、橡胶蹄球和可更换蹄掌为一体的马蹄型仿生足结构。在充分考虑足部结构自身材料非线性和接触非线性的基础上,对比分析了仿生足静刚度... 针对足式机器人行走垂向缓冲及越沙防陷的需求,借鉴马蹄高负载、广适应的生物特征,提出一种集金属靴、橡胶蹄球和可更换蹄掌为一体的马蹄型仿生足结构。在充分考虑足部结构自身材料非线性和接触非线性的基础上,对比分析了仿生足静刚度、动刚度、冲击特性及越沙防陷等垂向动力学性能。结果表明,仿生足能够有效缓冲行进过程中的足部冲击,外凸内凹的蹄掌设计能确保机器人具有良好的越沙性能,马蹄型仿生足垂向动力学性能总体优于原始足。 展开更多

关键词 仿生足 垂向动力学性能 足式机器人 缓冲性能 越沙性能

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O型口蹄疫病毒样颗粒磷酸钙仿生矿化的工艺优化

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作者 尉嘉锡 王翱飞 +6 位作者 张铭洋 郭伟 刘瑞鹏 郭慧琛 孙世琪 周静静 曾小英 《中国兽医科学》 北大核心 2025年第8期1003-1010,共8页

磷酸钙仿生矿化可以有效提高口蹄疫病毒样颗粒(FMD VLPs)疫苗的热稳定性并增强其免疫原性,为将磷酸钙矿化FMD VLPs推向工业生产,本研究在原有矿化工艺基础上进行了反应体系的优化,主要包括离子种类及浓度、反应体系温度、反应转速。根... 磷酸钙仿生矿化可以有效提高口蹄疫病毒样颗粒(FMD VLPs)疫苗的热稳定性并增强其免疫原性,为将磷酸钙矿化FMD VLPs推向工业生产,本研究在原有矿化工艺基础上进行了反应体系的优化,主要包括离子种类及浓度、反应体系温度、反应转速。根据矿化率、矿化产物的形态、粒径等确定以上因素对FMD VLPs磷酸钙仿生矿化的影响。根据试验结果筛选出最佳矿化方案,最佳反应体系为16.7 mmol/L Ca(NO_(3))_(2),0.3 mmol/L NaH_(2)PO_(4)以及1.2 mmol/L Na_(2)HPO_(4)。反应温度可以提高至25℃,搅拌转速可以降低至1500 r/min。最后,对确定好的工艺进行等比放大至100 m L进行验证,结果表明,等比放大反应体系仍能保证良好的矿化效率,形成形态均一的矿化口蹄疫病毒样颗粒。 展开更多

关键词 口蹄疫病毒样颗粒 磷酸钙仿生矿化 工艺优化

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沙漠仿生轮胎与普通轮胎牵引性能的对比试验 被引量：16

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作者 李杰 庄继德 +1 位作者 魏东 万亦强 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期510-513,共4页

沙漠仿生轮胎是根据仿生学原理设计和研制的模拟骆驼蹄与沙地作用方式的一种新型轮胎。根据轮胎牵引性能指标,在车辆行走机构-沙地试验台上对沙漠仿生轮胎和普通轮胎的牵引性能进行了对比试验。研究结果表明,沙漠仿生轮胎比普通轮胎具... 沙漠仿生轮胎是根据仿生学原理设计和研制的模拟骆驼蹄与沙地作用方式的一种新型轮胎。根据轮胎牵引性能指标,在车辆行走机构-沙地试验台上对沙漠仿生轮胎和普通轮胎的牵引性能进行了对比试验。研究结果表明,沙漠仿生轮胎比普通轮胎具有更好的牵引性能和沙漠通过性能。 展开更多

关键词 车辆工程 行走机构 牵引性能 沙漠仿生轮胎 工程仿生

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沙漠用仿驼蹄橡胶轮胎的设计与试验研究 被引量：16

4

作者 李杰 庄继德 魏东 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期32-36,共5页

研制沙漠轮胎是开发沙漠车辆的关键技术之一。根据仿生学原理，建立仿驼蹄轮胎原理模型并首次研制了仿驼蹄轮胎橡胶模型。进行仿驼蹄橡胶轮胎的参数设计，并在室内沙槽模拟台对仿驼蹄轮胎橡胶模型进行了试验研究。研究结果表明，仿驼蹄... 研制沙漠轮胎是开发沙漠车辆的关键技术之一。根据仿生学原理，建立仿驼蹄轮胎原理模型并首次研制了仿驼蹄轮胎橡胶模型。进行仿驼蹄橡胶轮胎的参数设计，并在室内沙槽模拟台对仿驼蹄轮胎橡胶模型进行了试验研究。研究结果表明，仿驼蹄轮胎橡胶模型具有较高的沙地通过性。 展开更多

关键词 沙漠 轮胎 仿驼蹄轮胎 橡胶轮胎 汽车

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仿驼足车辆行走机构的设计与试验 被引量：8

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作者 李杰 庄继德 +1 位作者 裘熙定 魏东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期676-679,共4页

研制高通过性的沙漠车辆行走机构，是解决沙漠地区交通运输问题的关键，对加快沙漠资源的开发和利用具有重要的意义。对驼足结构、驼足与沙地独特作用方式进行了分析。根据仿生原理，首次提出了两种新型车辆行走机构：仿驼步行足和仿驼... 研制高通过性的沙漠车辆行走机构，是解决沙漠地区交通运输问题的关键，对加快沙漠资源的开发和利用具有重要的意义。对驼足结构、驼足与沙地独特作用方式进行了分析。根据仿生原理，首次提出了两种新型车辆行走机构：仿驼步行足和仿驼足轮胎的设计原理。研制了仿驼步行足和仿驼足橡胶轮胎，并进行了牵引性能试验。结果表明，２种车辆行走机构牵引性能良好，从而为研制和开发步行车辆和沙漠车辆奠定了基础。 展开更多

关键词 仿生 驼足 车辆行走机构 步行足 轮胎

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驼蹄仿生轮胎对整车牵引性能影响的相似模拟研究 被引量：6

6

作者 李杰 庄继德 魏东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期1-4,8,共5页

与普通轮胎相比 ,驼蹄仿生轮胎具有较好的牵引性能。为考察装备驼蹄仿生轮胎的整车牵引性能 ,在车辆行走机构沙地试验台上对驼蹄仿生轮胎进行了重复通过牵引性能试验 ,研究了驼蹄仿生轮胎的载荷、气压、滑转率和侧缘对其牵引系数和牵引... 与普通轮胎相比 ,驼蹄仿生轮胎具有较好的牵引性能。为考察装备驼蹄仿生轮胎的整车牵引性能 ,在车辆行走机构沙地试验台上对驼蹄仿生轮胎进行了重复通过牵引性能试验 ,研究了驼蹄仿生轮胎的载荷、气压、滑转率和侧缘对其牵引系数和牵引效率的影响。根据相似理论 ,对装备驼蹄仿生轮胎的整车牵引性能进行了模型和原型相似分析。研究表明 ,一定工况下整车的牵引性能可用单个驼蹄仿生轮胎的重复通过性能来预测。 展开更多

关键词 驼蹄仿生轮胎 整车牵引性能 相似性 模拟研究 载荷 气压 滑转率 侧缘 牵引系数 牵引效率

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沙漠仿生轮胎的静态特性和动态特性研究 被引量：12

7

作者 李杰 庄继德 魏东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期30-33,共4页

运用试验和理论分析方法,对沙漠仿生轮胎的静态特性和动态特性进行了研究。建立了沙漠仿生轮胎接地变形、接地长度、接地宽度、接地面积、静刚度、动刚度和阻尼特性的预测公式。研究结果表明,所建立的预测公式能够反映沙漠仿生轮胎的静... 运用试验和理论分析方法,对沙漠仿生轮胎的静态特性和动态特性进行了研究。建立了沙漠仿生轮胎接地变形、接地长度、接地宽度、接地面积、静刚度、动刚度和阻尼特性的预测公式。研究结果表明,所建立的预测公式能够反映沙漠仿生轮胎的静态特性和动态特性。 展开更多

关键词 仿生学 沙漠仿生轮胎 静态特性 动态特性

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仿生步行足沙地力学特性研究 被引量：5

8

作者 王颖 李建桥 +1 位作者 张广权 黄晗 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期384-389,共6页

基于螃蟹对滩涂、沙地、湿地等有很强的运动适应性,参照中华绒螯蟹步行足指节的结构,设计了4种仿生步行足：圆锥、圆锥沟纹、棱锥和圆柱沟纹步行足,并与圆柱足对照。通过土槽试验,考察在多种试验条件下,不同步行足对入土力、支承力、推... 基于螃蟹对滩涂、沙地、湿地等有很强的运动适应性,参照中华绒螯蟹步行足指节的结构,设计了4种仿生步行足：圆锥、圆锥沟纹、棱锥和圆柱沟纹步行足,并与圆柱足对照。通过土槽试验,考察在多种试验条件下,不同步行足对入土力、支承力、推进力和出土力的影响,并采用正交试验分析影响推进力的主要因素。与圆柱足的对比试验结果表明：仿生足有良好的沙地力学特性,锥形仿生足入土力减小64.71%~95.43%;圆柱沟纹仿生足使支承力增加9.48%~24.31%,推进力提高3.84%;仿生足出土力降低13.26%~89.83%,有效减少能耗。研究成果为松软路面步行机构触土部件的设计与优化提供了基础依据。 展开更多

关键词 中华绒螯蟹 步行足 仿生 力学特性 沙地

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仿生越沙杖结构设计及性能数值分析 被引量：2

9

作者 张锐 张四华 +1 位作者 刘芳 李建桥 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期976-982,共7页

基于鸵鸟足结构形貌及越沙机制,以鸵鸟足为生物原型,通过对杖托进行仿生设计,研制了一种仿生越沙杖。该仿生杖托能够根据仿生杖的垂直荷载和沙土的软硬程度自动改变结构以及杖托/沙土接触面积。采用离散元软件PFC2D,对仿生越沙杖入沙... 基于鸵鸟足结构形貌及越沙机制,以鸵鸟足为生物原型,通过对杖托进行仿生设计,研制了一种仿生越沙杖。该仿生杖托能够根据仿生杖的垂直荷载和沙土的软硬程度自动改变结构以及杖托/沙土接触面积。采用离散元软件PFC2D,对仿生越沙杖入沙过程中触沙初始状态、承载中间状态和极限承载状态进行了数值模拟,并与普通越沙杖杖托下接触力场、速度场、沉陷量和承载力的模拟结果进行了对比,结果表明仿生越沙杖具有优越的固沙限流、抗沉陷和高承载性能。 展开更多

关键词 工程仿生学 鸵鸟二趾足 仿生越沙杖 固沙限流 数值模拟

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鸵鸟二趾足底曲面固沙限流特性数值模拟 被引量：3

10

作者 张锐 杨明明 +3 位作者 刘海宝 曾桂银 潘润铎 李建桥 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期508-515,共8页

采用逆向工程技术,完成了鸵鸟足底曲面三维重构和分区,基于离散元法和有限元法,进行了鸵鸟足底曲面/沙土相互作用数值模拟。鸵鸟足底曲面下沙土颗粒流动程度沿足宽方向大于沿足长方向,表明鸵鸟足底曲面形貌更好地减缓了鸵鸟足在沙地上... 采用逆向工程技术,完成了鸵鸟足底曲面三维重构和分区,基于离散元法和有限元法,进行了鸵鸟足底曲面/沙土相互作用数值模拟。鸵鸟足底曲面下沙土颗粒流动程度沿足宽方向大于沿足长方向,表明鸵鸟足底曲面形貌更好地减缓了鸵鸟足在沙地上的前行滑移程度。在鸵鸟足多曲面结合形貌中,第Ⅲ趾底中间凹槽面固沙限流效果最好,此区域的沙土颗粒群受力呈现网格状稳态紧固分布。鸵鸟足第Ⅲ趾底中间凹槽面数学模型的建立,为鸵鸟足底曲面仿生设计提供了重要理论依据。 展开更多

关键词 工程仿生学 鸵鸟二趾足 足底曲面形貌 固沙限流 数值模拟

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基于多种步态的德国牧羊犬足-地接触分析 被引量：5

11

作者 钱志辉 苗怀彬 +1 位作者 商震 任露泉 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1692-1697,共6页

以德国牧羊犬为研究对象,测试其在常速行走、对角小跑、跳跃3种步态下的足-地接触作用特征,通过分析犬右前足的垂直地反力、足底动态压力分布特征和模式得出:试验范围内,犬右前足的垂直地反力峰值由其体重的0.69倍(常速行走)增长到其体... 以德国牧羊犬为研究对象,测试其在常速行走、对角小跑、跳跃3种步态下的足-地接触作用特征,通过分析犬右前足的垂直地反力、足底动态压力分布特征和模式得出:试验范围内,犬右前足的垂直地反力峰值由其体重的0.69倍(常速行走)增长到其体重的1.43倍(跳跃);随着足-地接触冲击力的增大,犬右前足的主要着地区域和主要承力点产生了适应性变化和调整,由常速行走的足外侧(第四指、第五指)逐渐调整为跳跃状态下的足中部(第三指、第四指)和掌垫区域,这种适应性调整有利于其足部缓冲储能功能的发挥。 展开更多

关键词 工程仿生学 犬类动物 步态 足底压力 缓冲 生物力学

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基于多种介质的仿生步行足力学特性 被引量：1

12

作者 王颖 李建桥 +2 位作者 张广权 黄晗 邹猛 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期546-551,共6页

以中华绒螯蟹步足为研究对象,基于步足指节结构特征设计了4种仿生步行足:圆锥、圆锥沟纹、棱锥、圆柱沟纹步行足,并以圆柱足为对照原型。分别对5种步行足在不同含水率的石英砂和黏土中进行土槽试验,测试步行足的抗沉陷性能、能量消耗和... 以中华绒螯蟹步足为研究对象,基于步足指节结构特征设计了4种仿生步行足:圆锥、圆锥沟纹、棱锥、圆柱沟纹步行足,并以圆柱足为对照原型。分别对5种步行足在不同含水率的石英砂和黏土中进行土槽试验,测试步行足的抗沉陷性能、能量消耗和推进性能。通过与圆柱足的对比试验表明:在多种土壤介质中,仿生步行足具有较好的力学特性。4种仿生足与介质接触过程的能量消耗显著低于圆柱足,仿生步行足可比圆柱足入土能耗最多降低95.12%,出土能耗减少45.88%~91.23%;圆柱沟纹仿生足在介质中的支承力提高6.61%~21.81%,推进力增加5.30%~20.88%,表现出优于圆柱足的抗沉陷性性能和推进性能。 展开更多

关键词 工程仿生学 步行足 中华绒螯蟹 力学特性 介质

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驱动滚筒包胶表面形貌仿生设计 被引量：5

13

作者 肖林京 李全 隋秀华 《煤矿机械》 北大核心 2010年第1期16-19,共4页

阐述了带式输送机驱动滚筒的摩擦传动原理,基于挠性体摩擦传动的欧拉公式提出增大摩擦牵引力的3种途径。从生物攀爬附着现象中得到启示,从仿生学角度出发,提出了改善滚筒包胶表面形貌的新思路。以树蛙、螽斯的足垫为原型,分析其微观结... 阐述了带式输送机驱动滚筒的摩擦传动原理,基于挠性体摩擦传动的欧拉公式提出增大摩擦牵引力的3种途径。从生物攀爬附着现象中得到启示,从仿生学角度出发,提出了改善滚筒包胶表面形貌的新思路。以树蛙、螽斯的足垫为原型,分析其微观结构形貌,运用相似工程学原理设计出一种具有六边形凸包的滚筒包胶结构,以求能够增大接触面的摩擦力,并用Pro/E软件建立了该结构的实体模型。 展开更多

关键词 摩擦传动 滚筒包胶 附着足垫 仿生结构

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火星巡视器鼓形车轮仿生设计与性能分析 被引量：3

14

作者 张锐 吉巧丽 +1 位作者 杨明明 李建桥 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期311-316,共6页

以善于沙地奔跑的鸵鸟的二趾足为仿生原型,利用工程仿生学原理,设计一种高通过性的仿生越沙鼓形轮面车轮。以与火星壤近似的松软沙土为试验材料,利用车轮-土壤土槽测试系统,以轮辙、挂钩牵引力和沉陷量为试验指标,对仿生鼓形轮面车轮和... 以善于沙地奔跑的鸵鸟的二趾足为仿生原型,利用工程仿生学原理,设计一种高通过性的仿生越沙鼓形轮面车轮。以与火星壤近似的松软沙土为试验材料,利用车轮-土壤土槽测试系统,以轮辙、挂钩牵引力和沉陷量为试验指标,对仿生鼓形轮面车轮和普通轮面车轮的通过性能进行了对比分析。结果表明,当滑转率超过0.85时,普通鼓形轮面比仿生鼓形轮面轮辙的堆积现象明显,并且出现明显打滑空转现象。在相同试验条件下,当滑转率小于0.42时,普通鼓形轮面车轮的挂钩牵引力稍大于仿生鼓形轮面车轮,当滑转率大于0.42时,仿生鼓形轮面车轮的挂钩牵引力明显大于普通鼓形轮面车轮。仿生鼓形轮面车轮和普通鼓形轮面车轮的最大挂钩牵引力分别为11.6N和2.6 N。滑转率对于普通鼓形轮面车轮的沉陷量影响较小,沉陷量基本保持在约35 mm,而随着滑转率的增大,仿生鼓形轮面车轮沉陷量呈现缓慢增大趋势。 展开更多

关键词 火星巡视器 鼓形车轮 鸵鸟足 仿生轮面结构 牵引通过性

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仿生人体足部行走特性的两足机器人足部设计 被引量：3

15

作者 胡小春 张召 葛鹏 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第2期202-205,共4页

人体足部的触地模式和结构柔性是人体行走平稳的重要特征和保障。研究论述在双足行走机器人足部设计中仿生人体足部特征对提高其行走平稳性的作用机制,并提出一种基于直线驱动、具有空间三并联五杆柔性机构的机器人仿生足部。参照人体... 人体足部的触地模式和结构柔性是人体行走平稳的重要特征和保障。研究论述在双足行走机器人足部设计中仿生人体足部特征对提高其行走平稳性的作用机制,并提出一种基于直线驱动、具有空间三并联五杆柔性机构的机器人仿生足部。参照人体足部行走实验的位移和形变数值,进行了仿生机器人足部的强度设计和柔性设计。通过有限元分析,对仿生足部在全足支撑相位的柔性、强度和触地受力情况进行了验证。 展开更多

关键词 仿生足部 触地方式 结构柔性 三并联五杆柔性机构 全足支撑相

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自适应低振动步行轮仿生设计与性能分析 被引量：4

16

作者 何彦虎 韩佃雷 +2 位作者 李国玉 罗刚 张锐 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期418-426,共9页

为提高具有高通过性的步行轮平顺性,基于鸵鸟足运动姿态与跖趾关节储能减振机理,运用工程仿生学原理与技术,设计了一种仿生自适应低振动步行轮。有限元数值模拟结果表明,轮上载荷30 N,角速度10(°)/s情况下,相比于传统步行轮,仿生... 为提高具有高通过性的步行轮平顺性,基于鸵鸟足运动姿态与跖趾关节储能减振机理,运用工程仿生学原理与技术,设计了一种仿生自适应低振动步行轮。有限元数值模拟结果表明,轮上载荷30 N,角速度10(°)/s情况下,相比于传统步行轮,仿生步行轮轮心波动范围在软路面和硬路面分别降低了85.71%和93.33%。采用轻载荷月壤/车轮土槽测试系统验证了仿生步行轮的减振性能。当滑转率小于40%时,仿生步行轮的挂钩牵引力均大于传统步行轮;当滑转率大于40%,且仅在角速度为20(°)/s时,仿生步行轮的挂钩牵引力才小于传统步行轮,表明仿生步行轮在松软地面具有较好的牵引通过性。同时,相比于传统步行轮,当角速度为30(°)/s时,仿生步行轮在软路面和硬路面的加速度分别减少了6.3%和15.8%,振幅分别减小了14.6%和9.6%。在保证松软地面优越牵引通过性能前提下,仿生步行轮比传统步行轮的轮心波动更小,振动明显降低,有效解决了步行轮多边形效应引起的振动问题。 展开更多

关键词 仿生步行轮 鸵鸟足 软/硬地面 低振动

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足式机器人脚的仿生结构设计 被引量：1

17

作者 卢松明 郭策 戴振东 《机械制造与自动化》 2012年第6期160-161,164,共3页

基于蝗虫脚掌在与接触面间接触时能够实现稳定附着这一优异性能,并参照轮胎中轮辋与胎圈的结合技术,设计了一种新型的具有花瓣型结构的仿生机器人脚,为机器人脚的研制提供了一种新的思路。

关键词 蝗虫 机器人脚掌 仿生设计

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鸵鸟足底非规则曲面形貌数学模型构建 被引量：11

18

作者 张锐 杨明明 +3 位作者 潘润铎 刘海宝 曾桂银 李建桥 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期71-78,共8页

鸵鸟足底曲面形貌是影响鸵鸟足优越越沙性能的关键因素之一,研究鸵鸟足底曲面特征将有助于将其这一优越特性应用到越沙车轮上,以改善目前常规越沙车轮在松软地面上通过性低的难题。该文选取健康成年鸵鸟足,经过三维激光扫描仪扫描得到... 鸵鸟足底曲面形貌是影响鸵鸟足优越越沙性能的关键因素之一,研究鸵鸟足底曲面特征将有助于将其这一优越特性应用到越沙车轮上,以改善目前常规越沙车轮在松软地面上通过性低的难题。该文选取健康成年鸵鸟足,经过三维激光扫描仪扫描得到鸵鸟足的点云数据,并导入Geomagic Studio软件中进行封装、表面处理,最后把鸵鸟足第Ⅲ趾底曲面划分为3个典型区域:前掌缓曲面、中间凹槽面和足跟凸冠面。利用Catia软件中的Digitized Shape Editor模块,对3个典型曲面的密集点云选取合理的过滤方式过滤,保留典型曲面形貌的特征点,并导出3个典型区域特征点云三维数据。运用Matlab软件中的surface fitting自动拟合功能,拟合前掌缓曲面和中间凹槽面的2个曲面,分别得到2个曲面的拟合方程和决定系数R2;基于足跟凸冠面外形类似于一个典型椭球面,利用SAS软件中非线性回归模块以椭球面模型进行曲面拟合。从拟合结果可以看出,3个曲面的决定系数R2分别为0.95、0.96、0.95,实现了鸵鸟足底曲面由生物模型到数学模型的转化。该研究为将鸵鸟足底曲面形貌进行工程仿生学应用奠定了理论基础,并为利用工程仿生学技术研究松软路面行驶车辆提供研究方向和参考依据。 展开更多

关键词 仿生学 逆向工程 数学模型 鸵鸟足底曲面

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驯鹿足底非规则特征形貌数学模型构建及验证 被引量：11

19

作者 张锐 乔钰 +1 位作者 吉巧丽 李建桥 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期56-61,共6页

为攻克常规防滑轮胎在冰面上通过性低的难题,以驯鹿足为仿生原型,对驯鹿足底特征形貌进行分析。该文通过逆向工程技术,将驯鹿足单个足底划分为内、外侧边缘曲线、脊线凹槽面和足跟凸冠面4个典型部位。运用1st Op软件和MATLAB软件对特征... 为攻克常规防滑轮胎在冰面上通过性低的难题,以驯鹿足为仿生原型,对驯鹿足底特征形貌进行分析。该文通过逆向工程技术,将驯鹿足单个足底划分为内、外侧边缘曲线、脊线凹槽面和足跟凸冠面4个典型部位。运用1st Op软件和MATLAB软件对特征部位拟合并构建数学模型,利用X射线能谱仪对驯鹿足底特征部位进行元素分析。内、外侧边缘曲线方程的决定系数R^2分别为0.994、0.992;脊线凹槽面和足跟凸冠面曲面方程的R^2分别为0.96、0.98。通过模型验证发现,模型拟合值与实际值的相对误差均值在5%以下,实现了驯鹿足底特征形貌从生物模型到数学模型的转化。能谱分析结果表明驯鹿足底除含有大量的碳、氧及氮元素外,硫、硅、铁、铝、钙5种元素含量较高,并且不同部位的元素存在差别。该研究可为工程仿生技术应用于冰路面行驶车辆胎面设计提供新的研究方向和参考依据。 展开更多

关键词 仿生 模型 计算机仿真 逆向工程 驯鹿足底特征

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