仿生机械学
作者：张春林，赵自强主编
出版时间：2018
丛编项： 普通高等教育“十三五”规划教材
内容简介
仿生机械学涉及到仿生学和机械学，而仿生学又涉及到生物学、植物学以及动物学。因此，本书的体系是在介绍生物学、植物学以及动物学的基础上，再介绍仿生学基础知识，然后介绍机械学的基础知识，后介绍仿生机械学。形成生物学、植物学、动物学，仿生学、机械学和仿生机械学的体系。本书内容分为三篇，第壹篇仿生学综述，主要介绍仿生学的基础知识，包括生物分类与进化，植物特征与力学特性、动物特征与运动特性；介绍仿生学的基本概念及其分类，包括电子仿生、信息与控制仿生、机械仿生、化学仿生、建筑仿生、医学仿生以及生物界的奇特现象与仿生等内容。本篇内容主要体现知识的科普性和趣味性。第二篇机械学基础，主要介绍机械的基本知识、机构运动简图的绘制、机构自由度的计算、自由度与控制、变胞机构、机构运动分析、机构受力分析以及各种机械传动机构，其目的把动物结构用机构简图来表示，然后计算其自由度、进行运动与动力分析，把动物结构机械化，用机械学的知识解决动物的组成与运动等问题。本篇内容主要说明仿生学向仿生机械学过渡中的基本知识；第三篇仿生机械学，主要介绍模仿动物步行的机器人的步态分析、腿部结构与设计、步行的稳定性等；介绍模仿动物爬行的机器人的运动原理及其设计、介绍模仿鸟类及昆虫飞行的机器人的运动原理及其设计；介绍模仿鱼类和其他动物在水中游动的机器人的运动原理及其设计；介绍微型机器人的运动原理与设计方法以及仿生机械关节以及仿生机械臂的设计等。该篇内容是本书重点内容，设计到各类仿生机械的设计。
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 17
第三节 生物的进化 19
第四节 植物及其运动特性 22
第五节 动物及其运动特性 30
第六节 仿植物机器人综述 42
第二章 仿生学简介 47
第一节 仿生学及其研究内容 47
第二节 电子仿生 51
第三节 信息与控制仿生 54
第四节 机械仿生 56
第五节 化学仿生 64
第六节 建筑仿生 65
第七节 医学仿生 68
第八节 动物界的奇特现象与仿生 72
第二篇 机械学基础
第三章 机械结构学基础 78
第一节 机械的基本概念及组成 78
第二节 运动链与机构 80
第三节 机构运动简图 88
第四节 机构自由度的计算 91
第五节 机构的结构分析 99
第四章 机械运动学基础 105
第一节 机械运动学概述 105
第二节 平面连杆机构的基本类型及
演化 107
第三节 平面连杆机构的基本性质 110
第四节 平面连杆机构的设计 114
第五节 平面连杆机构的运动分析 121
第六节 平面开链机构的设计与分析 132
第五章 机械力学基础 137
第一节 力分析概述 137
第二节 平面闭链机构的力分析 139
第三节 平面开链机构的力分析 143
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 148
第一节 步行机械概述 148
第二节 步行机械的腿及其设计 149
第三节 步行机械的步态分析 156
第四节 仿生步行机械系统的运动方程 162
第五节 仿生跳跃机械的设计与分析 167
第七章 仿动物爬行的机械及其设计 171
第一节 爬行动物概述 171
第二节 仿生机械尺蠖及其设计 175
第三节 仿生机械蚯蚓及其设计 176
第四节 仿生机械蛇及其设计 178
第八章 仿动物飞行的机械及其设计 187
第一节 飞行动物概述 187
第二节 飞行机理简介 193
第三节 昆虫的飞行与仿生设计 195
第四节 鸟类的飞行与仿生设计 199
第九章 仿动物水中游动的机械及其
设计 205
第一节 水中游动的动物概述 205
第二节 游动机理分析 208
目 录Ⅸ
第三节 仿生机械鱼的设计与分析 211
第四节 仿生机械水母的设计与分析 217
第五节 仿生机械墨鱼的设计与分析 221
第十章 仿人体组织结构的机械及其
设计 225
第一节 概述 225
第二节 仿生关节的设计与分析 230
第三节 仿生人体上肢的设计与分析 235
第四节 仿生人体下肢的设计与分析 241
参考文献 246
