半转机构

前言

1 引论：机械工程的未来与仿生

1．1 仿生推动了机械工程的发展

1．2 仿生意识的障碍

1．3 自然永远是人类的导师

1．4 新的仿生研究热潮正在形成

1．5 机械工程中几个值得注意的仿生研究方向

2 动物运动仿生的反思与出路

2．1 反思：动物运动仿生研究的成果与不足

2．2 出路：对动物运动仿生未来发展的思考

2．3 适应常用发动机的仿生运动机构研究

3 半转机构的构成

3．1 产生不对称转动的原理机构

3．2 半转机构的实现

3．2．1 基于链轮／步带轮传动的半转机构

3．2．2 基于行星齿轮传动的半转机构

4 半转机构的基本运动分析

4．1 几何分析方法

4．1．1 半转叶片的速度瞬心

4．1．2 半转叶片上的不动点

4．1．3 半转叶片上各点的速度

4．2 解析分析方法

4．2．1 叶片上各点的坐标

4．2．2 叶片上各点的速度

5 半转叶轮的基本受?分析

5．1 在流体中主动转动的半转叶轮受力分析

5．1．1 叶片的受力

5．1．2 叶轮的受力

5．1．3 转臂内的动轮力矩

5．2 在运动流体中不转动的半转叶轮

5．3 在运动流体中被动转动的半转叶轮

5．3．1 流体相对叶片的法向速度

5．3．2 叶片上流体压力的分布特点

5．3．3 被动转动半转叶轮的转动稳定性及最大转速

5．3．4 被动转动半转叶轮的阻力

6 半转机构产生的韦斯-福效应

6．1 韦斯-福效应简介

6．2 用半转机构实现韦斯-福效应

6．3 半转机构产生韦斯-福效应的理论分析

6．3．1 基本假设

6．3．2 产生韦斯-福效应时半转机构与韦斯-福机构的异同

6．3．3 急张阶段的推力

6．3．4 相拍阶段的推力

6．3．5 半转机构的韦斯-福效应

7 仿韦斯-福效应船舶推进器

7．1 仿韦斯-福效应船舶推进器的基本构成

7．2 半转叶轮仿生船舶推进器的理论研究

7．2．1 推力

……

8 半转步行机构

9 半转叶轮立轴风力机

10 半转机构应用的展望

参考文献

后记

《半转机构：构成、特性、应用》从一个独特的视角探讨仿生机械的问题。
动物运动仿生是仿生机械中的一个重要研究方向，也是一个古老的、始终令人感兴趣的探索领域。动物肢体运动的形式虽各有不同，但是本质上都是“不对称摆动”；而人类常用的发动机是转动形式的。用转动的发动机去实现不对称摆动是影响动物运动仿生机械发展的主要原因。要实现动物肢体运动的基本效果，必须从转动形式的机构出发，摒弃“摆动”，保留“?对称”。也就是说，适应常用的转动发动机的仿生运动机构应该是一种不对称运动的转动机构。《半转机构：构成、特性、应用》提出的半转机构就是这样一种不对称转动机构。
《半转机构：构成、特性、应用》总结了迄今为止关于半转机构的主要研究成果，系统地介绍了半转机构的构成原理、实现途径；对基于半转机构的半转叶轮、步行机构的基本运动与受力进行了分析研究；介绍了半转机构在仿生机械上的一些应用以及它的“逆向”应用。
《半转机构：构成、特性、应用》可供对仿生机械有兴趣的读者阅读。