上海交通大学：《力学仿生——启示与探索》课程教学资源（讲课讲稿）9秦源

基于鸵鸟的足酯 甲的仿生研究 秦源 2018.4.17

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01仿生研究目标 目录 02仿生对象及其特殊 运动能丸一 03仿生应用前景 2 04文献研究的关键问题

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目标 在松软土地上稳健、持久和 高速奔跑，并且实现强制动 能力

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图2.7足趾机构简图 仿生对像 图28鸵鸟足趾甲 ·鸵鸟的足趾甲以及退化，只剩下了第三趾的足趾甲，而第三趾 的趾甲异常发达。足趾甲成倒三角状，相当锋利，它与四趾骨 相连接，控制灵活自如。在奔跑时，趾甲深深扎入沙土中其固 定防滑的作用，就相当于鞋钉作用。同时，趾骨灵活地控制锋 利的趾甲有助于克服鸵鸟高速奔跑急停而带来的运动惯性，形 成高速制动的效果

仿生对像 • 鸵鸟的足趾甲以及退化，只剩下了第三趾的足趾甲，而第三趾 的趾甲异常发达。足趾甲成倒三角状，相当锋利，它与四趾骨 相连接，控制灵活自如。在奔跑时，趾甲深深扎入沙土中其固 定防滑的作用，就相当于鞋钉作用。同时，趾骨灵活地控制锋 利的趾甲有助于克服鸵鸟高速奔跑急停而带来的运动惯性，形 成高速制动的效果

应用前景 我们的征途是星辰大海 在沙地上等 在低重力条件下实现 松软土地实 快速稳定地行进，为 现快速稳定 人类将来在外星球上 地行进 采矿提供运输工具 应用一 应用二

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文献研究的关键问题 问题 如何利用以鸵鸟足趾甲为仿 生原型，设计出小车实现在 类似月球土壤环境下高速行 进

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05研究思路与方法 目录 06主要研究结果 0 d 07研究展望

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05研究思路与方法 首先对鸵鸟的足趾 甲的实物模型进行 测量得到三维图

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05研究思路与方法 曲线2 曲线3 Curve 2 Curve 3 曲线1 Curve I 利用建模软件建立 出关于足趾甲的侧 平面的函数

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05研究思路与方法 曲线2 曲线3 Curve 2 Curve 3 曲线1 Curve I 最后利用函数构建 出仿生式刚性轮模 型

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