上海交通大学：《力学仿生——启示与探索》课程教学资源_教学课件_13_跳跃

上浒充鱼大漫 Shanshal gina Tans Untuirsity 上海交通大学通识教育课程 力学仿生一启示与探索 第四章行走、奔跑和跳跃 教师： 陈俐 电话： 13916681363 地址：木兰楼B629 Email: li.h.chen@sjtu.edu.cn 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院

上海交通大学通识教育课程 力学仿生 —— 启示与探索 第四章 行走、奔跑和跳跃 教师： 陈俐 电话： 13916681363 地址： 木兰楼B629 Email： li.h.chen@sjtu.edu.cn 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院

本课时内容 ·理解跳跃的动物的结构特征 ● 理解跳跃的力学原理 ·动物跳跃的仿生启示

本课时内容 • 理解跳跃的动物的结构特征 • 理解跳跃的力学原理 • 动物跳跃的仿生启示

能跳跃的动物 ·很多昆虫能跳跃 一蝗虫、蟋蟀、跳蚤、某些甲虫等 一后足特别发达，当后足的腿节和腓节由褶折状态突 然伸直时，产生跳跃的动作 蝗虫，俗称蚱蜢 蟋蟀 跳蚤 grasshopper cricket flea

能跳跃的动物 • 很多昆虫能跳跃 – 蝗虫、蟋蟀、跳蚤、某些甲虫等 – 后足特别发达，当后足的腿节和腓节由褶折状态突 然伸直时，产生跳跃的动作 蝗虫，俗称蚱蜢 grasshopper 蟋蟀 cricket 跳蚤 flea

能跳跃的动物 ·昆虫各种足的特征： 步行足 跳跃足 游泳足 捕捉足 采粉足 开据足

能跳跃的动物 • 昆虫各种足的特征：

能跳跃的动物 ·有些鸟类和兽类能跳跃 麻雀 老虎 德国牧羊犬 German shepherd sparrow tiger

能跳跃的动物 • 有些鸟类和兽类能跳跃 麻雀 sparrow 老虎 tiger 德国牧羊犬 German shepherd

能跳跃的动物 ·袋鼠以跳跃代步 袋鼠前肢短小，后脚长而有力，行进时，完全以后脚 来跳，大尾巴则保持平衡。它们善于跳跃，能跳7一8 米远，1.5一1.8米高

能跳跃的动物 • 袋鼠以跳跃代步 袋鼠前肢短小，后脚长而有力，行进时，完全以后脚 来跳，大尾巴则保持平衡。它们善于跳跃，能跳7—8 米远，1.5—1.8米高

蝗虫的跳跃 。蝗虫的后腿构造： (b) 嬖筋 腱筋 关节 腿节 胫节伸肌 前跗节 胫节屈肌 的降肌 腱筋 转节提肌 一胫节 胫节屈肌 通至前跗节的腱筋 基节 转节降肌 转节 跗节 降肌 一跗节的提肌 (a) 一前跗节 节

蝗虫的跳跃 • 蝗虫的后腿构造：

蝗虫的跳跃 ·蝗虫的构造特征： -E 腿节比较粗大，并与胫节有关节相连 一这个关节可向一定方向转动，使胫节与腿节伸直和 褶折 一腿节中生着很多斜排的肌肉，控制着胫节的活动 一它们一端着生在腿节的外骨骼上，另一端附着在腿 节中一种腱筋的构造上 这种腱筋通过连着胫节的关节，到达胫节和跗节 当腿节内的肌肉收缩时便拉动这条腱筋，使胫节 伸直，这时产生相当大的力量，造成跳跃

蝗虫的跳跃 • 蝗虫的构造特征： – 腿节比较粗大，并与胫节有关节相连 – 这个关节可向一定方向转动，使胫节与腿节伸直和 褶折 – 腿节中生着很多斜排的肌肉，控制着胫节的活动 – 它们一端着生在腿节的外骨骼上，另一端附着在腿 节中一种腱筋的构造上 – 这种腱筋通过连着胫节的关节，到达胫节和跗节 • 当腿节内的肌肉收缩时便拉动这条腱筋，使胫节 伸直，这时产生相当大的力量，造成跳跃

蝗虫的跳跃 0 一只重约3g的蝗虫双腿能产生初速为3.4m/s的力 量跳离地面，跳跃的角度常为60°. ·一只5龄的蝗虫可跳30cm高，70cm远 蝗虫在起跳前，后腿的关节在身体两旁紧紧折叠，起跳时，关节约在 1/30s内完全放松

蝗虫的跳跃 • 一只重约3g的蝗虫双腿能产生初速为3.4m/s的力 量跳离地面，跳跃的角度常为60°. • 一只5龄的蝗虫可跳30cm高，70cm远 蝗虫在起跳前，后腿的关节在身体两旁紧紧折叠，起跳时，关节约在 1/30s内完全放松

跳蚤的跳跃 ·跳蚤的跳跃与蝗虫不同 一它腿节的肌肉从胸节开始与足的 关节相连 一在那里的外骨骼中含有一种富于 弹性的节肢弹性蛋白，它储蓄了 肌肉收缩的能量 一当腿节肌肉收缩时，它使基节突 然下伸，节肢弹性蛋白释放能量 b 跳蚤便跳离附着的基质 跳蚤起跳时的 ·跳蚤跳跃最高15cm,最远30cm 后肢动作

跳蚤的跳跃 • 跳蚤的跳跃与蝗虫不同 – 它腿节的肌肉从胸节开始与足的 关节相连 – 在那里的外骨骼中含有一种富于 弹性的节肢弹性蛋白，它储蓄了 肌肉收缩的能量 – 当腿节肌肉收缩时，它使基节突 然下伸，节肢弹性蛋白释放能量 ，跳蚤便跳离附着的基质 • 跳蚤跳跃最高15cm，最远30cm 跳蚤起跳时的 后肢动作