半转机构 构成·特性·应用PDF电子书下载

1引论：机械工程的未来与仿生 1

1.1仿生推动了机械工程的发展 1

1.2仿生意识的障碍 2

1.3自然永远是人类的导师 3

1.4新的仿生研究热潮正在形成 4

1.5机械工程中几个值得注意的仿生研究方向 5

2动物运动仿生的反思与出路 8

2.1反思：动物运动仿生研究的成果与不足 8

2.2出路：对动物运动仿生未来发展的思考 9

2.3适应常用发动机的仿生运动机构研究 10

3半转机构的构成 12

3.1产生不对称转动的原理机构 12

3.2半转机构的实现 13

3.2.1基于链轮／同步带轮传动的半转机构 13

3.2.2基于行星齿轮传动的半转机构 14

4半转机构的基本运动分析 16

4.1几何分析方法 16

4.1.1半转叶片的速度瞬心 16

4.1.2半转叶片上的不动点 17

4.1.3半转叶片上各点的速度 18

4.2解析分析方法 21

4.2.1叶片上各点的坐标 21

4.2.2叶片上各点的速度 22

5半转叶轮的基本受力分析 24

5.1在流体中主动转动的半转叶轮受力分析 24

5.1.1叶片的受力 24

5.1.2叶轮的受力 27

5.1.3转臂内的动轮力矩” 30

5.2在运动流体中不转动的半转叶轮 31

5.3在运动流体中被动转动的半转叶轮 33

5.3.1流体相对叶片的法向速度 33

5.3.2叶片上流体压力的分布特点 35

5.3.3被动转动半转叶轮的转动稳定性及最大转速 36

5.3.4被动转动半转叶轮的阻力 37

6.半转机构产生的韦斯福效应 39

6.1韦斯福效应简介 39

6.2用半转机构实现韦斯-福效应 41

6.3半转机构产生韦斯-福效应的理论分析 42

6.3.1基本假设 42

6.3.2产生韦斯-福效应时半转机构与韦斯-福机构的异同 42

6.3.3急张阶段的推力 43

6.3.4相拍阶段的推力 48

6.3.5半转机构的韦斯-福效应 49

7.仿韦斯-福效应船舶推进器 52

7.1仿韦斯-福效应船舶推进器的基本构成 52

7.2半转叶轮仿生船舶推进器的理论研究 53

7.2.1推力 53

7.2.2阻力矩 55

7.2.3转臂力矩 57

7.2.4功率与效率 59

7.2.5算例 62

7.3半转叶轮仿生推进器的推力实验研究 62

7.3.1实验装置简介 63

7.3.2韦斯-福效应的验证 64

7.3.3量纲分析与单叶片推力公式拟合 69

7.3.4半转叶轮仿生推进器阻力系数的确定 73

7.4半转叶轮仿生推进器与螺旋桨的比较 75

8.半转步行机构 76

8.1研究半转步行机构的意义 76

8.2半转步行机构的构成 77

8.2.1一级半转步行机构 77

8.2.2二级半转步行机构 78

8.2.3二级半转步行机构的基本位置描述 82

8.3半转步行机构的基本运动分析 84

8.3.1足点坐标与主轴运动 84

8.3.2行走时主轴的起伏度分析 87

8.3.3运动构件的速度瞬心 91

8.4半转步行机构的基本动力分析 94

8.4.1半转步行机构构件基本受力分析 94

8.4.2半转步行机构行走时与地面的冲击 99

9.半转叶轮立轴风力机 102

9.1半转机构的“逆向”应用 102

9.2半转叶轮立轴风力机的构成原理 103

9.2.1两种主要的风力机形式 103

9.2.2两种经典立轴风力机 104

9.2.3半转叶轮立轴风力机 107

9.3半转叶轮立轴风力机的模型 109

9.3.1转臂设计要点 109

9.3.2对风装置设计要点 112

9.3.3其他 114

10半转机构应用的展望 115

10.1半转机构在动物运动仿生上的应用 115

10.1.1韦斯-福效应的实用化 116

10.1.2类两足仿生步行机构 117

10.2半转机构的“逆向”应用 119

10.2.1半转叶轮立轴风力机 119

10.2.2半转叶轮流水发电系统 121

参考文献 126

后记 129