| 摘要 | 第5-8页 |
| ABSTRACT | 第8-11页 |
| 第一章 绪论 | 第16-32页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第16-18页 |
| 1.2 研究现状 | 第18-30页 |
| 1.2.1 仿昆虫机器人的生物学基础 | 第18-26页 |
| 1.2.2 仿昆虫机器人的研究现状 | 第26-27页 |
| 1.2.3 耦合仿生 | 第27-30页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第30-32页 |
| 第二章 东方蝼蛄的静态生物耦合特性分析 | 第32-60页 |
| 2.1 东方蝼蛄生物学特性及体足参数 | 第32-35页 |
| 2.1.1 东方蝼蛄的生物学特性 | 第32-34页 |
| 2.1.2 东方蝼蛄的体足参数 | 第34-35页 |
| 2.2 典型触土部位的选取 | 第35页 |
| 2.3 测试仪器和方法 | 第35-37页 |
| 2.4 东方蝼蛄前足的耦合特性 | 第37-43页 |
| 2.4.1 前足的组成结构 | 第37-38页 |
| 2.4.2 前足各部分的构形 | 第38-40页 |
| 2.4.3 前足爪趾的分层结构 | 第40-42页 |
| 2.4.4 前足表面的微观形态 | 第42页 |
| 2.4.5 前足爪趾的成分分析 | 第42-43页 |
| 2.5 东方蝼蛄前胸背板的耦合特性 | 第43-52页 |
| 2.5.1 前胸背板的构形 | 第43-46页 |
| 2.5.2 前胸背板的表面形态 | 第46-49页 |
| 2.5.3 前胸背板的组织结构 | 第49-51页 |
| 2.5.4 前胸背板的组成成分 | 第51-52页 |
| 2.6 东方蝼蛄前翅的耦合特性 | 第52-58页 |
| 2.6.1 前翅的结构和材料 | 第53-55页 |
| 2.6.2 前翅的表面形态 | 第55-58页 |
| 2.7 本章小结 | 第58-60页 |
| 第三章 东方蝼蛄挖掘运动的动态耦合特性分析 | 第60-72页 |
| 3.1 试验设备与试验方法 | 第60-62页 |
| 3.1.1 试验系统的建立 | 第60-61页 |
| 3.1.2 试验方法 | 第61-62页 |
| 3.1.3 数据处理 | 第62页 |
| 3.2 东方蝼蛄挖掘运动的运动学分析 | 第62-67页 |
| 3.2.1 运动过程描述 | 第62-63页 |
| 3.2.2 运动轨迹及足间夹角 | 第63-67页 |
| 3.3 前足与后两对足的配合方式 | 第67-68页 |
| 3.4 东方蝼蛄挖掘功能的生物耦合实现 | 第68-70页 |
| 3.4.1 挖掘功能的生物耦元分析 | 第68页 |
| 3.4.2 挖掘功能的生物耦联方式及生物耦合分析 | 第68-69页 |
| 3.4.3 挖掘功能的生物耦合功能实现模式分析 | 第69-70页 |
| 3.5 展望 | 第70页 |
| 3.6 本章小结 | 第70-72页 |
| 第四章 东方蝼蛄地上行走运动的动态耦合特性分析 | 第72-104页 |
| 4.1 试验设备与试验方法 | 第72-76页 |
| 4.1.1 试验设备 | 第72-73页 |
| 4.1.2 数据点的确定与标记 | 第73-75页 |
| 4.1.3 试验方法 | 第75-76页 |
| 4.2 试验数据处理 | 第76-78页 |
| 4.2.1 全局坐标系的定义 | 第76页 |
| 4.2.2 基本参数定义 | 第76-77页 |
| 4.2.3 运动数据提取与计算 | 第77-78页 |
| 4.3 试验结果 | 第78-100页 |
| 4.3.1 正常状态下蝼蛄的行走运动 | 第78-83页 |
| 4.3.2 分别去除前足、中足和后足的蝼蛄行走运动 | 第83-100页 |
| 4.4 讨论 | 第100-103页 |
| 4.4.1 蝼蛄的运动步态 | 第100页 |
| 4.4.2 蝼蛄各足在行走运动中的作用 | 第100-102页 |
| 4.4.3 蝼蛄各足在行走运动中的相互影响 | 第102页 |
| 4.4.4 蝼蛄的挖掘运动与行走运动的比较 | 第102-103页 |
| 4.5 本章小结 | 第103-104页 |
| 第五章 东方蝼蛄运动能量的计算 | 第104-118页 |
| 5.1 足的参数测量与计算 | 第104-105页 |
| 5.2 能量计算经验公式 | 第105-107页 |
| 5.3 蝼蛄质心的动能和势能 | 第107-111页 |
| 5.3.1 蝼蛄质心的速度及在垂直方向的位移 | 第107-110页 |
| 5.3.2 质心在一个周期内的机械能 | 第110-111页 |
| 5.4 蝼蛄在地面行走时各足腿节质心的动能 | 第111-113页 |
| 5.5 蝼蛄前足在挖掘时的动能 | 第113-114页 |
| 5.6 蝼蛄的身体及足的能量讨论 | 第114-115页 |
| 5.6.1 足的能量占总能量的比值 | 第114页 |
| 5.6.2 足的能量分配 | 第114-115页 |
| 5.7 不同大小不同种类动物内部机械能的比较 | 第115-117页 |
| 5.8 本章小结 | 第117-118页 |
| 第六章 东方蝼蛄的运动模型 | 第118-130页 |
| 6.1 蝼蛄运动模型坐标系的建立 | 第118-119页 |
| 6.1.1 蝼蛄运动的物理模型 | 第118-119页 |
| 6.1.2 物理模型坐标系的定义 | 第119页 |
| 6.2 蝼蛄中足模型正向运动学分析 | 第119-124页 |
| 6.2.1 D-H法建立连杆坐标系 | 第119-122页 |
| 6.2.2 齐次变换矩阵 | 第122-123页 |
| 6.2.3 正向运动学方程 | 第123-124页 |
| 6.3 由质心到各足末端的正向运动学分析 | 第124-129页 |
| 6.3.1 质心到后足末端的正向运动学模型 | 第125-126页 |
| 6.3.2 质心到中足末端的正向运动学模型 | 第126-127页 |
| 6.3.3 质心到前足末端的正向运动学模型 | 第127-129页 |
| 6.4 本章小结 | 第129-130页 |
| 第七章 东方蝼蛄爪趾构形的功能仿生 | 第130-148页 |
| 7.1 研究背景 | 第130-131页 |
| 7.2 蝼蛄爪趾仿生信息的提取 | 第131-132页 |
| 7.3 仿蝼蛄爪趾模型的设计与制造 | 第132-134页 |
| 7.4 斗齿的楔入试验 | 第134-136页 |
| 7.4.1 试验方法 | 第134-135页 |
| 7.4.2 试验结果 | 第135-136页 |
| 7.5 斗齿楔入试验的有限元模拟 | 第136-143页 |
| 7.5.1 边界条件设定 | 第136-137页 |
| 7.5.2 模拟结果 | 第137-143页 |
| 7.6 机理分析 | 第143-147页 |
| 7.6.1 斗齿构形对切削阻力的影响 | 第143-145页 |
| 7.6.2 斗齿楔土阻力的数学分析 | 第145-147页 |
| 7.7 本章小节 | 第147-148页 |
| 第八章 结论与展望 | 第148-152页 |
| 8.1 主要工作与结论 | 第148-150页 |
| 8.2 创新点 | 第150-151页 |
| 8.3 研究展望 | 第151-152页 |
| 参考文献 | 第152-160页 |
| 作者简介及攻读博士学位期间取得的科研成果 | 第160-162页 |
| 致谢 | 第162页 |