機(jī)械工程是研究機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計、性能和制造的科學(xué)理論、方法和技術(shù)的科學(xué)，下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的機(jī)械工程中級職稱論文，希望你能從中得到感悟!

　　機(jī)械工程中級職稱論文篇一

　　仿生與機(jī)械工程的未來

　　【摘要】 機(jī)械工程的不斷前進(jìn)離不開仿生研究,所以說仿生研究與機(jī)械工程息息相關(guān)。利用大自然的生物體的奇特功效和功能用于機(jī)械工程,班固人類減輕負(fù)擔(dān)。本文主要是引出新時代的機(jī)械工程與仿生之間的關(guān)系,介紹仿生機(jī)械學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀,包括仿生機(jī)械抓取、仿生移動機(jī)械、仿生承力機(jī)械;以及仿生機(jī)械學(xué)存在的問題和發(fā)展趨勢,最后得出結(jié)論。

　　【關(guān)鍵詞】 仿生機(jī)械工程未來

　　1 引言

　　新時代的機(jī)械工程與傳統(tǒng)的機(jī)械工程不同,它是機(jī)電一體化的一門新的學(xué)科。首先機(jī)械自身擁有的性能決定機(jī)械工程發(fā)展的內(nèi)因,微電子技術(shù)促進(jìn)機(jī)械工程的發(fā)展屬于外因;現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展主要是仿照了生物外形、結(jié)構(gòu)和功能的設(shè)計來改進(jìn)機(jī)械工程的,因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、控制、消耗的合理性是基礎(chǔ),合理性就需要合理的判斷,那就是大自然的生物界。雖然每一項(xiàng)的機(jī)械設(shè)計都極力與大自然的生物體相匹配,但是在很多情況下,人造的機(jī)械工程還是遜于生物體。為了能更好的將大自然的生物體的神奇特性和功能賦予到我們能夠利用的機(jī)械工程,使自然界能夠更高效、更有規(guī)律的進(jìn)行,就需要仿生的產(chǎn)生。

　　2 仿生機(jī)械學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　仿生機(jī)械學(xué)的研究領(lǐng)域主要包括生物力學(xué)、控制體和機(jī)器人。下面分別介紹這幾個仿生機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀:

　　2.1 仿生機(jī)械抓取

　　仿生機(jī)械抓取功能就是研究放仿人形機(jī)械手。人手活動非常靈敏,因此在仿生人形機(jī)械手的時候設(shè)計了27個自由度,這樣不僅能精確定位,還能讓它做出復(fù)雜又精細(xì)的動作,這給醫(yī)學(xué)的健康工程和假肢技術(shù)等提供了便利。

　　仿人形機(jī)械手分為六個部分,分別為:(1)工業(yè)機(jī)器人用機(jī)械手。采用的是伺服機(jī)和自動控制技術(shù),研發(fā)出實(shí)用性強(qiáng)的自動操作裝置,幫助人類完成許多瑣碎的、機(jī)械的、耗時的和危險性高、環(huán)境惡劣的作業(yè);(2)科研智能機(jī)器人用機(jī)械手。主要用于太空和海洋的探測、拍照,對試樣的采集和分析。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷前進(jìn),科研對機(jī)器人的精度要求越來越高,仿生機(jī)械學(xué)就不斷的改良自己的機(jī)械;(3)醫(yī)療用機(jī)械手。主要目的是補(bǔ)償人缺失的功能,例如將器械直接安裝到人體上或者是設(shè)在體外,形成獨(dú)立的系統(tǒng);(4)軍事用機(jī)械手。主要用于戰(zhàn)爭時的排雷、反恐襲擊,目前實(shí)驗(yàn)的軍事機(jī)械手功能逐漸轉(zhuǎn)向一些獨(dú)特的作用,例如可以實(shí)現(xiàn)對別國的衛(wèi)星進(jìn)行干擾甚至打擊,將其衛(wèi)星捕獲;(5)家庭用機(jī)械手。家用機(jī)器人受到許多技術(shù)的限制,致使反應(yīng)不靈敏,所以一些類似端杯子的活還不能做,但是2011年初,美國哈弗和耶魯大學(xué)的研究員螳螂腿部結(jié)構(gòu)的啟發(fā),對家用機(jī)器人進(jìn)行了一番改造之后,新設(shè)計出來的機(jī)械手可以自動調(diào)節(jié)并抓住各種形狀的物體,提高了它的靈敏性和精確性。

　　2.2 仿生移動機(jī)械

　　隨著科研的不斷前進(jìn),傳統(tǒng)輪式移動的機(jī)械已經(jīng)不能滿足人類的需求,因此研究員就根據(jù)在特殊的環(huán)境的生物移動方式進(jìn)行深入研究和拓展。

　　主要研究了六種移動機(jī)構(gòu),分別為:(1)仿生輪式移動機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)的輪式就夠具有速度快的特征,但是在復(fù)雜環(huán)境下,穩(wěn)定性不好,從而影響運(yùn)動的速度。利用仿生機(jī)械學(xué)的機(jī)理,模仿一個跟生物一樣的膝關(guān)節(jié),使之在轉(zhuǎn)動時即使遇到不平衡的地形也可以有足夠的穩(wěn)定性和速度;(2)仿生足式移動機(jī)構(gòu)。足式移動機(jī)構(gòu)是運(yùn)用最廣泛的陸地運(yùn)動,模仿起來也比較復(fù)雜。傳統(tǒng)的步式機(jī)構(gòu)自由度多、控制復(fù)雜、運(yùn)動緩慢、運(yùn)動障礙物時無能為力。而新型的步式機(jī)構(gòu)模仿的是螳螂的腿部結(jié)構(gòu),從而制造出具有八條腿的機(jī)器人,使得其速度和穩(wěn)定性都有所提高,打破了傳統(tǒng)步式結(jié)構(gòu)的記錄;(3)仿生履帶式移動機(jī)構(gòu)。所謂仿生履帶式移動機(jī)構(gòu)就是在繼承了傳統(tǒng)的履帶式移動機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,裝備了兩對對鰭狀肢,使其無論是在跨越障礙,跨越鴻溝、攀爬方面都有了明顯的優(yōu)勢;(4)仿生蠕動式移動機(jī)構(gòu)。例如仿生蛇的蠕動,就是將移動的機(jī)構(gòu)的一部分由帶有輪子的模塊串成,另一部分有強(qiáng)度大的連狀構(gòu)成,通過運(yùn)動之間的扭轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動;(5)游動式移動機(jī)構(gòu)。當(dāng)陸地的資源不足以滿足人類的需求的時候,海洋就成了人類垂涎的地方,而采用傳統(tǒng)的螺旋槳移動機(jī)械在前進(jìn)的過程中會產(chǎn)生側(cè)向的渦流,降低了前進(jìn)速度,浪費(fèi)能量。因此模擬海洋生物強(qiáng)的降低阻力的外形和靈敏的游動方式至關(guān)重要,也稱為未來游動式移動機(jī)構(gòu)發(fā)展的趨勢;(6)飛行式移動機(jī)構(gòu)。它是基于模擬鳥類或昆蟲飛行的原理設(shè)計出來的,也就是通過撲翼就能實(shí)現(xiàn)舉升、懸停和前進(jìn)。

　　2.3 仿生承力機(jī)械

　　以上都是講仿生學(xué)運(yùn)用到機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,但是生物的某種特定功能、機(jī)理、特定靜態(tài)承力結(jié)構(gòu)也顯得很重要,這就是仿生承力機(jī)械。

　　3 仿生機(jī)械學(xué)存在的問題和發(fā)展趨勢

　　盡管仿生機(jī)械學(xué)已經(jīng)得到了人類的重視,但是在不斷的探索和研究中扔發(fā)現(xiàn)許多問題,表現(xiàn)如下:(1)技術(shù)水平的限制。經(jīng)過幾億年的進(jìn)化,生物已經(jīng)形成了很復(fù)雜且特殊的功能,而目前,人類卻對這種功能袖手旁觀,因?yàn)槿狈Ρ匾募夹g(shù)手段。因此很難對生物體進(jìn)行細(xì)致、深入、系統(tǒng)的研究,這就影響的仿生的水平。(2)仿生機(jī)械學(xué)是一門邊緣學(xué)科。它涉及了生物學(xué)、機(jī)械工程、電子技術(shù)等很多學(xué)科的交叉、滲透。因此大大的增加了仿生機(jī)械工程學(xué)的學(xué)習(xí)困難度,也很難協(xié)調(diào)的運(yùn)用它。(3)仿生研究的方向問題。目前很多研究員是將仿生看成是一種了解生物體奧妙之后運(yùn)用的學(xué)科,其實(shí)學(xué)習(xí)仿生學(xué),更應(yīng)該從本質(zhì)上去了解生物體的結(jié)構(gòu)、功能之間的關(guān)系和產(chǎn)生的實(shí)用性系統(tǒng)或裝置,只有突破它,才能更好的運(yùn)用帶人類中,為人類服務(wù)。

　　仿生機(jī)械學(xué)的研究和運(yùn)用在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域上雖然僅僅邁出了一小部分,但是隨著人類對其他學(xué)科的不斷深入研究,以及目前生物技術(shù)的高速發(fā)展,都會直接的或間接的促進(jìn)仿生機(jī)械學(xué)的發(fā)展,使其擁有更為廣闊的發(fā)展前景。

　　4 結(jié)語

　　仿生機(jī)械學(xué)都是基于大自然的研究,所有的機(jī)械工程設(shè)計的靈感都是來自大自然中的生物體。因此,人類不能盲目的利用大自然,應(yīng)該走出一條自己創(chuàng)新的路,不要老跟在別人后面,科學(xué)技術(shù)力量才會更加壯大。未來的仿生與機(jī)械工程都會向著更精密,更穩(wěn)定的方向發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn):

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