构建 体系【仿生技术在机械制造中的应用的价值体系构建】

仿生技术在机械制造中的应用的价值体系构建

随着人们对生物体认识的深入，借助于生物的特性与功 能的研究，仿生设计也将会有更加广阔的前景，通过研究、 学习、模仿来复制和再造某些生物特性和功能，来改进现有 的或创造新的机械制造。将生物系统的优异功能运用于新技 术设备的设计与制造，或者使机械操作技术系统具有类似生 物系统。同时也提高人类对自然的适应和改造能力，产生巨 大的社会经济效益。仿生技术在机械制造中的应用分析对机 械制造的进步具有重要意义。

一、仿生技术的发展概述 仿生技术是一项新的技术，主要目的是实现特定功能， 它是根据生物体系的结构性质、能量转换与信息传递过程， 系统地运用相互交叉和相互渗透的理论知识与技术手段，它 涉及到信息科学、物质科学、生命科学、工程技术学、系统 科学甚至经济学等多学科，采用最广泛地运用类比、模拟和模型方法的模仿科学。20世纪仿生技术研究广泛应用在高科 技领域，包括机械、航天航空等。仿生科学的突出成就是计 算机技术发展推动下出现的各种各样机器人的设计制造和 应用，这是宏观仿生技术指导下取得的成果。越来越多的学 者开始研究仿生技术，涉及到机械仿生、能量仿生、化学仿 生、信息与控制仿生和食品仿生等诸多领域的研究。机械仿 生是由多种学科相互渗透、结合而成的一门边缘学科。其主 要研究领域有生物力学、控制体和机器人。研究课题包括拟 人型机械手，步行机、假肢以及模仿鸟类人的各种机械。仿 生技术在机械制造中得到了广泛应用，在机械制造过程中借 助于仿生学设计原理，仿照生物的形态结构或机能特点，设 计制造用于特殊目的的“功能器件”，开发现代机械化仿生 技术与仿生装备研究意义是极其重大的。因此，在机械制造 的应用中展示出仿生技术在研究领域中巨大的潜力和无限 的魅力。

二、仿生技术在机械制造的应用 仿生技术在机械制造中的应用主要体现在外形仿生技 术、结构仿生技术、功能仿生技术的应用，下面逐个进行阐 述。

1、外形仿生技术的应用。外形仿生技术是研究和模拟 生物机体外部。目能我国外形仿生技术在机械制造领域的研 究与开发水平己处于国际领先水平，尤其是农业机械制造方 面。我国著名农机专家陈秉聪院士和我国首位仿生技术领域院士任露泉等多位学者共同努力下，模拟蜕螂头前部的外形 结构、泥鳅蠕动行走方式和生物弹性等生物外形特征研制出 仿生推土机、仿生铲斗、仿生犁等仿生农机具。随着人类社 会的进步， 仿生机械已经进入人类各种生活和和工作中。

根据手的外形功能， 将杯装饮料机的机械手设计成关节型 多指手机构，采用双曲柄机构保证机械手灵活和可靠， 在 性能上满足实际应用要求。在机械制造中，外形仿生技术的 应用，提高了机械的运用效率。

2、结构仿生技术的应用。结构仿生是通过研究生物肌 体的构造，然后建立一部分类似生物的机械设备，使功能上 于生物结构相似。由于自然界中生物体表组织经过千百万年 的进化，依靠了生物体自身生长机制与生存环境长期作用， 使其相成了非常独特的结构和性能。从生物体表组织独特的 结构和性能获得结构仿生设计理念的启发，根据生物体的控 制系统的结构与功能原理，研究新机械制造以改造现有的自 动控制系统。研究者运用结构特征为机械仿生制造提供了最 佳的包括宏观和微观的结构原形。例如，蜂巢六角柱状结构 是一种经济省料的形体， 飞行器拟蜂巢夹层设计， 既增加 结构强度， 又节省材料、 减轻重量。仿蜂巢复合纸板具有 特别用处，吸音、 隔热、 防潮效果好，它能够代替木板作 高档贵重物品或易碎商品的包装，立面抗压而重量轻。结构 仿生模仿生物特殊的结构，是机械制造得到良好的设计和发 展。三、总结。在机械制造运用仿生技术，使仿生机械产 品具有较好的功能和社会效益。目前国内外对仿生机械设计 的研究也取得了很大进展。在机械设计上还需要不断创新， 不拘于生物能力的模仿。因此，仿生技术必将通过现代生物 技术、现代信息技术的延伸和扩展，同时，仿生技术的运用 成果可以推动生物学科学科的进步。仿生技术成为现代机械 化的核心技术，在研究领域中占有重要地位。本文主要对外 形仿生、结构仿生、功能仿生等方面进行分析探讨，希望从 这些仿生技术的应用中，得到启示，要更加注重对仿生技术 的研究，这对于机械制造的发展具有积极作用和现实意义。

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