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

　　機械工程中級職稱論文篇一

　　仿生與機械工程的未來

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

　　【關(guān)鍵詞】 仿生機械工程未來

　　1 引言

　　新時代的機械工程與傳統(tǒng)的機械工程不同,它是機電一體化的一門新的學科。首先機械自身擁有的性能決定機械工程發(fā)展的內(nèi)因,微電子技術(shù)促進機械工程的發(fā)展屬于外因;現(xiàn)在科學技術(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)計來改進機械工程的,因為機械設(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。雖然每一項的機械設(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械工程,使自然界能夠更高效、更有規(guī)律的進行,就需要仿生的產(chǎn)生。

　　2 仿生機械學的發(fā)展現(xiàn)狀

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

　　2.1 仿生機械抓取

　　仿生機械抓取功能就是研究放仿人形機械手。人手活動非常靈敏,因此在仿生人形機械手的時候設(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)雜又精細的動作,這給醫(yī)學的健康工程和假肢技術(shù)等提供了便利。

　　仿人形機械手分為六個部分,分別為:(1)工業(yè)機器人用機械手。采用的是伺服機和自動控制技術(shù),研發(fā)出實用性強的自動操作裝置,幫助人類完成許多瑣碎的、機械的、耗時的和危險性高、環(huán)境惡劣的作業(yè);(2)科研智能機器人用機械手。主要用于太空和海洋的探測、拍照,對試樣的采集和分析。隨著科學技術(shù)的不斷前進,科研對機器人的精度要求越來越高,仿生機械學就不斷的改良自己的機械;(3)醫(yī)療用機械手。主要目的是補償人缺失的功能,例如將器械直接安裝到人體上或者是設(shè)在體外,形成獨立的系統(tǒng);(4)軍事用機械手。主要用于戰(zhàn)爭時的排雷、反恐襲擊,目前實驗的軍事機械手功能逐漸轉(zhuǎn)向一些獨特的作用,例如可以實現(xiàn)對別國的衛(wèi)星進行干擾甚至打擊,將其衛(wèi)星捕獲;(5)家庭用機械手。家用機器人受到許多技術(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的研究員螳螂腿部結(jié)構(gòu)的啟發(fā),對家用機器人進行了一番改造之后,新設(shè)計出來的機械手可以自動調(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 仿生移動機械

　　隨著科研的不斷前進,傳統(tǒng)輪式移動的機械已經(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行深入研究和拓展。

　　主要研究了六種移動機構(gòu),分別為:(1)仿生輪式移動機構(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,從而影響運動的速度。利用仿生機械學的機理,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)仿生足式移動機構(gòu)。足式移動機構(gòu)是運用最廣泛的陸地運動,模仿起來也比較復(fù)雜。傳統(tǒng)的步式機構(gòu)自由度多、控制復(fù)雜、運動緩慢、運動障礙物時無能為力。而新型的步式機構(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)仿生履帶式移動機構(gòu)。所謂仿生履帶式移動機構(gòu)就是在繼承了傳統(tǒng)的履帶式移動機構(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)仿生蠕動式移動機構(gòu)。例如仿生蛇的蠕動,就是將移動的機構(gòu)的一部分由帶有輪子的模塊串成,另一部分有強度大的連狀構(gòu)成,通過運動之間的扭轉(zhuǎn)實現(xiàn)運動;(5)游動式移動機構(gòu)。當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)的螺旋槳移動機械在前進的過程中會產(chǎn)生側(cè)向的渦流,降低了前進速度,浪費能量。因此模擬海洋生物強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構(gòu)發(fā)展的趨勢;(6)飛行式移動機構(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現(xiàn)舉升、懸停和前進。

　　2.3 仿生承力機械

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

　　3 仿生機械學存在的問題和發(fā)展趨勢

　　盡管仿生機械學已經(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,因為缺乏必要的技術(shù)手段。因此很難對生物體進行細致、深入、系統(tǒng)的研究,這就影響的仿生的水平。(2)仿生機械學是一門邊緣學科。它涉及了生物學、機械工程、電子技術(shù)等很多學科的交叉、滲透。因此大大的增加了仿生機械工程學的學習困難度,也很難協(xié)調(diào)的運用它。(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用的學科,其實學習仿生學,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)生的實用性系統(tǒng)或裝置,只有突破它,才能更好的運用帶人類中,為人類服務(wù)。

　　仿生機械學的研究和運用在科學技術(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仿生機械學的發(fā)展,使其擁有更為廣闊的發(fā)展前景。

　　4 結(jié)語

　　仿生機械學都是基于大自然的研究,所有的機械工程設(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,科學技術(shù)力量才會更加壯大。未來的仿生與機械工程都會向著更精密,更穩(wěn)定的方向發(fā)展。

　　參考文獻:

　　[1]李秉璋.仿生機械學的功能性簡介[J].河套大學學報,2012,9(2):72-80.

　　[2]雷源忠.我國機械工程研究進展與展望[J].機械工程學報,2011,45(5):1-11.

　　[3]邱支振.機械工程的未來與仿生[J].安徽工業(yè)大學學報(自然科學版),2002,19(3):230-236.

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