基于松鼠腿部特性的跳跃机理研究与仿生设计

摘要

基于松鼠优秀的跳跃性能,分析其起跳过程中腿部的生理结构和运动机理,仿生设计出一种柔性跳跃机构.首先分析松鼠后腿骨骼、关节和肌肉的生物特征,建立生物运动模型,测量并分析起跳阶段各关节角度的变化规律.根据生物运动模型简化得到其机构运动模型,对模型进行运动学和动力学分析仿真,通过数值计算验证了运动模型的正确性.考虑松鼠后腿的弹性肌肉和柔性长脚在起跳阶段的重要作用,仿生设计一种柔性跳跃机构,通过虚拟样机的仿真分析,验证了机构的可行性,为进一步研究松鼠腿部变机械增益机构,提高跳跃运动效率奠定基础.