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鸵鸟骨肌优化结构高效运动

关键字

高效运动;工程仿生;骨骼肌肉

词条简介

鸵鸟后肢优化的骨骼肌肉组装结构对于鸵鸟高效运动具有重要贡献。以鸵鸟后肢为生物模本,采用工程仿生技术,可研制出具有优越运动性能的双足移动机器人、运动部件及可穿戴运动装备。

原型介绍

鸵鸟(Struthio camelus)属于平胸类鸟,胸骨扁平,不具龙骨突起,锁骨退化,前肢演化成翅膀,两翼退化,不能飞翔,但后肢(腿和足)粗大强壮,持续奔跑速度约5060公里/小时,并可维持约30分钟而不感觉累,冲刺速度超过70公里/小时,并且成年鸵鸟体长183-300厘米,身高175-275厘米,体重60-160公斤。因此,鸵鸟公认是陆地上现存最大最重奔跑速度最快的两条腿动物。

原理介绍

鸵鸟腿部肌肉多集中在大腿骨和髋骨靠近躯干的较高位置提供强大动力,腿部下端摆动部分长而轻并仅有肌腱拉动便于大跨步高频摆动,韧带牵拉特殊结构的跗骨间关节又可实现被动节能回弹。同时,鸵鸟足部永久提升跖趾关节可拉动肌腱储能回弹,足垫的材料/结构耦合组装可实现缓冲减震、足底多曲面与乳突群覆盖可增强附着能力以及足端倒三角趾甲可提高牵引功能。综合来说,鸵鸟后肢具有极其优化的骨骼肌肉组装结构对于鸵鸟高效运动具有重要贡献。

工程应用

仿生移动机器人、仿生越沙步行轮、仿生鸵鸟靴、仿生短跑鞋钉等。

参考文献

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领域专家

        John.R.HutchinsonJonas. RubensonNina. U. Schaller张锐

创建人

张锐,李淑一,孙航