2019专业课作业一

黑龙江省 2012 年度专业技术人员继续教育。

知识更新培训。

2023年专业课程作业

1、四足步行常见的步态有哪些？各有什么特点？其步行稳定性如何？

常见步态分为。

1）动物爬行步态和小跑步态：

乌龟的四足爬行步态、蜥蝎、马等的四足小跑步态、马的溜蹄跑步态、马的canter、galop步态。

乌龟的四足爬行步态特点：乌龟通常仅一只脚为游脚，其余三只同时都着地。即一定在当前游脚着地后才能抬起另一只脚。

稳定性：乌龟的四足爬行步态时，有三只脚同时落地，重心落在三只脚所形成的区域内，静态稳定性很好。

蜥蝎、马等的四足小跑步态特点：有两只脚同时为游脚，对角线上的两脚相对相位相同。

稳定性：小跑步态时，步行时瞬间两脚着地，重心落在两脚连线的投影区域内，但不是一定保持其重心在该区域内。尽管不是静态稳定，但仍能稳定的持续步行。

马的溜蹄跑步态特点：有两只脚同时为游脚，同侧的两只脚相对相位相同。

稳定性：重心在两脚的连线面积之外，不是静态稳定，但可以持续的步行。

2）波动步态：扩展的小跑步态。

爬行步态和小跑步态属于波动步态类型。

波动步态是指一般左右对称2n只腿的步行，后脚着地时，前脚变成游脚。相对的左右脚相位差为0.5。

波动步态是指一般左右对称2n只腿的步行，在占空比一定步态中，这种步态具有最大的纵向稳定裕度。

3）间歇小跑步态。

以小跑步态为基准，取更大的占空比步态，各脚的相对位相与小跑步态完全相同，只有占空比变化的步态。

间歇小跑步态以小跑步态为基准，步行时瞬间两脚着地，重心落在两脚连线的投影区域内，但不是一定保持其重心在该区域内。尽管不是静态稳定，但仍能稳定的持续步行。

3、试分析蜥蜴比乌龟步行速度快的根本原因。

乌龟是爬行步态，爬行步态的占空比为0.75，蜥蜴是小跑步态，小跑步态的占空比是0.5。

设一个周期为t、占空比为β、躯体相对地面行进速度为v、从躯体上看相对的游脚平均速度为u，则：游脚时间为（1-β）t、游脚摆动的步幅λ为（1-β）t（u+v）。因一个周期内躯体移动量等于一步的步幅，所以有：

λ=tv。因此步行速度为：

由上式可知：β=0.75的爬行步态v=0.33u，β=0.5的小跑步态v=u，速度快了3倍。

因此占空比小的步态更适合于快速步行。而且当占空比小于0.75时支撑脚相对与躯干的速度要比游脚速度大，步行速度取决于支撑脚以多快的速度向后蹬腿。

5、蜻蜓的翼翅结构的特点及仿生蜻蜓翼翅研究小型飞行器的意义何在？

蜻蜓翼翅是薄的、具有锯齿状断面，这样的翼具有较高的升阻比，刚度高。像锯齿形的能够折曲、一侧被固定的板作翼，其特点是：当力作用在翼上时产生的弯曲变形、扭转变形要比弯折时的变形要小。

即，由于翼的断面形状像锯齿一样，板的刚度因此而得到提高。使弯曲变形变小的是弯曲刚度增加：使扭转变形变小的是弯扭刚度增加。

前者增加不依赖于板的厚度，而后者的增加则限于薄板的情况下。

根据生物翼空气推进力生产的机制，我们可以得知飞翔生物的神经系统（控制系统）、感知器（监控系统）、筋肉（动力源）在工学领域是具有相当大研究魅力的课题，并不断的取得进展。只有完全弄清楚生物飞行的各个方面机理，才能制作出不要与生物的机器。

7、蜻蜓翅膀断面形状与通常飞机的翼翅断面形状有何不同？

蜻蜓翼翅是薄的、具有锯齿状断面，飞机的断面的流线型的。