仿生工具

导读：　仿生工具(共7篇)[我爱发明]仿生魔力手和安装空调工具 魔法工具[我爱发明] 20160420 魔法工具 本期视频主要内容： 我们用扳手的时候，常常会遇到扳手在螺母上面打滑的情况。刘凤翼和刘凤羽发明了一种仿生魔力手，利用仿生原理，达到拧螺丝永远不会打滑的效果。另外工人师傅在安装空调的时候，需要到高楼的墙外操作，很危险...

篇一 仿生工具
[我爱发明]仿生魔力手和安装空调工具 魔法工具

　　[我爱发明] 20160420 魔法工具

　　本期视频主要内容： 我们用扳手的时候，常常会遇到扳手在螺母上面打滑的情况。刘凤翼和刘凤羽发明了一种仿生魔力手，利用仿生原理，达到拧螺丝永远不会打滑的效果。另外工人师傅在安装空调的时候，需要到高楼的墙外操作，很危险。江苏徐州的王刚发明了一种工具，利用分段式原理，实现在室内就能安装空调的效果，综合实现了巧拧螺钉和灵活固定等功能，通用性极强。具体怎么实现的，《我爱发明》为你揭秘。（《我爱发明》 20160420 魔法工具）

　　发明人联系方式：王刚13395286362

　　发明摘要：本实用新型公开了一种保险带挂点装置，属于作业安全技术领域。本实用新型它包括：一个杆体，杆体的一端铰接有把手，铰接点位于所述的把手的中部，把手的两端延展形成有卡头Ⅰ和卡头Ⅱ，所述的把手上有在把手闭合时能使杆体嵌入的空间；所述的杆体上活动安装有保险带连接组件。本实用新型解决了保险带挂扣点不牢靠的问题，安装方便、结构简单、牢靠，实用性强，尤其适用于空调安装维修等高空作业。

　　

　　

　　

　　

　　　　编辑故事：天气渐渐转热，空调订单量越来越多，空调安装师傅也慢慢忙碌起来，然而如今高楼林立，空调安装及维修越发变得不便捷，安全隐患更是成了安装师傅及售后服务商最为担心的一件事。

　　4月20日，在央视CCTV-10科教频道《我爱发明》节目播出的“魔法工具”里，创维空调独家友情提供了40套空调，协助民间发明家王刚师傅演示如何用小工具解决空调安装的大问题。

　　传统空调安装安全保障方法：

　　身体悬空，将人身安全系在队友身上

　　传统空调固定方法：

　　安装师傅探出身子用扳手拧螺钉

　　新型高空作业安全保障工具：

　　利用墙壁和通过重力、磁力等作用制作的耐重横杆固定安全绳

　　巧拧螺钉工具：

　　通过可相互转动的两部分实现快速拧螺钉

　　节目中，清华大学机械系张文增教授对王刚师傅的发明给予了充分的肯定。

篇二 仿生工具
[我爱发明]人参播种机种植机 铁嘴吐参(发明人张增林)

　　[我爱发明] 20160120 铁嘴吐参

　　本期节目主要内容： 来自吉林抚松的张增林团队，发明了人参播种机。这种播种机的取种机构采用仿生学原理，模拟人工手工取种，取种数量准确可调。而下种机构则采用打穴播种的原理，可以精确控制株距行距。因此整套设备不但使用轻便省人工，并且播种精度极高，满足人参播种的各项苛刻要求。（《我爱发明》 20160120 铁嘴吐参）

　　发明人：张增林（13514399015）

　　编导手记：人参播种机的发明人张增林来自吉林抚松，这里是著名的人参之乡。

　　在来到这里之前，我想象中的人参播种场面也许类似于种萝卜，没有什么奇特的。但到抚松之后我才发现，我原来的想法大错特错。

　　人参号称“百草之王”，是名贵的中药材。那么它为什么昂贵呢？首先人参对种植土质挑剔，只能种植在采伐过的原始森林土中，并且每片土中只能栽种三年，超过三年就容易导致人参的死亡。而原始森林的采伐数量国家有严格的控制，因此种植人参的土地本身就很昂贵，比种植庄稼的土地租金高100倍左右，可谓寸土寸金。其次人参的种植时间长，下种三年长成小苗，然后移栽一次再生长三年，一共六年的时间才能长成可以销售的成品人参。第三人参的种子昂贵，一斤人参种子的价格就高达600——800元，远远超过普通作物种子的价格。

　　土地贵、费时间、种子价格高使得种植人参的成本非常高，因此人参的播种要保证极高的准确度——播种过程中株距行距都是以毫米为计算单位。这一要求远远超过了普通作物播种的要求。因此在各种作物都已经采用机械化播种的时代，人参播种依然是采用人工点播，这种既费时又费力的方式。人参播种机的话题从70年代就被提出，国内外设计的人参播种机也层出不穷，但是一直没有出现真正实用的能够替代人工的机器。

　　2013年张增林碰到了他一直做人参生意的把兄弟刘卫国，两人聊起了人参种植的辛苦后不约而同的想到能否研究一种人参播种机。两人又叫来张增林的弟弟张增玉，仨人一合计，这事可以做。于是三人都扔下手头的工作，开始研究播种机。开始时他们的想法很简单，模拟借鉴其他播种机研制人参播种机，为此他们先后买了十几台各种播种机，而《我爱发明》中所有农机累项目他们更是一期不落。半年后他们耗费几十万终于造出了第一台人参播种机。第一次试验他们的机器在参田中跑的飞快，但没跑多远就让参农叫停了，原来他们机器的播种精度远远不能满足以毫米计量的人参播种需要。在街坊乡邻的一片嘲笑声中，他们这台耗费巨资的播种机被卖到了废品收购站。在接下来的半年中，他们又做出两代播种机，但同样因为精度问题而报废。此时他们仨已经一年没有工作过了，不但没有了收入，而且还不停的往外支出，刘卫国和张增玉家里已经打的不可开交，随时可能分崩离析。而他们研制播种机的事，更是成为街坊邻里口中的笑谈。三家人出门就低头走，唯恐别人问他们关于播种机的事。

　　模仿别的播种机这条路走不通，那就模仿人手的工作原理。正在此时抚松出现了一种叫做大刀的播种工具，这套工具虽然能提高劳动效率，但是需要九个人才能操作。张增林团队将这九个人的工具以及动作集成到了一台机器上。这台机器由两人操作，既能模拟人手腕的翻转有能模拟播种时胳膊的抖动，而且所有部件集成在一台机器上，理论上可以使下种过程更为精准。

　　他们满怀信心的前去试验，但试验结果使他们又一次遭受打击，原来这台机器一切都很完美，但用着用着却发生了泥土堵塞下种口的问题。他们思来想去也没找到解决方案，后来甚至雇人到国外网站翻阅资料但依然一无所获。怎么办？是继续还是放弃呢？此时用他们自己的话说，就是已经没有回头路了。这时已经不是钱的事了，如果做不出来，以后都不好意思在村里混。终于在一次去餐厅吃饭时，他们受到用筷子捅骨髓这一动作的启发，给下种的鸭嘴里装上了吐泥的舌头。

　　2014年底，张增林终于解决了所有技术难题，研制出成熟的人参种植机。那么他的机器到底实际效果如何？敬请收看本期我爱发明。

　　

　　

　　

　　

篇三 仿生工具
创新方法之-----仿生法

篇四 仿生工具
仿生科技与应用

仿生科技与应用

仿生学是什么？

仿生学是指人类模仿生物功能，来发明创造的科学。它是20世纪60年代出现的一门新型边缘科学。研究对象是生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于人造工程技术之中，用以发明、创造新技术。该学科的问世，为人类开辟了独特的制造技术发展道路——向生物界索取灵感的道路，大大开阔了人类的技术眼界，显示了巨大的发展潜力，是人类智慧的结晶。

人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具，从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上，而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物，通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由来去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木浆。通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成和舵，增2加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之，三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。设计和制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器。

仿生学有什么用？

动物仿生学的例子：；

1、由令人讨厌的苍蝇，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪；

2、从萤火虫到人工冷光；

3、电鱼与伏特电池；

4、水母的顺风耳，仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪；

5、人们根据蛙眼的视觉原理，已经研制成功一种电子蛙眼；

6、根据蝙蝠超声定位器的原理，人们防止了盲人用的“探路仪”；

7、模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生逛街水的装置，从而可获得大量的氢气；

8、根据对人体骨骼肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器——步行机；

9、现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子；

10、屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲；

11、串讲模仿的是鱼的鳍；

12、锯子模仿的是螳螂臂或锯齿草„„

仿生的应用渐渐地进入我们的生活，是我们的生活越来越便利。仿生的研究仍在继续，我们的生活会变得更美好。

篇五 仿生工具
仿生设计在未来交通工具发展中的应用

仿生设计在未来交通工具发展中的应用

文ˉ沈阳理工大学ˉ王成一、未来交通工具发展的趋势

未来的汽车不仅会从形式和功能上打破传统，在其材料和燃料等方面也将有新的突破。运用仿生学来优化汽车设计，将会成为实现汽车更轻、更快、更安全、更省油、更舒适的途径，成为评估汽车厂商竞争实力的重要因素之一。

１．绿色新能源新能源一：混合动力

在各届车展上，混合动力已经开始被大部分厂家采用。奔驰、宝马和通用甚至宣布联合开发混合动力技术，而奥迪、本田、丰田等企业都展出了新一代混合动力汽车，几乎所有的大汽车公司和大零部件集团都推出混合动力汽车和混合动力技术。

新能源二：氢动力

氢动力汽车仍然是各届车展中一道亮丽的风景线，各大汽车公司纷纷推出最新的燃料电池技术和产品。

氢燃料电池要走向商业化，最大的阻碍首先是高昂的成本问题。目前，制造一辆燃料电池车的花费是普通汽车成本的数十倍，只有那些为批量上市而生产的车型才能产生经济效益，但其成本仍然是普通汽车成本的几倍。还有氢燃料电池汽车使用相关基础设施和高额的使用费用同样使得人们望而却步。现在，虽然已经掌握燃料电池的相关技术，但棘手的问题是要在消费者能够承受的价格限度内制造出此类电池，否则这类汽车将无法引起人们的兴趣。

新能源三：太阳能

随着太阳能技术的快速发展，特别是铜铟硒薄膜太阳能电池（我国开发的技术，已在德国生产），有重量轻、价格低、柔性好、耐冲击（可代替大理石做建筑物墙面使用）等诸多优点，完全有可能与汽车的外覆盖件（如：顶盖、发动机罩、行李箱盖板）结合在一起发电，既作为混合动力汽车新的电力来源，也可在未来纯电动汽车上提供电力供应。

２．概念材料

世界交通运输车辆发展的总趋势是轻量化以达到节能降耗的目的。车身质量减小，能耗就会下降；废气排放减少，有利于改善人类生存环境。与２０年前相比，国外汽车自身质量减小２０％～２６％。未来汽车不管选用何种动力驱动，都必须轻量化，尤以轿车最为突出。轻量化、节能降耗和降低排放污染是发展轿车的三项战略性课题，其中轻量化是关键。很多新车使用更多轻质新材料替代传统的钢、铁材料，以降低车辆自重。铝合金、镁合金、工程塑料及碳素纤维等轻质材料在汽车制造上的应

用将越来越多。

３．人工智能

未来汽车是“４个轮子加一个计算机”的高智能尤物。汽车的安全性也会随着系统集成的优化、整体科技含量的提升而增强。从今年的国际车展我们可以看到，汽车技术电子化早已大势所趋。不过，原来很多电子技术在汽车上多是传统机构的辅助管理工具，而现在则越来越多的是替代技术。二、仿生设计应用于未来交通工具

未来汽车的发展趋势决定了应用仿生设计进行商业化的汽车设计，必须要与更多的科技结合，随时代的发展而发展。具象的仿生将会越来越少，出现最多的，将是局部的抽象的仿生。汽车的气质也会更多样化，更具攻击性或更优雅从容。仿生设计作为汽车整体设计一个新领域，将具有其他设计方式无法比拟的美学法则，更具新鲜感。容易获得人们的青睐。

１．仿生设计结合绿色新能源【仿生工具】

罗斯・拉古鲁夫（Ｒｏｓｓ　Ｌｏｖｅｇｒｏｖｅ）为施华洛世奇水晶宫制作的名为“施华洛世奇水晶航空”（Ｓｗａｒｏｖｓｋｉ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ）的太阳能概念车，其设计的重点是交通与可持续性，为我们的未来设计了太阳能混合燃料汽车。可替代能源、材料与设计的结合，可谓完美无瑕，其显而易见的仿生风格可谓信手拈来。

２．仿生设计结合概念材料

宝马Ｇｉｎａ　Ｌｉｇｈｔ　Ｖｉｓｉｏｎａｒｙ　Ｍｏｄｅｌ概念车，仿生设计与高新材料相结合。这种多变的外部车身为汽车工程界带来新的气息。特别是在人车之间的这种交互式关系，而且这种关系还能提供更多的选择而愈发地得到强化。这个子结构的许多部分是可移动的。驾驶者可以通过电子或是电子—液压方式控制。这会根据当前驾驶状态与驾驶者的个人需求而主动地改变外形，从而调整到最佳的状态；进而还可提高车的功能性。三、民族元素的仿生设计

汽车设计到底是民族的还是世界的？每个设计师心中都有一个答案。

从西方国家的品牌发展历程中我们可以清晰地看到，不同国家将自己民族元素融入于产品的设计当中，使之形成具有民族风格的产品。这既是出于商业的考量，也慢慢形成一种文化，在如今追求风格化的时代，民族特色鲜明的设计可以很容易地吸引消费者的眼球。

纵观现在的汽车行业，德国车、美国车、北欧车、日本车、韩国车，无不充斥着自己民族元素。

在任何设计领域，共同性和差异性都是共存的，民族元素在汽车设计中运用得怎么样甚至会影响到其他国家对这个民族的看法。

同样的道理，仿生设计是否也应该具备民族的某种品质。这是一种与生俱来、根深蒂固的气质。

我们可以看看克拉尼（Ｌｕｉｇｉ　Ｃｏｌａｎｉ）的作品。虽然克拉尼试图跳出功能主义圈子，希望通过更自由的造型来增加趣味性，而且设计了大量造型极为夸张的作品。但是，克拉尼始终带着德国设计界的严谨品质，而且都是富有逻辑理性的设计。

可喜的是，我们也看到了国产厂商的一些努力。吉利熊猫的下线，可以说是汽车的意义大于汽车本身。

吉利熊猫的创意来自我国的国宝大熊猫，设计团队充分应用仿生学的原理和中国山水画的写意精神，以传神的线条勾勒出这款车的外形，让人一看就能联想到大熊猫。前脸采用大嘴式设计，整体给人一种非常可爱的感觉。整车造型非常圆润，前大灯组被黑边包围，酷似熊猫的黑眼圈；尾灯则是将大熊猫脚印巧妙地设计成一大四小的五个灯组，构成“熊猫”的尾灯造型。整个造型圆润饱满，线条流畅，车身颜色以黑色勾勒和显现出熊猫的细部造型，全车内饰则采用深浅相间的色调，车内还充满着各种活泼的圆形或者圆形弧度的线条。这种“仿生学”的设计在国内很少见，体现了“外小内大”的设计目标，使车形外观看起来小巧，但车内空间却能够得到保证，达到内外和谐。

在民族元素中，无论是设计思想还是设计元素，都只能是中国文化精髓中的沧海一粟。对于设计而言，也远不止色彩、线条、符号这么简单，还需要结合我国的汽车制造技术发展水平和社会大众的接受心理。正如意大利的汽车造型设计引领世界风骚是建立在意大利自文艺复兴以来形成的深厚艺术文化底蕴一样。仿生的民族元素就更加需要历史沉淀和设计技巧了。

篇六 仿生工具
仿生机器人

【仿生工具】

篇七 仿生工具
仿生传感器

【仿生工具】

仿生传感器应用与发展

法晓

（ 青岛理工大学 自动化学院 143085210509）

摘 要：

在几乎所有的工业分支和现代生活中， 如机械和设备工程， 汽车 和航空工业， 娱乐和消费行业，医疗技术和生命科学领域， 以及在军事和安全技术， 传感器已成为不可或缺的一部分。 事实上， 在当前信息化社会中， 几乎所有的高科技产品都离不开传感器的信息采集技术支持。科技以人为本， 未来传感器的发展将依照现在以及 未来的需求向着更好地为人类服务的方向发展。

关键词： 智能化传感器； 纳米传感器； 无线传感器网络； 仿生传

感器

Abstract

Sensors have become indispensable in practically all branches of industry and modern life, such as mechanical and plant engineering, the automotive and aerospace industries, entertainment and consumer industries, medical technology and life sciences, as well as in military and security technology area. However, there is hardly any industrial area that can work without measuring, testing and monitoring. In fact, in the current information society, almost all of the high-tech products are inseparable from technology support of the sensor information collection. Science and technology takes human as the basic origin, the future development of sensors will be in

accordance with the needs of present and future to serve humanity toward the direction better.

Key words： Intelligent Sensors； Wireless Sensor Network； Bi mimetic Sensors

1引言

从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置。可分为：（1）物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理现象和物理效应；（2）化学类，基于化学反应的原理；（3）生物类，基于酶、 抗体和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。域遍及生物医学中人体感受器官的诊断和修复、智能机器 人、食品、环境、大气污染的监测、军事安全、化学和生物武器以及 反恐怖等十分广泛的领域。如具有仿生功能的人工眼、人工耳、人工鼻、人工舌以及人工皮肤用于人体感受器官损伤的修复和替代;用于现场对食品和环境质量进行快速检测和鉴别的电子鼻和电子舌。在化学和生物战中,仿生传感器能对其所怀疑的病菌实行快速监控,使人们尽早检出病。在未来的小型、微型甚至纳米机器人中,如模拟蜜蜂、蝴蝶甚至蟑螂的小型机器昆虫将配备众多的仿生传感器。近年来,随着生物医学和微电子加工技术的快速发展和人类生活质量的不断提高,用仿生技术研制各种具有感觉功能的用于损伤修复的人工器官得到子决速的发展。国际上仿生传感器研究首先是从检测和识别物 理量开始的,特别是在人工视觉、人工听觉和人工触觉的研究方面呈现非常活跃的局面。随着生命科学和人工智能研究的快速发展,使人 们对探索和模仿动物及人类的嗅觉和味觉功能在技术上有了可能,同时,随着生物医学领域对体味、体液快速分析检 测和环境中微量、痕

量元素检测需要的增长，人们对电子鼻和电子舌这类快速分析诊断 仪器的需求日益增长。

2仿生传感器的产生和含义

2.1 仿生传感器的产生

2.1.1 仿生学的产生为其提供了理论依据

20 世纪60年代开始兴起仿生学，它是利用机械、电子等技术模仿生物体的结构和功能实现工程应用的一门学科，渗透并结合有生物学、生物物理学、电子学、控制论、人机学、数学、心理学以及自动化技术等。随着仿生学的不断发展，人们开始运用已有技术模拟生物结构和功能,从而解决一些工程问题。

2.1.2 测试计量系统对生命系统的模拟

从米勒建立的生命系统理论开始，随着生命科学现象、规律及其模型研究的不断扩大和深入，人们发现测量系统与生命系统具有深刻的相似性，这使测量系统可以共享生命系统模型的科学依据。起初它的发展就是从模仿人类对周围事物的感知能力开始的，后来扩展到创造工具和仪器来延伸这种能力。随着人们利用测量系统对生命系统模拟的深入，借鉴生命现象的机理和运行规律模型来解决测试理论和仪器工程中的问题成为测试理论和仪器科学创新的有效途径，因此逐步产生了仿生测试理论，从而产生了仿生测试理论中的首要环节—仿生传感器技术。

2.2 仿生传感器的含义

仿生传感器就是基于生物学原理并结合现代工程技术设计出的

一种新型传感器，具有某些生物的独特性能。

2.3仿生传感器的类型和基本原理

仿生传感器从类型上讲，主要是功能仿生传感器。例如： 听觉、 视觉、力觉、触觉、滑觉、重力觉、味觉、接近觉、热觉、嗅觉等功能是进行功能模仿的主要来源和对象。90年代以来，功能仿生一大进展是对一些动物感觉器官特殊敏感功能的研究，导致了一系列工程测量问题的圆满解决。

2.3.1听觉和视觉传感器

听觉传感器主要指语音识别，它是将声音信号经过检测转换电路转化为相应电信号，再通过信号处理来进行识别。实现语音识别的集成电路典型型号有TMS320CSOPQ和TMS320CGBL等。听觉传感器的典型应用是能使机器人实现“人—机”对话。视觉传感器是从整幅图像捕获光线的数以千计的像素点，通过对图像的处理用来检测对象的形状、位置、方向及明暗等特征。它包括位置觉传感器和色觉传感器，主要是用电视摄像机和计算机技术来实现的。通过色觉传感器检测对象物体的有无，再通过位置觉传感器判断对象物体的位置及形状特征，最后通过计算机处理，提取并识别对象特征。接近觉传感器是一种特殊的视觉传感器，它只感知距离信息，根据距离信息判断对象特征。

2.3.2触觉传感器

触觉也正在被人工仿真用于研制人工触觉器。美国伊利诺斯大学的研究人员研制了一种像头发一样的触觉传感器。许多动物和昆虫都能用其毛发辨别许多不同事物,包括方向、平衡、速度、声音和压力

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