2018年09期

鼢鼠挖掘活動及爪趾幾何特征量化分析

作  者 王洪昌,涂鳴,劉念,曾榮,王忠民, 佟金
第一作者 王洪昌
作者單位 華中農業大學工學院,湖北武漢
卷  號 46
發表年份 2018
發表刊期 9
發表頁面 165-170
關  鍵  字 鼢鼠;仿生學;數字圖像處理;爪趾,
摘  要 [目的]量化分析東北鼢鼠的挖掘活動規律、爪趾幾何結構特征以及爪趾內外輪廓線特征。[方法]以東北鼢鼠為研究對象,觀察和分析了東北鼢鼠爪趾的幾何結構特征;對東北鼢鼠的挖掘活動進行觀察;利用MATLAB軟件的數字圖像處理功能提取前爪中間趾邊緣特征圖像,并對邊緣輪廓進行了曲線擬合,得到了內外輪廓擬合曲線方程,并對曲線的曲率進行了計算。[結果]試驗表明,東北鼢鼠前爪爪趾粗壯,尖而利,前端呈楔形,利于挖掘;東北鼢鼠的挖掘過程可以分為掘土、踢土、推土、食物或障礙處理、修補洞道等;前爪第三趾外輪廓曲率變化較小,表面光滑平順,減少挖掘阻力,保證了挖掘的洞道表面平整;內輪廓曲線曲率變化較大,利于爪趾入土,在掘土過程中土壤易于沿爪趾表面翻轉滑落。根據前爪中間趾內輪廓曲線設計了一種具有仿生結構的苗間除草鏟,仿真結果顯示仿生除草鏟能在除草過程中承受更大的力。[結論]研究可為后續土壤挖掘和切削工具的仿生設計提供技術參考。
附  件 鼢鼠挖掘活動及爪趾幾何特征量化分析
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