大斑啄木鸟啄击运动观测及运动机理分析

目的研究啄木鸟的啄击运动机理,探究啄木鸟啄击树干时运动和力学特性.方法利用MATLAB将高速摄像机拍摄的啄木鸟啄击运动视频片段分解成图像序列,观测啄木鸟啄击运动并分析运动参数;根据啄木鸟啄击运动特点和骨骼系统特点建立啄木鸟连杆模型,并对啄木鸟啄击进行力学分析.结果啄木鸟最大啄击速度为4.056 m/s、冲击加速度为8112 m/s^2、啄击时胸椎和尾椎所受最大力矩分别为2.3 N·m和3 N·m.结论啄木鸟在产生大冲击时身体稳定且关节承受力矩较小,可将啄木鸟啄击运动机理应用在破碎锤的仿生设计中可使机构受力状态更加合理,从而降低材料性能要求,有利于降低成本延长使用寿命.