超声振动除冰装置设计00未收录未收录未收录

Ⅰ 微波，短波，超声波有什么区别我是文科班的，能不能说得通俗一点

微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。

短波的基本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波。

如前所述，地波沿地球表面传播，其传播距离取决于地表介质特性。海面介质的电导特性对于电波传播最为有利，短波地波信号可以沿海面传播1000公里左右；陆地表面介质电导特性差，对电波衰耗大，而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗小，干燥沙石地面衰耗大）。短波信号沿地面最多只能传播几十公里。地波传播不需要经常改变工作频率，但要考虑障碍物的阻挡，这与天波传播是不同的。

短波的主要传播途径是天波。短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以反射多次，因而传播距离很远（几百至上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。但天波是很不稳定的。在天波传播过程中，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果。

短波收音机简介

1. 传统指针调谐短波收音机

收音机的种类如果按所接收的波段来划分：

单波段中波收音机： MW 525 -- 1600 KHz

调频调幅收音机 MW 525 -- 1600 KHz，FM 87.5 -- 108 MHz

调频 /中/短波收音机** MW 525 -- 1600 KHz，FM 87.5 -- 108 MHz

只有一个短波段时 SW： 3.9 --12.00 MHz(75 -- 25 米)

(或6.00 -- 18.00 MHz， 49 -- 16 米)

(或9.00 -- 16.00 MHz， 31 --19 米)

二个短波段时 SW1： 2.2--7.50 MHz，SW2： 7.50 -- 23.00 MHz

或SW1：5.9--9.50 MHz， SW2： 9.50 -- 18.00 MHz

按米波段来划分 SW1,SW2,SW3,SW4,SW5,SW6,SW7………

多波段短波收音机 (每个短波段覆盖一个国际短波米波段)

传统收音机和收录机一般只有一个或二个短波段，但每个波段都覆盖了很宽的频率（好几个米波段）范围，优点是电路简单，但很难保证所覆盖频率范围内每点频率的灵敏度和选择性都很均匀，所以，往往是有些米波段收听很好，有些却很差，另外，由于覆盖很宽的频率，使各个电台之间显得很拥挤，收台不方便，所以有些收音机要附加上短波微调旋钮来加以改善。

也有些短波电路设计得很好的传统收音机，收音机也有足够高的灵敏度和选择性，而且生产调试又很精确，使用起来也很方便，别有趣味，起码省去老换波段的麻烦。另外，传统收音机大多采用3-4节电池和比较大口径的扬声器，收听起来声音很好，难怪有很多老短波迷仍然喜欢传统收音机。

2.按米波段来划分的多波段短波收音机

现代的短波收音机，往往分为6-10个短波段，每个短波只覆盖一个米波段（请参考下文国际广播米波段表），对于设计良好的此类短波收音机，灵敏度和选择性比较容易得到保证，而且按米波段来划分短波，电台之间的间隔好象被展阔了，收短波象收听中波一样方便，尤其是对于电台最密集的16，19，25，31米波段，优点更突出。

按米波段来划分的短波收音机，如果说不足的话，就是由于短波段太多，对于喜欢不同电台和节目的人来说，经常要切换短波段，又显得麻烦了一点。

另外，按米波段划分来设计短波收音机，如果要覆盖全部短波频率范围，光短波段就需要13个波段，而且每个波段都要设计合理，所用的电子元件材料很多，使电路显得太复杂而且成本太高了。笔者所见过的进口名牌短波收音机，调频/中波/长波/短波所有波段加在一起，最多有15个波段，价格近1000元。

值得一提的是，在国内市场上，也有些短波收音机，号称18波段，24波段，而且价格还挺便宜，君不知道设计者是自欺还是欺人！此外，还有很多号称[消费者推荐产品]的8，9波段的短波收音机，因市场恶性竞争所致，短波电路，除了波段开关以外，就几乎没有其它元件了。与其买此类收音机，笔者建议：还不如买台传统的3，4波段的短波收音机。

3.短波收音机中的二次变频技术(SW DUAL CONVERSION)

短波收音机最初是使用直接放大线路的，50年代开始，应用了一次变频线路，也就是平时所说的超外差式收音机。为了进一步提高无线电接收机的灵敏度、选择性和抗干扰能力，科学家们又研制了多次变频技术，当然首先是应用在无线电通讯领域，后来被移植到高级收音机中，从而大大地改善了短波收音机的性能指标。

便携式高灵敏度短波收音机一般采用二次变频，而更高级的专业短波通讯接收机，甚至采用3次或4次变频技术。

4.采用锁相环数字调谐式技术的收音机(PLL)

锁相环数字调谐式技术的收音机，是采用当代微电子应用技术的高新科技产品，集先进性、实用性、新颖性的特点于一体。

1. 采用单片微处理机芯片作为数字调谐系统的核心，并含有锁相环路频率合成、频率预选、多功能数字时钟控制及液晶数字显示等多种先进功能。

2. 以高精度高稳定的石英晶体为频率基准，锁定接收电台的频率，绝无漂移现象。

3. 具有频率存储记忆功能。

一般说来，数字调谐式收音机的存储电台数目越多越好，高级数字调谐式收音机应具备直接输入频率数字和模拟调谐旋钮，电子线路上也常采用二次变频技术来提高性能指标。

数字调谐式技术的收音机的缺点是电路复杂，设计难度大，对元件的要求很严格，成本高，生产调试很复杂；由于采用的元件多，静态耗电比普通收音机要大，普及型的数字调谐收音机的灵敏度和选择性不见得比好的指针式模拟收音机高很多。

4.采用数字显示频率技术的收音机

这类收音机采用传统模拟接收电路，成本不高，也容易做到高性能指标。不同的是利用数码显示屏取代了传统收音机的指针来指示频率，并加入了电子钟控功能；比数字调谐式收音机要省电，体积上能设计的更小巧方便，是价格性能比比较高，很实用的收音机品种。

这种机型的缺点是没有记忆电台功能，由于采用的是传统模拟接收技术，频率的精确性和稳定性也没有数字调谐式收音机高。

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如何收听短波广播？

一般人会对短波感到兴趣，就在于短波能收听远距离广播，可以直接听取得世界各地的广播讯息，可是也有不少人因为收听短波的方法不对，被弄得一头雾水，最后只好放弃。对于如何开始收听短波广播，下面几点建议可供你参考。

◎ 收听短波和收听日常接触的MW、FM有何不同？

日常收听MW或FM广播很少会碰到找不到电台的问题，因为这些电台的广播频率是固定不变的，而且不少是24小时播出。对于短波而言可就不同了，除了因为电台很多之外，一年有2次季节性的广播频率和广播时间的变更、每天接收讯号好坏的差别很大等因素，使得收听短波比起MW、FM来，的确是复杂了许多，但是只要掌握要领，一样可自由自在地享受短波节目的。

◎ 收听短波－－－选电台、选频率也选时间

对于短波听众而言，最大的问题在于短波广播通常集中在某一段时间?播放，造成有点类似于上下班时间的交通状况，显得异常拥挤。但是你可以使自己不会是拥挤中的人，因为通常电台会在不同时段使用不同频率播出相同的节目，例如短波15-18MHZ在每天中午至傍晚可以收听到很多电台节目，晚间10点以后只能收到极少电台节目，甚至连收音机的背景噪音都变小了；短波7MHZ以下在白天很难清楚地收听广播，但到了深夜，却能很好地收听节目，短波9-12MHZ全天都能收到广播，但早晨和晚上收听效果最好，电台多，声音又清楚。还有，如果您经常收听广播，就会发现，很多电台每小时都有规律地改变播出频率，因此为了方便收听短波节目，有必要制作一份属于自己的收听时间频率表（Schele），当然，也可以从收集各电台的广播时间频率表开始着手进行。

事实上，一般短波广播电台会使用多个频率同时播出，但通常并不是每一个频率都可以收听得很好，监听的目的就是从几个广播频率中挑选出声音信号最好的频率并记录下来，制作成一张广播频率时间表，此后再收听该电台的节目就方便多了。

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如何改善收听效果?

有许多刚开始收听短波的人，都被收音机所传出的杂音弄得兴趣大减，甚至放弃了收听短波，实为一件憾事。的确，短波的音质不可能与FM高传真广播的音质相比，但与中波(MW)音质相比，基本上是很接近的。可是由于收听短波受到诸多的因素影响，所以往往显得比中波差。实际上，如果在一切因素都有利的条件下，短波的音质可以媲美中波广播的音质。下面分?来讨论收听短波时，有哪些重要因素必须考虑：

◎ 电离层的因素

中波广播(即俗称的AM)，从电台的发射天线到收音机的接收，其距离一般都在直径几百公里以内，而且中波波长比较长，不容易受到建筑物等障碍的影响。而短波就不一样了，电台的发射天线除了有一定的方向及仰角，一般情况下接收机的距离往往远达数千公里，甚至上万公里，电台发射的电波必须借着在地球表面上空近百公里高度的电离层折射，才能够在远处被接收到，而地球上空的电离层就像一面变化多端的镜子，它对短波的反射能力、它存在的高度、随时在变化，因此短波广播的传输就变得比较不那么可靠了。虽然如此，电离层还是有一些变化规律可以归纳出来的，因为电离层形成的主要因素是来自太阳的紫外线及带有能量的微小粒子；因此电离层的变化会受到下面几项因素的影响：

太阳活动的强弱：即所谓的大约每11年一个周期的变化。

太阳与地球的距离：即一年四季的变化。

太阳能量在传达到地球时所穿过的大气层厚度不同：白天到夜晚，即一天当中从早晨到黄昏到夜晚都在变化，因此，白天和夜晚，太阳能量对电离层的影响是不同的。

此外，由于电离层经常发生快速的变化，使得收听短波经常出现类似海浪般忽大忽小的声音，这是收听短波的一种普遍现象，即使在电子线路利用了自动增益（AGC）来消除这种现象，但是在严重的情况下，您仍会感觉出声音忽大忽小，若您能习惯，这也是收听短波的一种特殊感觉啊！

◎短波收听效果室内、室外不同

因短波波长比中波短了许多，因此建筑物对短波而言，是一种比较大的障碍，也就是在室内的讯号强度会比室外微弱很多，因此最理想的收听短波方式应该是：在室外以收音机的拉杆天线来收听，在室内时就得引用一条室外天线来收听。根据经验，除了不可抗拒的大自然环境因素之外，架好一条理想的室外天线是改善短波收听效果的首善之务。

干扰收听短波的各种原因：

夏天的雷电干扰；

室内的电子日光灯、可控硅调光台灯、电脑、电视机，微波炉，电话线等；

邻近工厂使用大马力电机并通过高压电力线传输的辐射干扰；

马路上有轨电车电力线和各种机动车辆的马达火花放电辐射干扰；

收听地点附近有大功率的高频无线电波辐射干扰：如寻呼机发射台（BB机）；出租车27MHZ无线电对讲机；专业短波通讯电台，无线手机电话，收听地点邻近有大发射功率的调频和广播电视发射台等……

◎ 架设短波室外天线

谈到外接天线，这是最让短波入门者感到困惑的问题，的确，若要架设一条真正标准的短波外接天线，是需要专业知识才能完成的。为了大家方便起见，在此，我们只介绍一种简单又很实用的外接天线，供您参考：准备一条5-15米长的普通电线，在室外找适当的地点，一端将它拉为水平状；另一端拉到室内缠绕在收音机的拉杆天线上（大约7-10圈），就大功告成了。

所谓适当的地点是指：高处比低处好、周围越空旷越好，如远离墙壁比紧贴墙壁要好。至于电线的长度，若空间允许时，原则上越长越好（5--15米长）。此条电线从头至尾不用剥去外皮，不论是粗的、细的都可以。若没有适当的空间供以拉成水平状，那么就把电线从窗口丢出，让它自然下垂也行，不过最好在尾端系一重物，以避免刮风时，将电线吹起碰到高压线或它物造成危险。

因为室外天线都是拉到室外，我们就必须注意到「闪电雷击」的问题，所以在雷雨天时，请一定将原来缠绕在收音机上的电线松开，置于一安全的位置（如室外），以避免危险。

◎ 改善收听短波的效果和音质

除了上述之短波有忽大忽小声现象及使用室外天线来改善收听效果外，您也要注意到自己周围收听环境的干扰，如：日光灯、电脑、电视机，微波炉，电动马达和马路上各种机动车的马达，火花放电等外来干扰因素，当然，这些干扰也同样会发生任何波段上，只是短波的电波信号较微弱，而显得更容易受到影响，应设法找到上述干扰来源并尽量避开。

当收听正常的短波广播时，总还觉得声音不够理想，这是因为一般小型短波收音机的音频输出功率都不大，一旦附近环境吵杂或因为其他因素，需要较大音量时，便把音量调大，则会出现很大的失真。而且由于短波收音机为了提高选择性，中频放大器的通频带宽做了窄化的处理，这样也限制了声音的品质，因此若能戴上耳机收听或者从耳机插孔外接一只小型的附有放大器的喇叭音箱，就可以改善音质问题。有时音质可甚至媲美本地的MW电台的效果

超声波
频率高于2×104赫的声波。研究超声波的产生、传播 、接收，以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生

超声波的装置有机械型超声发生器（例如气哨、汽笛和液哨等）、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、

以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。

超声效应 当超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，使介质发生物理的和化学的变化，从而产生

一系列力学的、热的、电磁的和化学的超声效应，包括以下4种效应：

①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝

胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时 ，

悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，

在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材

料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和

感生磁化（见电介质物理学和磁致伸缩）。

②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡 。

一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低

使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。

另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空

化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体，甚至可能

是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不

断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而

产生高温、高压，同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩

擦可形成电荷，并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体

中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。

③热效应。由于超声波频率高，能量大，被介质吸收时

能产生显著的热效应。

④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学

反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢；溶有氮

气的水经超声处理后产生亚硝酸；染料的水溶液经超声处理

后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超

声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声

波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他

有机物质的水溶液经超声处理后，特征吸收光谱带消失而呈

均匀的一般吸收，这表明空化作用使分子结构发生了改变 。

超声应用 超声效应已广泛用于实际，主要有如下几方

面：

①超声检验。超声波的波长比一般声波要短，具有较好

的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于

超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。

超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。

把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上，从

试样透出的超声波携带了被照部位的信息（如对声波的反射、

吸收和散射的能力），经声透镜汇聚在压电接收器上，所得

电信号输入放大器，利用扫描系统可把不透明试样的形象显

示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已

在医疗检查方面获得普遍应用，在微电子器件制造业中用来

对大规模集成电路进行检查，在材料科学中用来显示合金中

不同组分的区域和晶粒间界等。

声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物

的立体图像的声成像技术，其原理与光波的全息术基本相同，

只是记录手段不同而已（见全息术）。用同一超声信号源激

励两个放置在液体中的换能器，它们分别发射两束相干的超

声波：一束透过被研究的物体后成为物波，另一束作为参考

波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图，用激光

束照射声全息图，利用激光在声全息图上反射时产生的衍射

效应而获得物的重现像，通常用摄像机和电视机作实时观察。

②超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应

和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、

脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生

物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛

应用。

③基础研究。超声波作用于介质后，在介质中产生声弛

豫过程，声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过

程，并在宏观上表现出对声波的吸收（见声波）。通过物质

对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构，这方面的研究

构成了分子声学这一声学分支。

普通声波的波长远大于固体中的原子间距，在此条件下

固体可当作连续介质 。但对频率在1012赫以上的 特超声波 ，

波长可与固体中的原子间距相比拟，此时必须把固体当作是

具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ，

称为声子（见固体物理学）。特超声对固体的作用可归结为

特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对

固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究，以及量子液

体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——
量子声学。

Ⅱ 振动时效装置的振动时效优点

HK2000振动时效现场

振动时效消除残余应力的方法最早来自于通过锤击物体从而释放残余应力的生活实践，
通过用外加振动的方法施加给存在残余应力的构件一个循环载荷， 使构件在循环载荷的作用下产生塑性变形， 实现发生塑性变形的部分残余应力实现释放， 稳定构件的尺寸，
提高精度的作用。目前根据施加循环载荷的频率的不同， 将振动时效分为低频振动时效、高频振动时效和超声振动时效。

低频振动时效一般是指施加的频率为以下的时效振动， 如图所示为简化版的低频振动时效的图像， 其中为橡胶垫， 为带有残余应力的构件，
为激振器，为传感器。其中激振器由一般由电机和偏心机构构成， 用于提供振动时效所需频率的激振应力， 而传感器用于采集构件在激振器作用下整体的振幅或频率等，
对于较完善的低频振动时效设备， 还应具有反馈环节， 对采集的振幅、频率等信号进行处理， 通过分析调整激振器施加的频率以及激振力，
因为在共振条件下构件振动**剧烈， 振动效果**好，因此**理想的使用结果是使激振频率接近构件的固有频率， 从而得到**佳的激振效果。

高频振动时效一般是指机械振动频率大于的振动， 其中哈尔滨工程大学的潭定忠、张厚琛等人通过磁致伸缩换能器振子提供高频振动，
实验研究了高频振动对于消除伟接残余应力的作用浙江大学贾叔仕、王建武等人在其文献屮提到利用高频**磁致伸缩激振器提供高频振动并搭建了高频激振时效装置，
通过实验证明了高频振动在消除构件残余应力中的作用。

超声振动时效一般是指振动频率大于的超声频率， 超声振动时效也可认为是一种高频振动时效，
但更多的学者愿意将其单独归为超声范围的振动时效。它是利用超声波发生器、超声波换能器以及超声波变幅杆等设备组成的超声振动系统。其中超声波发生器将提供的交流电转换为高频的交流电信号，
这个信号必须与超声波换能器相匹配， 超声波换能器将交流电信号转换成纵向的机械振动， **后通过变幅杆的特殊设计，
起到机械振动振幅放大的作用。将此放大振幅的机械振动作为超声频率的循环载荷施加到具有残余应力的工件上，
当满足构件内部存在的残余应力和施加给构件的超声频基于超声波振动时效的细金属丝去应力成形技术研究率的激振应力之和大于构件屈服极限的条件， 使构件发生塑性变形，
**终达到消除构件内部残余应力的目的。

相对于自然时效和热时效等传统的消除残余应力的方法， 振动时效具有自身不可替代的优点，
因此得到了快速的发展以及大面积的应用。由于自然时效方法基本被淘汰，我们这里主要针对热时效方法进行比较， 具体的优势如下所示：

• 可在工序任何步骤施加
  热时效法一般均是发生在精加工之前的工序， 精加工之后便不能进行热时效的方法消除残余应力，
  而振动时效却可以灵活的运用到各个步骤中。

• 操作简便
  热时效一般需要设计与之匹配的加热设备以及保温设备， 而且这些设备一般是固定在具体位置不做移动的，
  而相比较而言， 振动时效设备相对较小， 能够自由带到操作现场， 加载到构件需要的位置上。

• 能耗低、无污染
  热时效需要为加热设备加热， 以及进行后续的保温处理， 这必然会浪费大量的能源，
  并造成对环境的破坏， 而振动时效能耗相对热时效较少， 且对环境无污染。

• 耗时少
  一般的热时效方法经过加热处理、保温处理后， 会耗时超过小时，而相对而言， 振动时效耗时一般在分钟之内，
  对于目前比较热门的超声振动时效一般只需几分钟。

Ⅲ 仿生学的资料谁有关于仿生学的资料呀急！！！

仿生学举15个例子：
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。已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。
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，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今，有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳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。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
回答者： xss2345 - 试用期 一级 3-12 19:37
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蝙蝠在飞行时,不断地从喉咙中发出____脉冲,声波碰到障碍物或昆虫后被反射回来,蝙蝠能够用_____接受回声,并能探测目标是昆虫还是障碍物,以及前边物体的大小,方向和距离.
回答者： 丫丫头2 - 魔法学徒 一级 3-12 18:34
bvj

参考资料：bb
回答者： abc1234pom856 - 魔法学徒 一级 3-12 19:08
苍蝇，是细菌的传播者，谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”，由30O0多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。
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桨。通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，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。
回答者： zxxoprea22 - 助理 二级 3-12 20:57
苍蝇，是细菌的传播者，谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”，由30O0多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。

自然界形形色色的生物，都有着怎样的奇异本领？它们的种种本领，给了人类哪些启发？模仿这些本领，人类又可以造出什么样的机器？这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。

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。早在四百多年前，意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖，研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器。

以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试，可以认为是人类仿生的先驱，也是仿生学的萌芽。

【发人深省的对比】

人类仿生的行为虽然早有雏型，但是在20世纪40年代以前，人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧，辛辛苦苦的努力，进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是，以下几个事实可以说明：人们在技术上遇到的某些难题，生物界早在千百万年前就曾出现，而且在进化过程中就已解决了，然而人类却没有从生物界得到应有的启示。

首先是对生物原型的研究。根据生产实际提出的具体课题，将研究所得的生物资料予以简化，吸收对技术要求有益的内容，取消与生产技术要求无关的因素，得到一个生物模型；第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析，并使其内在的联系抽象化，用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型；最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。当然在生物的模拟过程中，不仅仅是简单的仿生，更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复，才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果，使最终建成的机器设备将与生物原型不同，在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力，电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。

仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点，就是整体性。从仿生学的整体来看，它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制，它们与外界的联系是密不可分的。生物从环境中获得物质和能量，才能进行生长和繁殖；生物从环境中接受信息，不断地调整和综合，才能适应和进化。长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一，局部与整体的协调与统一。仿生学要研究生物体与外界刺激（输入信息）之间的定量关系，即着重于数量关系的统一性，才能进行模拟。为达到此目的，采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。因此，仿生学的研究方法必须着重于整体。

仿生学的研究内容是极其丰富多彩的，因为生物界本身就包含着成千上万的种类，它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内，仿生学的研究得到迅速的发展，且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。随着现代工程技术的发展，学科分支繁多，在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。例如：航海部门对水生动物运动的流体力学的研究；航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航；工程建筑对生物力学的模拟；无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟；计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有：“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究，即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来，近些年又出现新的分支，如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。

总之，仿生学的研究内容，从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代，仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来，同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。在其它学科的渗透和影响下，使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变；在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养，加速科学的发展。闪此，仿生学的科研显示出无穷的生命力，它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。

【仿生学的研究范围】

仿生学的研究范围主要包括：力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。

◇力学仿生，是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质，以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如，建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行揣流，提高航速；

◇分子仿生，是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如，在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后，合成了一种类似有机化合物，在田间捕虫笼中用千万分之一微克，便可诱杀雄虫；

◇能量仿生，是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程；

◇信息与控制仿生，是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理，研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上，并在此基础上构造出新型计算机。

模仿人类学习过程，制造出一种称为“感知机”的机器，它可以通过训练，改变元件之间联系的权重来进行学习，从而能实现模式识别。此外，它还研究与模拟体内稳态，运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制，以及人-机系统的仿生学方面。

某些文献中，把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生，而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。

仿生学的范围很广，信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要，另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段，使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究，大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟，生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。

控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程，都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统；而生物控制论则从控制论的一般原理，从技术科学的理论出发，为生物行为寻求解释。

最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节，而是要理解生物系统的工作原理，以实现特定功能为中心目的。—般认为，在仿生学研究中存在下列三个相关的方面：生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础，后者是目的，而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。

由于生物系统的复杂性，搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期，而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作，这是限制仿生学发展速度的主要原因。

【仿生学的现象】

苍蝇与宇宙飞船

令人讨厌的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。

苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污秽的地方，都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。

仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器的结构和功能，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器；分析器一经发现气味物质的信号，便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。

从萤火虫到人工冷光

自从人类发明了电灯，生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光，其余大部分都以热能的形式浪费掉了，而且电灯的热射线有害于人眼。那么，有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。

在自然界中，有许多生物都能发光，如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等，而且这些动物发出的光都不产生热，所以又被称为“冷光”。

在众多的发光动物中，萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛，光的强度也比较高。因此，生物光是一种人类理想的光。

科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。

早在40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。近年来，科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。

现在，人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光，作为安全照明用。

电鱼与伏特电池

自然界中有许多生物都能产生电，仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼，统称为“电鱼”。

各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏；非洲电鲶能产生350伏的电压；电鳗能产生500伏的电压，有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压，称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。

电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究， 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同，所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形，位于尾部脊椎两侧的肌肉中；电鳐的发电器形似扁平的肾脏，排列在身体中线两侧，共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体，位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱，但由于电板很多，产生的电压就很大了。

电鱼这种非凡的本领，引起了人们极大的兴趣。19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究，还给人们这样的启示：如果能成功地模仿电鱼的发电器官，那么，船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。

水母的顺风耳

“燕子低飞行将雨，蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道，生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海，就预示着风暴即将来临。

水母，又叫海蜇，是一种古老的腔肠动物，早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能，每当风暴来临前，它就游向大海避难去了。

原来，在蓝色的海洋上，由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次)，总是风暴来