鸵鸟越沙运动机理分析

摘要

通过分析具有超强越沙能力的鸵鸟足趾特殊结构，研究了鸵鸟足趾结构与适合沙地行走能力之间的关系。采用高速摄像设备采集了成年公鸵鸟在沙地上的奔跑过程，运用TEMA 软件分析了鸵鸟快速奔跑时鸵鸟后肢足部的运动机理，探索了鸵鸟快速奔跑时腿足的运动方式。结果表明，当鸵鸟快速奔跑时，在鸵鸟足后蹬离沙瞬间，足趾（足掌）会有明显的回弹现象。该动作发生在鸵鸟足离开沙面后前跨时刻，这一特性非常有利于减少阻力，提高速度和推进跨步。从工程仿生学角度出发，根据鸵鸟在沙地上高速奔跑的运动机理，充分利用鸵鸟超强越沙能力的有效因素，对于沙地农田行走机械的行走部设计和改进具有重要的理论和现实意义。