全 文 ：林业科学研究摇 圆园员源袁圆苑渊员冤院园苑苑 园愿员云燥则藻泽贼 砸藻泽藻葬则糟澡
摇 摇 文章编号院员园园员鄄员源怨愿渊圆园员源冤园员鄄园园苑苑鄄园缘
家蚕鳞翅的发育过程及其仿生学价值鄢
陈摇 航员袁 张文凤员袁 唐宇翀员袁 孙澍锋圆袁 刘金国圆
渊员援中国林业科学研究院资源昆虫研究所袁云南 昆明摇 远缘园圆圆源曰 圆援中国科学院沈阳自动化研究所
机器人学国家重点实验室袁辽宁 沈阳摇 员员园园员远 冤
收稿日期院 圆园员猿鄄园怨鄄园愿
基金项目院 国家自然科学基金野基于鳞翅目昆虫羽化发育机理的空间可展结构研究冶渊缘员员苑缘源怨源冤
作者简介院 陈摇 航袁博士袁副研究员袁主要研究方向为资源昆虫培育与利用援 杂贼怎糟澡藻灶远源愿员岳 早皂葬蚤造援 糟燥皂
鄢 院感谢西南林业大学宾桂凤尧李安娜同学参与解剖与测量工作援
摘要院以家蚕渊月燥皂遭赠曾 皂燥则蚤 蕴援 冤为研究对象袁定期解剖蚕蛹并对 猿园 个不同个体鳞翅各特征参数进行显微测量袁结果
显示家蚕蛹内发育期为 员圆 员缘 凿袁分为 源 个阶段袁各阶段翅呈现出不同发育特征遥 其中前翅呈三角形袁周长平均值
为 圆圆援 圆源猿 皂皂曰面积平均值为 圆愿援 猿园缘 皂皂圆袁主翅脉共 怨 条袁长度在 猿 愿 皂皂之间遥 后翅为扇形袁周长均值为 员远援 缘苑员
皂皂袁面积均值为 员怨援 怨猿远 皂皂圆袁主翅脉长度在 圆 远 皂皂之间遥 蛹内时期与羽化展开后的鳞翅在周长与面积上均存
在较大变化袁其中前翅羽化后周长为蛹期 员援 怨 倍袁面积为 猿援 员 倍曰后翅羽化后周长为蛹期 圆援 员 倍袁面积为 猿援 愿 倍遥 家
蚕鳞翅通过羽化获得了更大比表面积袁翅脉分布位置没有变化袁但长度为蛹期 圆援 员 倍遥 本研究通过动态跟踪家蚕鳞
翅发育过程袁记录家蚕成虫羽化展开过程袁为研究昆虫鳞翅仿生功能尧探索新型空间展开结构提供基础数据和设计
思路遥
关键词院家蚕曰鳞翅发育曰可展结构曰昆虫仿生
中图分类号院杂苑员愿援 苑 文献标识码院粤
阅藻增藻造燥责皂藻灶贼 燥枣 蕴藻责蚤凿燥责贼藻则葬 宰蚤灶早泽 燥枣 月燥皂遭赠曾 皂燥则蚤 蕴援 葬灶凿 陨贼泽 灾葬造怎藻 燥灶 月蚤燥灶蚤糟泽
悦匀耘晕 匀葬灶早员袁 在匀粤晕郧 宰藻灶鄄枣藻灶早员袁 栽粤晕郧 再怎鄄糟澡燥灶早员袁 杂哉晕 杂澡怎鄄枣藻灶早圆袁 蕴陨哉 允蚤灶鄄早怎燥圆
渊员援 砸藻泽藻葬则糟澡 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻 燥枣 砸藻泽燥怎则糟藻泽 陨灶泽藻糟贼泽袁 悦澡蚤灶藻泽藻 粤糟葬凿藻皂赠 燥枣 云燥则藻泽贼则赠袁 运怎灶皂蚤灶早摇 远缘园圆圆源袁 再怎灶灶葬灶袁 悦澡蚤灶葬曰
圆援 杂贼葬贼藻 运藻赠 蕴葬遭燥则葬贼燥则赠 燥枣 砸燥遭燥贼蚤糟泽袁杂澡藻灶赠葬灶早 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻 燥枣 粤怎贼燥皂葬贼蚤燥灶袁 悦澡蚤灶藻泽藻 粤糟葬凿藻皂赠 燥枣 杂糟蚤藻灶糟藻泽袁 杂澡藻灶赠葬灶早摇 员员园园员远袁 蕴蚤葬燥灶蚤灶早袁 悦澡蚤灶葬冤
粤遭泽贼则葬糟贼院 栽葬噪蚤灶早 月燥皂遭赠曾 皂燥则蚤 蕴 葬泽 则藻泽藻葬则糟澡 燥遭躁藻糟贼袁 蚤贼泽 责怎责葬 憎藻则藻 则藻早怎造葬则造赠 葬灶葬贼燥皂蚤扎藻凿 葬灶凿 贼澡藻 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟 责葬鄄
则葬皂藻贼藻则泽 燥枣 贼澡蚤则贼赠 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 蚤灶凿蚤增蚤凿怎葬造泽 燥枣 蕴藻责蚤凿燥责贼藻则葬 憎蚤灶早泽 憎藻则藻 皂蚤糟则燥泽糟燥责蚤糟葬造造赠 皂藻葬泽怎则藻凿援 栽澡藻 则藻泽怎造贼泽 泽澡燥憎 贼澡葬贼 贼澡藻
凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 责藻则蚤燥凿 憎蚤贼澡蚤灶 贼澡藻 责怎责葬造 责澡葬泽藻 蚤泽 员圆 原 员缘 凿葬赠泽袁 葬灶凿 糟葬灶 遭藻 凿蚤增蚤凿藻凿 蚤灶贼燥 枣燥怎则 泽贼葬早藻泽援 栽澡藻 憎蚤灶早 责则藻泽藻灶贼泽
凿蚤枣枣藻则藻灶贼 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 葬贼 藻葬糟澡 泽贼葬早藻援 栽澡藻 枣燥则藻憎蚤灶早 蚤泽 贼则蚤葬灶早造藻 憎蚤贼澡 圆圆援 圆源猿 皂皂 蚤灶 责藻则蚤皂藻贼藻则 葬灶凿 圆愿援
猿园缘 皂皂圆 蚤灶 葬则藻葬 葬灶凿 贼澡藻 造藻灶早贼澡 燥枣 灶蚤灶藻 责则蚤皂葬则赠 增藻蚤灶泽 蚤泽 遭藻贼憎藻藻灶 猿 原愿 皂皂援 粤泽 葬 泽藻糟贼燥则袁 贼澡藻 糟蚤则糟怎皂枣藻则藻灶糟藻 燥枣 澡蚤灶凿
憎蚤灶早 蚤泽 员远援 缘苑员 皂皂 憎蚤贼澡 员怨援 怨猿远 皂皂圆 蚤灶 葬则藻葬袁 憎澡蚤造藻 贼澡藻 造藻灶早贼澡 燥枣 灶蚤灶藻 责则蚤皂葬则赠 增藻蚤灶泽 蚤泽 遭藻贼憎藻藻灶 圆 原 远 皂皂援 栽澡藻则藻
葬则藻 早则藻葬贼 糟澡葬灶早藻泽 蚤灶 贼澡藻 责藻则蚤皂藻贼藻则 葬灶凿 葬则藻葬 燥枣 蕴藻责蚤凿燥责贼藻则葬 憎蚤灶早泽 葬枣贼藻则 藻糟造燥泽蚤燥灶援 粤泽 贼澡藻 枣燥则藻憎蚤灶早 枣燥则 藻曾葬皂责造藻袁 贼澡藻
责藻则蚤皂藻贼藻则 蚤灶糟则藻葬泽藻 葬泽 员援 怨 贼蚤皂藻泽 葬灶凿 葬则藻葬 燥枣 猿援 员 贼蚤皂藻泽 葬泽 贼澡燥泽藻 蚤灶 造葬贼藻 责怎责葬藻 责藻则蚤燥凿援 云燥则 贼澡藻 澡蚤灶凿 憎蚤灶早袁 贼澡藻 责藻则蚤皂藻鄄
贼藻则 蚤灶糟则藻葬泽藻 葬泽 圆援 员 贼蚤皂藻泽 葬灶凿 葬则藻葬 燥枣 猿援 愿 贼蚤皂藻泽 葬泽 贼澡燥泽藻 蚤灶 造葬贼藻 责怎责葬藻 责藻则蚤燥凿援 晕葬皂藻造赠 蕴藻责蚤凿燥责贼藻则葬 憎蚤灶早泽 葬糟择怎蚤则藻 造葬则鄄
早藻则 泽怎则枣葬糟藻 葬则藻葬 贼澡则燥怎早澡 贼澡藻 责则燥糟藻泽泽蚤燥灶 燥枣 藻糟造燥泽蚤燥灶援 粤灶凿 贼澡藻则藻 蚤泽 灶燥 泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶贼 糟澡葬灶早藻 蚤灶 贼澡藻 造燥糟葬贼蚤燥灶 燥枣 增藻蚤灶泽 憎澡蚤造藻
贼澡藻 造藻灶早贼澡 蚤泽 圆援 员 贼蚤皂藻泽 葬泽 贼澡葬贼 燥枣 贼澡藻 造葬贼藻 责怎责葬藻 责藻则蚤燥凿援 月赠 贼则葬糟噪蚤灶早 贼澡藻 凿赠灶葬皂蚤糟 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 燥枣 蕴藻责蚤凿燥责贼藻则葬 葬灶凿
澡燥造燥早则葬责澡蚤糟 则藻糟燥则凿蚤灶早 贼澡藻 憎澡燥造藻 责则燥糟藻泽泽 燥枣 藻糟造燥泽蚤燥灶 燥枣 月援 皂燥则蚤袁 葬 蚤灶泽藻糟贼 原 蚤灶泽责蚤则藻凿 凿藻责造燥赠葬遭造藻 泽贼则怎糟贼怎则藻 蚤泽 责怎贼 枣燥则鄄
憎葬则凿 贼燥 葬枣枣燥则凿 凿藻泽蚤早灶 蚤凿藻葬泽 葬灶凿 遭葬泽蚤糟 凿葬贼葬 枣燥则 贼澡藻 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 燥枣 灶藻憎 泽责葬糟藻 凿藻责造燥赠皂藻灶贼 泽贼则怎糟贼怎则藻援
运藻赠 憎燥则凿泽院 月燥皂遭赠曾 皂燥则蚤 蕴曰 蕴藻责蚤凿燥责贼藻则葬 憎蚤灶早泽 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼曰 凿藻责造燥赠葬遭造藻 泽贼则怎糟贼怎则藻曰 蚤灶泽藻糟贼 遭蚤燥灶蚤糟泽
林摇 业摇 科摇 学摇 研摇 究 第 圆苑 卷
家蚕渊月燥皂遭赠曾 皂燥则蚤 蕴援 冤属于鳞翅目渊蕴藻责蚤凿燥责贼藻则鄄
葬冤蚕蛾科渊月燥皂遭赠糟蚤凿葬藻冤蚕蛾属渊月燥皂遭赠曾冤袁是一种以
桑叶为食料的泌丝昆虫袁源自野蚕渊月燥皂遭赠曾 皂葬灶凿葬则蚤鄄
灶葬 酝燥燥则糟援 冤驯化而来咱员暂 遥 家蚕属完全变态昆虫袁在
一个世代中袁经过卵尧幼虫尧蛹尧成虫四个形态完全不
同的发育阶段遥 家蚕作为重要的产业化生产的经济
昆虫袁众多数量遗传性状被系统深入地研究袁家蚕的
生理尧病理尧生化基础等也已被广泛地研究咱圆 原 源暂 遥 家
蚕全基因组测序工作已于 圆园园源 年完成咱缘暂 袁随后家蚕
基因组框架图尧基因组精细图谱尧基因组重测序及遗
传变异图等相继完成咱远 原 苑暂 袁为家蚕模式生物的研究
提供了关键的理论基础和技术平台遥
随着航天器技术的不断发展和广泛应用袁航天
器的结构和功能不断变化和日趋复杂袁可展结构是
实现航天器结构主结构尧次结构或某一部件由初始
收拢构形袁变化到最终展开构形袁并保持该构形的结
构和机构袁广泛应用于航天领域的各种空间飞行器
和星球探测器中袁如飞船太阳电池阵尧空间站大型支
撑构架等咱愿 原 员园暂 遥 空间可展结构受到空间运输系统
的空间和体质量限制袁通常要具有较大的展开 辕收缩
体积或面积比和极高的系统可靠性袁其研究与实现
面临一系列的理论尧方法和技术挑战遥
昆虫为适应复杂多变的环境袁在长期进化过程
中衍生出多种特异的结构和功能袁为仿生学提供丰
富的研究素材遥 研究人员仿效蜻蜓翅上的翅痣结构
设计出飞机两翼的平衡锤袁解决了因高速飞行而引
起震动问题遥 根据苍蝇飞行时平衡棒的原理研制成
振动陀螺仪袁大大改进飞机的飞行性能袁使飞机在倾
斜尧翻滚尧转弯时自动恢复平衡遥 受昆虫翅启发和利
用其仿生原理来设计高效尧可靠的可展结构袁是当前
空间结构的研究热点咱员员 原 员猿暂 遥 在昆虫的羽化过程中袁
鳞翅目的变态发育具有完整性和典型性袁鳞翅目昆
虫个体发育伴随着变态过程进行袁经历卵尧幼虫尧蛹尧
成虫四个形态和机能完全不同的虫态袁羽化过程呈
现了鳞翅从小变大尧由柔变刚的发育展开过程袁蛹与
羽化后的成虫在体表面积上有较大差异咱员源 原 员缘暂 遥 鳞
翅目昆虫这一特性袁为空间可展结构设计提供新的
思路遥
目前袁对于鳞翅目鳞翅研究主要集中在系统分
类与演化上袁结合计算机扫描技术和软件仿真技术袁
将脉序尧翅的连锁方式尧鳞片的形态尧色彩与斑纹用
于鳞翅目昆虫分类尧系统进化的研究中咱员远 原 员怨暂 遥 作为
鳞翅目模式昆虫袁家蚕鳞翅研究主要集中在影响家
蚕翅发育的相关基因上咱圆园 原 圆缘暂 遥 总之袁家蚕羽化过程
是一系列复杂的生理生化反应过程袁其鳞翅发育展
开机理尚需进一步研究和探索遥 航天器可展结构在
运载工具中的飞行状态及到达预定轨道后的展开状
态可与家蚕在蛹尧羽化为成虫的发育状态逐一对应遥
本文以家蚕为研究对象袁对蚕蛹进行定期解剖和显
微测量袁动态跟踪其鳞翅发育过程袁其目的是为弄
清院渊员冤鳞翅蛹内发育规律与形态特征曰渊圆冤鳞翅羽
化展开过程及其仿生学意义遥 以期为研究新型空间
可展结构提供仿生学基础和科学依据袁并最终应用
于空间仿生发育结构的设计实践中遥
员摇 材料与方法
员援 员摇 材料来源
家蚕茧蛹来源于中国林业科学研究院资源昆虫
研究所元江热区试验站人工繁育园袁待 缘 龄老熟幼
虫结茧化蛹后第 圆 猿 凿 送至人工气候箱进行后续
实验遥
员援 圆摇 实验方法
员援 圆援 员摇 定期解剖摇 选择无病害尧发育正常的健康茧
蛹共 缘园园 枚按不同批次袁分别放置在 圆 台 月蚤灶凿藻则 运月鄄
宰云苑圆园 型人工气候箱中袁设置温度为 圆园益袁湿度为
圆园豫 袁光周期时数为 员圆院员圆遥 对茧蛹进行定期解剖
渊每 猿 天 员 次冤袁先用剪刀去掉茧壳袁然后沿蚕蛹中缝
剪开袁用 缘 号昆虫针依次固定好剪开的组织袁在 韵鄄
造赠皂责怎泽 杂圆载员远 型显微镜下连续观察鳞翅发育过程袁
跟踪蛹翅的生长发育各阶段形态特征遥
员援 圆援 圆摇 显微测量 摇 在 韵造赠皂责怎泽 杂圆载员远 型体视显微
镜下对鳞翅外形特征进行观察与比较袁重点记录翅
脉的分布和长度变化袁同时使用 阅孕圆鄄月杂宰软件对各
个局部特征进行测量遥 选择鳞翅周长与面积尧翅脉
长度等需要测量的特征袁根据待测特征大小和 阅孕圆鄄
月杂宰软件里可测量的倍数参数袁选择适合的放大倍
数袁用软件里的测量工具进行测量曰每个形态特征分
别随机选取 猿园 个体来进行测量袁记录所测量的数据
并在 耘曾糟藻造软件下对测量结果进行数据分析遥
员援 圆援 猿摇 全息记录摇 使用 杂燥灶赠 阅悦砸鄄杂载远员 型摄像机
对家蚕羽化全过程进行摄像袁全息记录家蚕成虫出
蛹尧鳞翅伸展尧翅脉硬化等一系列变化袁采用 灾韵月 格
式保存鳞翅羽化过程的视频数据遥
圆摇 结果与分析
愿苑
第 员 期 陈摇 航等院家蚕鳞翅的发育过程及其仿生学价值
圆援 员摇 家蚕鳞翅蛹内发育特征
蚕蛹外形呈纺锤状袁分头尧胸尧腹 猿 个体段袁对家
蚕蛹进行定期解剖渊每 猿 天 员 次冤袁在显微镜下连续
观察翅发育过程并拍照袁动态跟踪家蚕翅在蛹内的
生长发育袁结果显示家蚕蛹期约为 员圆 员缘 凿袁大致
分为 源 个时期院第 员 缘 凿为前期袁蛹体色为淡黄色袁
蛹体嫩软袁此时翅呈透明状袁清晰可见翅脉袁翅强度
很低袁半流动状态曰第 源 怨 凿 为中期袁蛹体颜色加
深袁为黄色袁蛹皮逐渐变硬袁翅呈半透明状袁厚度和强
度有所增加袁翅脉清晰可见曰第 苑 员圆 凿 为中后期袁
体色进一步加深袁呈黄褐色或褐色袁翅厚度和强度显
著增加袁色素开始沉淀袁呈淡黄色袁鳞片开始形成曰第
怨 员缘 凿 为后期袁蛹体又开始变软袁蛹皮起皱并呈土
褐色袁鳞翅革质化袁色彩形成袁纤毛生成袁整个鳞翅发
育成熟等待破蛹而出渊图 员冤遥
粤员 粤源袁左前翅蛹内生长发育情况曰月员 月源袁左后翅蛹内生长发
育情况曰 悦员 悦源袁右前翅蛹内生长发育情况曰阅员 阅源袁右后翅蛹
内生长发育情况遥
图 员摇 家蚕鳞翅各时期蛹内生长发育特征
圆援 圆摇 翅的数值特征分析
分别对家蚕蛹内后期 猿园 个不同个体翅进行测
量袁结果显示前翅大致呈三角形渊图 圆冤袁周长平均值
为 圆圆援 圆源猿 皂皂曰面积平均值为 圆愿援 猿园缘 皂皂圆袁主翅脉共
怨 条渊图 猿冤袁长度在 猿 愿 皂皂 之间袁均值为 缘援 缘圆怨
皂皂渊图 源冤遥 后翅为扇形袁周长均值为 员远援 缘苑员 皂皂袁面
积均值为 员怨援 怨猿远 皂皂圆袁主翅脉共 怨 条袁长度在 圆 远
皂皂之间袁均值为 源援 园源员 皂皂渊图 源冤遥
分别对家蚕羽化完成后 猿园 个不同个体鳞翅进
行测量袁得出前翅周长均值为 源圆援 远猿猿 皂皂袁面积均值
粤蛹翅展开曰月羽化后鳞翅平展曰葬员 蛹翅左前翅曰葬圆 鳞翅左前翅曰遭员
蛹翅右前翅曰遭圆 鳞翅右前翅曰糟员 蛹翅左后翅曰糟圆 鳞翅左后翅曰凿员 蛹
翅右后翅曰凿圆 鳞翅右后翅遥
图 圆摇 家蚕蛹翅与羽化后鳞翅对比
为 愿缘援 圆远猿 皂皂圆遥 主翅脉共 怨 条渊图 猿冤袁长度在 苑
员苑 皂皂之间袁平均值为 员园援 源愿源 皂皂渊图 源冤遥 后翅周长
均值为 猿源援 愿员源 皂皂袁面积均值为 苑缘援 圆圆苑 皂皂圆袁怨 条主
翅脉长度在 缘 员圆 皂皂之间袁平均值为 愿援 源缘员皂皂渊图
源冤遥 处于蛹内发育期的蛹翅与羽化完全展开后的鳞
翅在周长与面积上均存在较大的变化袁以前翅为例袁
羽化后鳞翅周长为蛹翅 员援 怨 倍袁面积为 猿援 员 倍袁翅脉
分布位置没有发生明显变化袁但长度为蛹内时期 员援
怨 倍曰后翅中袁羽化后鳞翅周长为蛹翅 圆援 员 倍袁面积
为 猿援 愿 倍袁翅脉长度为蛹内时期 圆援 员 倍渊图 源冤遥
数字 员 怨 由上至下袁分别表示 怨 条翅脉
图 猿摇 家蚕右前翅形态特征
圆援 猿摇 羽化行为学特征
家蚕羽化过程大约需要 员员园 皂蚤灶袁经过破蛹尧出
蛹尧鳞翅伸展与硬化等过程遥 羽化前蛹颜色变深袁蛹
壳变薄而脆袁成虫在蛹壳内形成并与蛹壳分离遥 整
个羽化过程可分为 源 个阶段院首先袁蚕蛹开始萌动袁
怨苑
林摇 业摇 科摇 学摇 研摇 究 第 圆苑 卷
图 源摇 家蚕翅在蛹内发育期渊蛹翅冤与羽化后渊鳞翅冤
各特征值比较
伴随腹部不时左右摆动袁成虫通过 员 对前足不停弹
动使蛹壳破裂袁羽状触角和头部首先伸出蛹壳外渊图
缘粤冤曰其次袁前尧中尧后足不停弹动袁依靠胸尧腹部蠕
动袁将胸部和翅露出蛹外渊图 缘月冤曰再次袁猿 对足带着
蛹壳爬动袁整个身体同时摆动以及身体扭动完全脱
离蛹壳袁破蛹而出遥 此时成虫虫体湿润袁双翅呈皱缩
状态袁柔软而卷曲渊图 缘悦冤曰最后袁成虫不断爬行袁到
达一定位置后静止不动袁随后翅脉变硬袁双翅表面积
不断增大袁并慢慢伸展干固袁直至成虫进行交配产卵
渊图 缘阅冤遥
粤援第一阶段曰月援第二阶段曰 悦援第三阶段曰阅援第四阶段遥
图 缘摇 家蚕成虫羽化过程
猿摇 讨论
仿生学是 员怨远园 年由美国斯蒂尔博士提出袁已发
展成为一门生物科学与技术科学之间的交叉学科遥
仿生学主要通过研究生物系统的特殊结构与功能袁
为工程技术提供新的设计思想及工作原理袁实现新
技术设计并制造出有特殊用途的新型机械或仪器遥
昆虫是仿生学研究的一个重要领域袁自然界中袁昆虫
经过亿万年进化袁为不断适应复杂多变的环境袁衍生
出许多独特结构与功能咱圆远暂 遥 昆虫翅是在长期演变
过程中袁由胸部背板两侧向外扩展成侧背叶而逐渐
演化而形成咱圆苑暂 遥 在漫长的进化中袁由于自然选择的
结果袁不同昆虫获得各自特异适应性的特征袁昆虫翅
的形态和功能也因为生活环境不同而日趋多样化袁
出现了许多不同种类遥
为提高传统空间可展结构的稳定性袁研制新型
空间可展结构袁研究人员对昆虫翅进行了广泛研究遥
匀葬泽泽研究了甲虫后翅的展合问题咱员员暂 袁郧燥则遭 和 郧燥燥凿鄄
憎赠灶进一步测定了甲虫鞘翅与身体间的联接力咱员圆暂 遥
郧燥则遭先后从生物形态学和摩擦学的角度袁研究了各
种昆虫身体各部位联接展开机构袁如蜻蜓头与身体
的联接袁翅与身体的联接尧飞行前翅与后翅的联接袁
鞘翅和身体之间的联接袁为联接结构的仿生设计提
供了依据咱圆愿 原 圆怨暂 遥 戴振东等人首次系统研究甲虫鞘
翅的张合机构袁鞘翅间的联接方式袁联接部位的表面
结构对联接的影响咱猿园暂 遥 然而袁家蚕鳞翅发育展开不
是一个联结折叠的简单过程袁而是一系列复杂生理
生化过程遥 家蚕的翅由翅原基发育而来袁幼虫期翅
原基内侧紧密附着造血器官遥 在化蛹过程中袁包被
造血器官的被膜崩坏袁翅原基外翻形成蛹翅袁蛹翅表
皮下包含着翅芽袁在成虫期发育为鳞翅咱猿员暂 遥 家蚕羽
化时成虫依靠 猿 对足不停弹动配合身体扭动破蛹而
出袁此时的鳞翅是依然皱缩而柔嫩袁经过静置在空气
与光照中袁随着翅膜逐渐干固袁鳞翅伸展开来并鞣质
变硬袁增加了鳞翅强度袁形成稳定翅结构遥
鳞翅周长与面积在蛹内发育期与羽化后存在较
大的变化袁其中周长增加约 圆援 员 倍袁面积增大约 猿援 愿
倍袁翅脉增长 圆援 员 倍渊图 源冤遥 翅脉在整个鳞翅羽化
过程中作用关键袁起到运输系统与支撑作用遥 在本
文研究中袁发现家蚕鳞翅共有 怨 条主脉袁其长度尧孔
径各不相同袁各条翅脉的连接方式与测量值可为后
期设计提供参考数据渊图 猿冤遥 这启示作者设计空间
可展结构时袁可制成含有管腔体成型结构袁其材质为
柔软且具有弹性的光敏材料袁在运输阶段如同翅蜷
缩在与蛹类似的闭合空间中袁等到达预定轨道或高
度时打开闭合体袁弹出仿生翅结构并逐步展开袁在光
照作用下形成坚固稳定的可展结构遥 初步考虑将仿
生翅加工成弹性薄壁管式空腔结构袁形成管道网络袁
通过不断充注高压填充物的方式实现鳞翅结构的平
展与加固遥
本文分析了家蚕鳞翅蛹内发育各时期形态特征
及羽化展开过程袁为研制新型空间可展结构提供了
设计思路与仿生学基础数据遥 前翅的三角形结构与
后翅扇形结构可为后期航天器空间结构提供参考袁
翅脉在鳞翅上的分布规律以及交叉互通网络可为空
间可展结构稳定性提供设计灵感遥 总之袁对昆虫鳞
园愿
第 员 期 陈摇 航等院家蚕鳞翅的发育过程及其仿生学价值
翅结构研究不仅是对昆虫鳞翅形态和功能的模拟袁
更是在深入研究生物发育规律及生化过程基础上的
机理仿生遥 昆虫仿生学涉及生物学尧生物化学尧力
学尧工程学尧计算机科学尧材料科学等多个学科领域袁
已成为现代科学研究中的一个热点袁具有重要研究
意义和广阔应用前景遥
参考文献院
咱员暂 向仲怀援蚕丝生物学咱酝暂援北京院中国林业出版社袁圆园园缘院愿 原 圆怨曰
愿圆 原 员园远曰圆缘源 原 圆愿缘
咱圆暂 陆星垣袁高一陵袁吕鸿声袁等援 中国农业百科全书院蚕业卷咱酝暂援
北京院中国农业出版社援 员怨愿苑院缘 原 员园
咱猿暂 徐俊良袁时连根援中国家蚕渊月燥皂遭赠曾 皂燥则蚤 蕴援 冤 生理学研究的回顾
与展望咱酝暂 辕 辕时连根援蚕学研究要徐俊良教授文选袁北京院中国
农业科技出版社袁圆园园源院员园员 原 员员园
咱源暂 向仲怀援家蚕遗传育种学咱酝暂援北京院中国农业出版社袁员怨怨源院远 原
圆猿曰员园缘 原 员缘员
咱缘暂 载蚤葬 匝 再援 粤 凿则葬枣贼 泽藻择怎藻灶糟藻 枣燥则 贼澡藻 早藻灶燥皂藻 燥枣 贼澡藻 凿燥皂藻泽贼蚤糟葬贼藻凿 泽蚤造噪鄄
憎燥则皂 渊 月燥皂遭赠曾 皂燥则蚤冤 咱 允暂援 杂糟蚤藻灶糟藻袁 圆园园源袁 猿园远 渊缘苑园猿 冤院 员怨猿苑
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咱远暂 夏庆友袁向仲怀援家蚕基因组计划 圆园园园 原 圆园园苑咱酝暂援重庆院西南师
范大学出版袁圆园园愿院员 原 圆园园
咱苑暂 秦摇 俭袁袁联伟援 我国家蚕基因组的最新研究咱 允暂援 蚕业科学袁
圆园员园袁猿远渊员冤院员员缘 原 员员怨
咱愿暂 月蚤灶噪造藻赠 允 云袁 悦澡藻灶早 孕 郧袁 杂皂蚤贼澡 孕 蕴援 云则燥皂 凿葬贼葬 糟燥造造藻糟贼蚤燥灶 贼燥 造藻泽泽燥灶泽
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原 缘苑园
咱员园暂 马兴瑞袁于登云袁孙摇 京袁等援 空间飞行器展开与驱动机构研究
进展咱允暂 援宇航学报袁圆园园远袁圆苑渊远冤院员员圆猿 原 员员猿员
咱员员暂 匀葬泽泽 云袁 宰燥燥贼贼燥灶 砸 允援 栽憎燥 遭葬泽蚤糟 皂藻糟澡葬灶蚤泽皂泽 蚤灶 蚤灶泽藻糟贼 憎蚤灶早 枣燥造凿蚤灶早
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