蛇的生物结构：构造与特征

自然界中蛇的种类多达3 000余种，且分布地域极为广阔，这在一定程度上说明了蛇的身体结构具有很大的优越性，独特的身体结构决定了蛇具有超高的运动能力及超强的环境适应能力[37]。从实际来看，蛇的这些能力对人类研制能够在未知环境中进行深入探索的仿蛇机器人极具启发性与借鉴性，因为未知环境的探索十分需要仿蛇机器人的参与。为了让仿蛇机器人具有优良的结构体系和运动特性，人们需要了解蛇的具体结构，尤其是要充分了解蛇的骨骼、肌肉及各部分的功能。

蛇（见图2-10）属于脊椎动物，其骨骼系统（见图2-11）主要包括头骨、脊椎骨和肋骨。腹鳞、肋骨、可以相对转动的脊椎骨连同皮肤和肌肉一起组成了蛇的主要运动器官，蛇类丰富多彩的运动方式均是在这些器官的协调作用下完成的。

图2-10　蛇的外形图(www.xing528.com)

图2-11　蛇的骨架图

蛇的脊柱是由脊椎骨周而复始地连接而成，蛇的种类不同，其脊椎骨的数目也不相同，总体在100～400根，相邻两椎骨在水平、竖直方向可相对转动，但转动角度较小，水平方向可转10°～20°，竖直方向只可转2°～3°，但是经过多根椎骨的转动叠加便可形成较大的转动角度。脊椎骨从前往后一般分为颈椎、躯椎、尾椎，在数百根椎骨中躯椎占据大部分，这些躯椎形状、结构大致相同，一端球形凸起，另一端球形凹陷，相邻躯椎的凸起和凹陷形成球套关节。蛇的躯椎与肋骨通过横突相连，并且肋骨能实现前后摆动。肋骨的形状细长、弯曲，对称分布在躯椎的两侧，同一条蛇的肋骨长短和大小并不完全相同，靠近蛇头部分的肋骨最为短小，往后则逐渐增大，至中部达到最粗长，后部又会逐渐变得短小起来。肋骨由肋骨尖、肋骨和肋骨头三部分组成。肋骨位于各种强有力的肌肉之间并且连接着腹部鳞片，在蛇的运动中起着至关重要的作用。