在充分调研现有切割设备实际应用的基础上,针对传统的石材切割设备存在的设备庞大、切割精度低、对石材原材料强度要求高、出材率低、自动化程度低和石材锯切机械的工作环境条件恶劣等不足,为了给操作人员和加工场地周围构造安全、健康、高效和舒适的环境,提出了仿生自平衡自适应切削理论,将切割反力利用起来,变“被动”为“主动”,设计一种仿生自平衡自适应石材锯切装置,切割力在切割单元内部实现自平衡。本文主要开展的研究内容和取得成果如下:1、详细阐述了自然界存在的两大规律,提炼出了生物具有的自平衡原理和自适应原理,结合工程实际提出了仿生自平衡自适应理论,介绍了仿生自平衡自适应理论在各领域的应用及工作原理。2、根据单晶金刚石锯片切割石材的切割机理,结合生物自平衡自适应原理,确定了自平衡锯切工具应该具备的功能以及实现方法。通过物理力学分析,结合自平衡锯切的特点,采用经典力学公式推导出了自平衡给进和自平衡切割的平衡公式,为自平衡锯切工具的整体结构设计提供了理论依据。3、研究设计仿生自平衡建筑石材锯切装置。详细说明了该装置的工作原理,包括固定和调平、自平衡锯切和自适应行走、自动调节切割尺寸、收起和换位等工作过程和原理。4、分析和校核了各系统中关键部件的受力和安全性。完成了仿生自平衡石材锯切装置的总体结构设计,对各分系统进行了详细的设计,并对各装置中关键受力部件进行了受力分析校核,以保证装置的整体安全性。自平衡、自适应原理在自然界中普遍存在,自平衡和自适应理论因其平稳、节能和高效的特征在工程中有较为广泛的应用,相信该理论在建筑材料加工领域的应用前景同样十分广阔。