Планарный механизм, имитирующий походку животных с конечностями.
Подводный шагающий робот, использующий шарнирные соединения ног Кланна из анодированного алюминия, вырезанного лазером. [1]
Рычажный механизм Кланна представляет собой плоский механизм, разработанный для имитации походки животного с ногами и функционирующий как замена колеса, механизм ног . Рычажный механизм состоит из рамы, кривошипа , двух заземленных качающихся рычагов и двух муфт, соединенных шарнирными соединениями . Он был разработан Джо Кланном в 1994 году как расширение кривых Бурместера , которые используются для разработки четырехзвенных двухкачалочных рычагов, таких как стрелы портовых кранов . [2] Он классифицируется как модифицированная кинематическая цепь Стефенсона типа III . [3] [4] [5] [6]
Пропорции каждого из звеньев механизма определены для оптимизации линейности стопы для половины оборота кривошипа . Оставшийся оборот кривошипа позволяет поднять стопу на заданную высоту перед возвращением в исходное положение и повторением цикла. Два из этих звеньев, соединенных вместе на кривошипе и смещенных на половину цикла по фазе друг относительно друга, позволят раме транспортного средства двигаться параллельно земле.
Предполагается, что соединение Кланна обеспечит многие преимущества более продвинутых шагающих транспортных средств без некоторых их ограничений. Оно может перешагивать через бордюры, подниматься по лестницам или перемещаться в области, которые в настоящее время недоступны для колес, но не требует управления микропроцессором или множества исполнительных механизмов. Оно вписывается в технологическое пространство между этими шагающими устройствами и колесами с приводом от оси.
Механизм
Механизм Кланна работает на основе кинематики , где все звенья дают относительное движение друг с другом. Он преобразует вращательное движение в линейное и выглядит как шагающее животное. [7]
На этих рисунках показан одиночный рычаг в полностью выдвинутом, среднем шаге, втянутом и поднятом положениях цикла ходьбы. На этих четырех рисунках показан кривошип (самый правый рычаг на первом рисунке слева с выдвинутым штифтом) в положениях 0, 90, 180 и 270 градусов.
Эта анимация демонстрирует работу механизма Кланна.
Это повторяющаяся анимация ног в движении, при этом ближние ноги каждого набора обведены синим цветом. Разумное понимание функционирования связи можно получить, сосредоточившись на определенной точке и проследив ее через несколько циклов. Каждая из точек поворота отображается зеленым цветом. Три положения, заземленные на раме для каждой ноги, являются неподвижными. Верхний и нижний коромысла движутся вперед и назад по фиксированной дуге, а кривошип описывает окружность.Пути движения каждой точки (синим цветом обозначена наземная связь)
