Механізм Кланна

Механі́зм Кла́нна (англ. Klann linkage) — плаский механізм, що імітує ходу тварин і здатний слугувати заміною колеса.

Підводний крокувальний робот, що використовує механізм Кланна[1]

Конструкція і принцип роботи

Механізм складається з обертової ланки, кривошипа, двох шатунів і двох зчіпок. Всі ланки сполучені циліндричними шарнірами.

Пропорції кожної з ланок механізму визначаються з необхідності наближення до лінійного характеру руху «ніжки». За перші півоберта кривошипа «ніжка» переміщається наближено лінійно, а за решту півоберта вона піднімається на задану висоту перш ніж повернутися в початкове положення, і цикл почнеться знову. Два такі механізми, з'єднані разом через кривошипи, і зміщені один стосовно одного за фазою на пів-циклу, дозволяють корпусу машини переміщатися паралельно до земної поверхні.

Механізм Кланна має багато переваг крокувального механізму, і позбавлений, у той же час, деяких властивих їм обмежень. Він може переступати через бордюри, підійматися сходами, які недоступні для колісних рушіїв, і в той же час цей механізм не потребує управління його двигунами з боку мікропроцесорів, причому кількість цих двигунів може бути зменшено порівняно з іншими видами техніки, призначеної для виконання аналогічних функцій.

За своєю класифікацією цей механізм займає позицію між крокувальними пристроями і колісними машинами з керованими осями.

Ілюстрації
Цей рисунок демонструє механізм Кланна у різних положеннях: повністю витягнута «ніжка», середина кроку, повністю увібрана «ніжка» та піднята «ніжка». Кривошип (на першому малюнку зліва є ланкою крайньою справа) перебуває у чотирьох положеннях 0, 90, 180 і 270 градусів
Анімоване зображення руху «ніг». Найближчі до глядача «ноги» окреслені блакитним кольором
Процедура геометричного визначення положень кожної з ніг, потребує аналізу 6 змінних, як це описано[2] в патентах США, наведених нижче

Історія

Перший у світі крокувальний механізм виготовив Пафнутій Чебишов на основі свого механізму, що перетворює обертовий рух у прямолінійний. Цей крокувальний механізм Чебишова мав великий успіх на Всесвітній виставці в Парижі у 1878 році[3].

Механізм Кланна було розроблено Джо Кланном (англ. Joe Klann) у 1994 році як додаток до теорії Бурместера, що використовується при розрахунках двошатунних чотириланкових механізмів. Він класифікується як кінематичний ланцюг Стефенсона III типу.

  • U.S. Provisional Application Ser. No. 60/074,425, was filed on Feb. 11, 1998
  • US Patent 6,260,862[4], issued July 17, 2001
  • US Patent 6,364,040[5], issued April 2, 2002
  • US Patent 6,478,314[6], issued November 12, 2002


Див. також

Примітки
  1. Rooney, T., Pearson, M., Welsby, J., Horsfield, I., Sewell, R. and Dogramadzi, S. (6th-8th September 2011). Artificial active whiskers for guiding underwater autonomous walking robots. CLAWAR 2011. Paris, France. Архів оригіналу за 9 березня 2014. Процитовано 13 липня 2019.
  2. Enable Text Архівовано 14 квітня 2004 у Wayback Machine., linkage design notes.
  3. Николай Андреев. «Математические этюды». 12:26 08.04.11 ACADEMIA. Видеолекция. (У кінці лекції розповідається про механізм Чебишова)
  4. U.S. Patent 6 260 862
  5. U.S. Patent 6 364 040
  6. U.S. Patent 6 478 314

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.