Vínculo del Klann
Mecanismo planar diseñado para simular la marcha de animales con patas.
Robot caminante submarino, que utiliza articulaciones de patas Klann en aluminio anodizado y cortado con láser. [1]

El mecanismo articulado Klann es un mecanismo plano diseñado para simular la marcha de un animal con patas y funcionar como un mecanismo de reemplazo de rueda o pata . El mecanismo articulado consta de un marco, una manivela , dos balancines conectados a tierra y dos acopladores, todos conectados por articulaciones de pivote . Fue desarrollado por Joe Klann en 1994 como una expansión de las curvas de Burmester que se utilizan para desarrollar mecanismos articulados de doble balancín de cuatro barras, como las plumas de las grúas portuarias . [2] Se clasifica como una cadena cinemática Stephenson tipo III modificada . [3] [4] [5] [6]

Las proporciones de cada uno de los eslabones del mecanismo están definidas para optimizar la linealidad del pie durante la mitad de la rotación de la manivela . La rotación restante de la manivela permite elevar el pie hasta una altura predeterminada antes de volver a la posición inicial y repetir el ciclo. Dos de estos eslabones acoplados entre sí en la manivela y medio ciclo desfasados ​​entre sí permitirán que el bastidor de un vehículo se desplace paralelo al suelo.

Se supone que el mecanismo articulado Klann ofrece muchos de los beneficios de los vehículos para caminar más avanzados sin algunas de sus limitaciones. Puede saltar bordillos, subir escaleras o desplazarse por zonas a las que actualmente no se puede acceder con ruedas, pero no requiere control por microprocesador ni multitud de mecanismos de accionamiento. Se sitúa en el espacio tecnológico intermedio entre estos dispositivos para caminar y las ruedas impulsadas por ejes.

Mecanismo

El mecanismo de Klann funciona sobre la base de la cinemática , donde todos los eslabones se mueven entre sí en relación con el movimiento rotatorio. Convierte el movimiento rotatorio en movimiento lineal y se asemeja al movimiento de un animal. [7]

Estas figuras muestran un único mecanismo en las posiciones completamente extendida, a mitad de zancada, retraída y elevada del ciclo de marcha. Estas cuatro figuras muestran la manivela (el mecanismo más a la derecha en la primera figura de la izquierda con el pasador extendido) en las posiciones de 0, 90, 180 y 270 grados.

Esta animación muestra el funcionamiento de un mecanismo klann.

Esta es una animación repetitiva de las patas en movimiento con las patas cercanas de cada conjunto delineadas en azul. Se puede obtener una comprensión razonable del funcionamiento del mecanismo si se centra la atención en un punto específico y se lo sigue a través de varios ciclos. Cada uno de los puntos de pivote se muestra en verde. Las tres posiciones conectadas al marco para cada pata son estacionarias. Los balancines superior e inferior se mueven hacia adelante y hacia atrás a lo largo de un arco fijo y la manivela traza un círculo.
Trayectorias de movimiento de cada punto (en azul el enlace terrestre)

Comparación con el ligamiento de Jansen

Enlace Jansen

El mecanismo Klann utiliza seis eslabones por pata, mientras que el mecanismo de Jansen desarrollado por Theo Jansen utiliza ocho eslabones por pata, con un grado de libertad .

Ejemplo de pierna

Ejemplo de pierna ilustrada

En la patente estadounidense 6.260.862 hay un conjunto de coordenadas para un tramo de ejemplo: [4]

PuntoincógnitaYDescripción
Puntos fijos
91.3661.366primer eje de balancín
111.0090,574segundo eje del balancín
151.5990,750cigüeñal
Posición de zancada sobre el suelo completamente extendida
27X0,7410,750Articulación del codo
29x1.3310,750manivela
33x0.0000.000pie
35x0,2320,866Articulación/eje de la rodilla
37x0,8661.500Articulación de la cadera
posición de marcha con apoyo en el suelo
27 años1.2770,750Articulación del codo
29 años1.8670,750manivela
33 años1.0000.000pie
35 años0,7680,866Articulación/eje de la rodilla
37 años1.0001.732Articulación de la cadera

Véase también

Referencias

  1. ^ Rooney, T.; Pearson, M.; Welsby, J.; Horsfield, I.; Sewell, R.; Dogramadzi, S. (6–8 de septiembre de 2011), Bigotes artificiales activos para guiar robots autónomos submarinos (PDF) , CLAWAR 2011, París, Francia{{citation}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  2. ^ "Araña mecánica". Klann Research And Development, LLC . Archivado desde el original el 14 de abril de 2004. Consultado el 22 de noviembre de 2016 .
  3. ^ La solicitud provisional estadounidense con número de serie 60/074.425 se presentó el 11 de febrero de 1998
  4. ^ ab Patente de EE.UU. 6.260.862
  5. ^ Patente estadounidense 6.364.040
  6. ^ Patente estadounidense 6.478.314
  7. ^ Ganapati, Priya. "Una araña robótica combina Legos e impresión 3D". Wired . Consultado el 22 de noviembre de 2016 .
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Vínculos del Klann .
Wikilibros tiene un libro sobre el tema: Vinculación Klann
  • Klann Linkage In Phun en YouTube Animación de la capacidad de escalada del enlace
  • Piernas, mk2 en YouTube Vista lateral clara del enlace en movimiento
  • Hijo del señor Crabby: CamBam creó el robot cangrejo caminante Klann Linked en YouTube
  • Araña mecánica
  • Mecanismos101 Archivado el 2 de febrero de 2009 en Wayback Machine.
  • Araña Mondo
  • Bestia andante
  • Cangrejo fu
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