Механізм Кланна

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

Конструкція і принцип роботи ред.

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 ред.

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 ред.

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.

Механізм Кланна було розроблено Джо Кланном (англ. Joe Klann) у 1994 році як додаток до теорії Бурместера^[en], 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^[3], issued July 17, 2001
US Patent 6,364,040^[4], issued April 2, 2002
US Patent 6,478,314^[5], issued November 12, 2002

Див. також ред.

Примітки ред.

↑ 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
↑ Enable Text [Архівовано 14 квітня 2004 у Wayback Machine.], linkage design notes.
↑ U.S. Patent 6 260 862
↑ U.S. Patent 6 364 040
↑ U.S. Patent 6 478 314

Посилання ред.

Klann Linkage In Phun на YouTube — Анімація здатності механізму долати перешкоди
Legs, mk2 на YouTube Відео роботи механізму Кланна
Son of Mr Crabby - CamBam made Klann linkage walking crab robot на YouTube Відео руху механічного краба на основі механізму Кланна
Mechanicalspider — Механічний павук
How does Klann's Mechanical Spider Mechanism Work? [Архівовано 2 лютого 2009 у Wayback Machine.] — Анімація роботи ноги механічного павука Кланна
Steam Spider [Архівовано 7 серпня 2011 у Wayback Machine.] Механічний павук з приводом від парової машини.

[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] U.S. Patent 6 260 862

[4] U.S. Patent 6 364 040

[5] U.S. Patent 6 478 314

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]