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Mecanismo de pierna

Strandbeest de Theo Jansen, un grupo de mecanismos planos para caminar.

Un mecanismo de piernas (mecanismo para caminar) es un sistema mecánico diseñado para proporcionar una fuerza de propulsión mediante contacto de fricción intermitente con el suelo. Esto contrasta con las ruedas o las orugas continuas que están destinadas a mantener un contacto de fricción continuo con el suelo. Las patas mecánicas son enlaces que pueden tener uno o más actuadores y pueden realizar movimientos planos simples o complejos. En comparación con una rueda, un mecanismo de patas se adapta potencialmente mejor a terrenos irregulares, ya que puede superar obstáculos. [1]

En la Exposición Universal (1878) se mostró un diseño inicial de un mecanismo de patas llamado Máquina Plantígrada de Pafnuty Chebyshev . Los grabados originales de este mecanismo de patas están disponibles. [2] El diseño del mecanismo de patas del vehículo de suspensión adaptativa (ASV) del estado de Ohio se presenta en el libro de 1988 Machines that Walk . [3] En 1996, el Banco Mundial. Shieh presentó una metodología de diseño para mecanismos de piernas. [4]

La obra de arte de Theo Jansen , [5] ver el enlace de Jansen , ha sido particularmente inspiradora para el diseño de mecanismos de patas, así como la patente de Klann , que es la base para el mecanismo de patas del Mondo Spider .

Objetivos de diseño

Otro objetivo del diseño puede ser que el operador pueda controlar la altura y longitud de la zancada, etc. [6] Esto se puede lograr con relativa facilidad con un mecanismo de patas hidráulico, pero no es practicable con un mecanismo de patas basado en manivela. [6]

La optimización debe realizarse para todo el vehículo; lo ideal es que la variación de fuerza/par durante una rotación se cancele entre sí. [1]

Historia

Richard Lovell Edgeworth intentó en 1770 construir una máquina a la que llamó "Caballo de madera", pero no tuvo éxito. [7] [8]

Patentes

Las patentes para diseños de mecanismos de patas van desde manivelas giratorias hasta varillajes de cuatro y seis barras. [9] Véanse, por ejemplo, las siguientes patentes:

Galería

Estacionario

Caminando

Mecanismo complejo

Arriba se muestran solo mecanismos planos, pero también hay mecanismos más complejos:

Ver también

Referencias

  1. ^ abcdef Ghassaei, Amanda (20 de abril de 2011). El diseño y optimización de un mecanismo de patas basado en manivela (PDF) (Tesis). Colegio Pomona. Archivado (PDF) desde el original el 29 de octubre de 2013 . Consultado el 27 de julio de 2016 .
  2. ^ PL Chebyshev. Grabado a máquina plantígrado. almacenado en el Musée des arts et métiers du Conservatoire national des arts et métiers París, Francia CNAM 10475-0000.
  3. ^ SM Song y KJ Waldron (noviembre de 1988). Máquinas que caminan: el vehículo con suspensión adaptativa. La prensa del MIT. ISBN  9780262192743.
  4. ^ WB Shieh (1996). Diseño y optimización de mecanismos de patas planas con trayectorias simétricas de los puntos de los pies (Tesis). Tesis doctoral, Universidad de Maryland.
  5. ^ Theo Jansen. Bestia extraña.
  6. ^ abcde Shigley, Joseph E. (septiembre de 1960). La mecánica de los vehículos andantes: un estudio de viabilidad (PDF) (Reporte). Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Michigan. Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 27 de julio de 2016 .URL alternativa
  7. ^ Giesbrecht, Daniel (8 de abril de 2010). Diseño y optimización de un mecanismo de patas de ocho barras y un grado de libertad para una máquina para caminar (Tesis). Universidad de Manitoba. hdl : 1993/3922.
  8. ^ Uglow, Jenny (2002). Los hombres lunares: cinco amigos cuya curiosidad cambió el mundo . Nueva York, Nueva York: Farrar, Straus y Giroux. ISBN 0-374-19440-8. Consultado el 27 de julio de 2016 .
  9. ^ J. Michael McCarthy (marzo de 2019). Síntesis cinemática de mecanismos: un enfoque basado en proyectos. Prensa MDA.
  10. ^ Simionescu, PA; Tempea, I. (20 a 24 de junio de 1999). Simulación cinemática y cinetostática de un mecanismo de pierna (PDF) . X Congreso Mundial de Teoría de Máquinas y Mecanismos. Oulu, Finlandia. págs. 572–577 . Consultado el 27 de julio de 2016 .
  11. ^ Funabashi, H.; Takeda, Y.; Kawabuchi, I.; Higuchi, M. (20 a 24 de junio de 1999). "Desarrollo de una silla para caminar con un mecanismo de autoajuste de actitud para caminar de manera estable en terrenos irregulares" . X Congreso Mundial de Teoría de Máquinas y Mecanismos. Oulu, Finlandia. págs. 1164-1169.
  12. ^ Simionescu, PA (21 a 24 de agosto de 2016). MeKin2D: Suite para cinemática de mecanismos planos (PDF) . ASME 2016 Conferencias Técnicas de Ingeniería de Diseño y Conferencia de Computación e Información en Ingeniería. Charlotte, Carolina del Norte, Estados Unidos. págs. 1–10 . Consultado el 7 de enero de 2017 .
  13. ^ Simionescu, PA (2014). Herramientas de simulación y gráficos asistidas por computadora para usuarios de AutoCAD (1ª ed.). Boca Ratón, Florida: CRC Press. ISBN 978-1-4822-5290-3.
  14. ^ "Máquina plantígrada - Mecanismos de PL Tchebyshev".
  15. ^ Vagle, Wade. "Planes de vinculación de TrotBot". Caminantes de bricolaje .
  16. ^ ab "Estudio de Shigley aplicado". Caminantes de bricolaje .
  17. ^ ab Vagle, Wade. "Planes de varillaje Strider". Caminantes de bricolaje .
  18. ^ "Trobot".

enlaces externos

Wikilibros tiene un libro sobre el tema: Comparación del mecanismo de pata basado en manivela