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Mecanismo de pierna

Strandbeest de Theo Jansen, un grupo de mecanismos de marcha plana.

Un mecanismo de patas (mecanismo de marcha) es un sistema mecánico diseñado para proporcionar una fuerza de propulsión mediante un contacto de fricción intermitente con el suelo. Esto contrasta con las ruedas o las orugas continuas , que están diseñadas para mantener un contacto de fricción continuo con el suelo. Las patas mecánicas son articulaciones 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 de 1878 se presentó un diseño temprano 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 para el Vehículo de Suspensión Adaptativa (ASV) de la Universidad Estatal de Ohio se presenta en el libro Machines that Walk de 1988. [3] En 1996, WB. Shieh presentó una metodología de diseño para mecanismos de patas. [4]

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

Objetivos de diseño

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

La optimización debe realizarse para todo el vehículo: lo ideal sería que las variaciones de fuerza y ​​torque durante una rotación se cancelen 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 de diseños de mecanismos para patas varían desde manivelas giratorias hasta articulaciones de cuatro y seis barras. [9] Véanse, por ejemplo, las siguientes patentes:

Galería

Estacionario

Caminando

Mecanismo complejo

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

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdef Ghassaei, Amanda (20 de abril de 2011). El diseño y la optimización de un mecanismo de pata basado en manivela (PDF) (Tesis). Pomona College. Archivado (PDF) del 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. The MIT Press. ISBN  9780262192743.
  4. ^ WB Shieh (1996). Diseño y optimización de mecanismos de patas planas con trayectorias simétricas de puntos de apoyo (tesis). Tesis doctoral, Universidad de Maryland.
  5. ^ Theo Jansen. Loco por ti.
  6. ^ abcde Shigley, Joseph E. (septiembre de 1960). The Mechanics of Walking Vehicles: A Feasibility Study (PDF) (Informe). 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 ocho barras con un grado de libertad para una máquina caminadora (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. Recuperado el 27 de julio de 2016 .
  9. ^ J. Michael McCarthy (marzo de 2019). Síntesis cinemática de mecanismos: un enfoque basado en proyectos. MDA Press.
  10. ^ Simionescu, PA; Tempea, I. (20–24 de junio de 1999). Simulación cinemática y cinetostática de un mecanismo de piernas (PDF) . 10.º Congreso Mundial sobre la Teoría de Máquinas y Mecanismos. Oulu, Finlandia. pp. 572–577 . Consultado el 27 de julio de 2016 .
  11. ^ Funabashi, H.; Takeda, Y.; Kawabuchi, I.; Higuchi, M. (20–24 de junio de 1999). Desarrollo de una silla para caminar con un mecanismo de ajuste automático de la actitud para caminar de manera estable en terrenos irregulares . 10.º Congreso Mundial sobre la Teoría de Máquinas y Mecanismos. Oulu, Finlandia. págs. 1164–1169.
  12. ^ Simionescu, PA (21–24 de agosto de 2016). MeKin2D: Suite for Planar Mechanism Kinematics (PDF) . Conferencias técnicas de ingeniería de diseño ASME 2016 y conferencia sobre computadoras e información en ingeniería. Charlotte, NC, EE. UU. pp. 1–10 . Consultado el 7 de enero de 2017 .
  13. ^ Simionescu, PA (2014). Herramientas de simulación y gráficos asistidos por computadora para usuarios de AutoCAD (1.ª ed.). Boca Raton, 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". DIYwalkers .
  17. ^ ab Vagle, Wade. "Planes de varillaje Strider". Caminantes de bricolaje .
  18. ^ "Bot trot".

Enlaces externos

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