mini|Animation eines Roboters mit vier Beinen, die auf dem Klann-Koppelgetriebe basieren
Der Klann-Mechanismus ist ein planarer Mechanismus, der das Aussehen eines Tieres mit Beinen simuliert und das Rad ersetzt. Der Mechanismus besteht aus einem „Bein“, das in Kontakt mit dem Boden kommt, einer Kurbel, zwei Kipphebeln und zwei Stangen, die alle durch schwenkbare Verbindungen gekoppelt sind. Es wurde 1994 von Joe Klann als Erweiterung der Burmester-Kurven entwickelt, mit denen Vier-Stab-Doppelkippmechanismen wie z. B. Hafenkrane entwickelt wurden.
Die Proportionen der einzelnen Glieder im Mechanismus werden definiert, um die lineare Bewegung des Fußes während der Hälfte der Kurbelumdrehung zu optimieren. Der Rest der Kurbelumdrehung ermöglicht es, den Fuß auf eine vorbestimmte Höhe anzuheben, bevor er in die Ausgangsposition zurückkehrt und den Zyklus wiederholt. Zwei Mechanismen, die mit der Kurbel gekoppelt und um einen halben Zyklus phasenverschoben sind, ermöglichen es dem Fahrgestell eines Fahrzeugs, sich parallel zum Boden zu bewegen.
Klann-Mechanismen können Bordsteine überqueren, Treppen steigen oder sich in Bereichen bewegen, die derzeit für Fahrzeuge mit Rädern nicht zugänglich sind. Sie erfordern keine Mikroprozessorsteuerung oder mehrere Stellantriebe.
Der Klann-Mechanismus ist ein Koppelgetriebe. Es wird z. B. für laufende Roboter verwendet und oft mit dem Jansen-Koppelgetriebe (Strandbeest) von Theo Jansenhttps://de.dreamstime.com/stock-abbildung-spinnenroboter-unter-verwendung-jansen-mechanismus-und-klann-mechanismus-draufsicht-image43067101 und dem Tschebyschow-Lambda-Mechanismus verglichen. Das Klann-Koppelgetriebe kann ebenso wie diese als eine angenäherte Geradführung angesehen und verwendet werden.
Konstruktionsvorschrift Die Konstruktionsvorschrift ist im US-Patent 6,260,862 beschrieben. Dort finden sich auch Koordinaten für die Konstruktion eines Beins. + Konstruktionsbeispiel Bein Point X Y Beschreibung Fixpunkte 9 1,366 1,366 Erste Kipphebelarmachse 11 1,009 0,574 Zweite Kipphebelarmachse 15 1,599 0,750 Kurbelachse voll ausgefahrene Boden-Schrittstellung 27X 0,741 0,750 Ellbogengelenk 29x 1,331 0,750 Kurbel 33x 0,000 0,000 Fuß 35x 0,232 0,866 Kniegelenk 37x 0,866 1,500 Hüftgelenk geerdete Gangposition 27Y 1,277 0,750 Ellbogengelenk 29y 1,867 0,750 Kurbel 33y 1,000 0,000 Fuß 35y 0,768 0,866 Kniegelenk 37y 1,000 1,732 Hüftgelenk
Vergleich mit dem Jansen-Koppelgetriebe Das Klann-Koppelgetriebe ist, anders als das Jansen-Koppelgetriebe, parametrierbar und dadurch flexibler anpassbar. Des Weiteren ist es robuster gegen Fertigungstoleranzen. So führen nicht optimale Längen zwar zu einem suboptimalen Schritt, aber weniger schnell zu einem Klemmen. Ein weiterer Vorteil des Klann-Koppelgetriebes ist, dass es mit weniger Beinen und Gelenken als das Jansen-Koppelgetriebe auskommt.
Patente U.S. Provisional Application Ser. No. 60/074,425, was filed on Feb. 11, 1998
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von mechanicalspider.com
Einzelnachweise
Kategorie:Getriebe Kategorie:Koppelgestänge !