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楼主: 驴友花雕

[知识点] 连杆形式的腿机构十一种:盘点机器人行走背后的机械原理

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-14 21:01:06

Theo Jansen 的工作间

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-15 09:58:40

附件一:连杆机构几个简单概念
1)运动链中固定不动的构件称为机架;机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为原动件;其余构件称为从动件。
2)四杆机构中,能独立运动的构件称为原动件;与机架相连的构件称为连架杆,其中能作整周转动的连架杆称为曲柄,只能在小于360°范围内转动的称为摇杆;不直接与机架相连的构件称为连杆,连杆作平面运动。
3)自由度大于零称为机构;若自由度小于等于零,则称为桁架。
4)机构具有确定运动的条件:原动件的数目与机构的自由度(或独立运动参数的数目)相等。若原动件数小于机构的自由度,则机构的运动不能完全确定。若原动件数大于机构的自由度,机构被卡死或损坏。
5)平面机构自由度计算公式(注意区分复合铰链、局部自由度、虚约束):

F=3n-(2PL+PH)

式中:F为机构自由度,n为活动构件数(机架除外),PL为低副个数,PH为高副个数。
注:通过面接触而构成的运动副称为低副,低副约束两个自由度;通过点或线接触而构成的运动副称为高副,高副约束一个自由度,常见高副

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-15 10:14:42

附件二:腿机构(Leg Mechanism)的设计要求
腿机构(或者叫 行走机构)是一种旨在模仿人类或动物行走运动的连杆机构。机械腿可以有一个或多个驱动,可以实现简单的平面运动或复杂的空间运动。 提起连杆机构形式的腿机构,我们一般可以想到Jansen制作的沙滩怪兽。

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腿机构的设计要求一般可以表述为:
1. 接触地面时的垂直速度尽量恒定;
2. 当支脚不接触地面时,应尽快移动;
3. 恒定的力矩/力输入(至少不要有极端的峰值);
4. 足够的步幅高度;
5. 对于2条腿或4条腿机构,支脚需要有至少1/2的运动周期接触地面;对于3条腿或6条腿机构,支脚需要有至少1/3的运动周期接触地面;
6. 最小化的运动质量;
7. 质心总是在支撑底座内部;
8. 转向时,每条腿(或每组腿)应分别控制;
9. 腿机构能够实现前行和后退。
(当然还有其他的设计指标......)
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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-15 10:38:17

附件三:常见的几种连杆机构动态图


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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-15 11:04:48

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-15 11:07:50

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-15 11:10:55

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发表于 2021-1-15 11:15:30

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-15 11:19:12

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-23 17:45:00

附件四:实际组装采用Jansen 连杆机构的“风力动力机械兽”


特别购买了二套,进行体验,打开后发现有200多个零件,比预料的复杂一些

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-23 17:48:54

先安装了12支腿

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-23 17:55:21

两个行走架子

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-23 18:00:00

组装好6只腿

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-23 18:05:23

组装好12只腿

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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-23 18:19:33

实际组装采用Jansen 连杆机构的“风力动力机械兽”(行走视频)

https://v.youku.com/v_show/id_XN ... m=a2hzp.8244740.0.0





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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-1-23 18:27:46

风力动力机械兽行走

动图 06.gif
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驴友花雕  初级技神
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发表于 2021-9-8 08:02:42

Arduino 系列传感器和执行器模块实验目录清单:
一块扩展板完成Arduino的10类37项实验(代码+图形+仿真)
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-280845-1-1.html
连杆形式的腿机构十一种:盘点机器人行走背后的机械原理
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308097-1-1.html
【花雕动手做】超低成本,尝试五十元的麦克纳姆轮小车!
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307863-1-1.html
【花雕动手做】超迷你哦,用徽商香烟盒做个智能小车!
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307907-1-1.html
【花雕动手做】太搞笑啦,一支胶管制成二只蠕动机器人
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308046-1-1.html
【花雕动手做】快餐盒盖,极低成本搭建机器人实验平台
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308063-1-1.html
【花雕动手做】特别苗条,使用微波传感器控制的纤细小车
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308866-1-1.html
【花雕动手做】脑洞大开、五花八门的简易机器人66种
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307900-1-1.html

实验一百五十八:QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308195-1-1.html
实验一百六十三:BMI160 6轴惯性运动传感器 16位3轴加速度+超低功耗3轴陀螺仪  I2C/SPI 14LGA
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310371-1-1.html
实验一百六十五:2.4 英寸 TFT LCD 触摸屏模块 XPT2046 PCB ILI9341 240x320 像素 8 位 SPI 串口显示器
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-309803-1-1.html
实验一百七十六:6mm大尺寸8x8LED方块方格点阵模块 可级联 红绿蓝白色 可选8级亮度
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-309845-1-1.html
实验一百八十三:GY-530 VL53L0X 激光测距 ToF测距 飞行时间测距传感器模块 IIC通信协议
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310273-1-1.html
实验一百八十五:MAX4466声音传感器 驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310193-1-1.html
实验一百八十九:TDA1308 硅麦克风 数字咪头放大模块 拾音器放大板 楼氏SUNLEPHANT
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310246-1-1.html
实验一百九十三:TCS34725颜色识别传感器 RGB IIC明光感应模块 ColorSensor
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310209-1-1.html
实验二百:RCWL-0515微波雷达感应开关 人体感应 智能感应探测传感器 12-15米远距离2.7G微波检测模块
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310313-1-1.html
实验二百零三:Air724UG合宙 Cat14G模块 DTU物联网UART串口通信数据TCP透传 核心板组合套餐
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310342-1-1.html
实验二百零九:Gravity: I2C & UART BC20 NB-IoT & GNSS通信模块 NB-IoT广域低功耗无线通信 GPS/北斗精准定位
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310433-1-1.html


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小企鹅  高级技师

发表于 2022-3-17 18:16:55

厉害厉害
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小企鹅  高级技师

发表于 2022-3-17 18:18:07

6666666666666666
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驴友花雕  初级技神
 楼主|

发表于 2022-3-18 04:40:26


早上好,谢谢鼓励
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