Benutzer:MichaelFrey/Klann linkage

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Konkrett brauchbar:

animation eines Roboters mit vier Beinen, die auf dem Klann-Koppelgetriebe basieren
ein Bein in verschiedenen Stellungen
Bewegungspfade der einzelnen Punkte

Das Klann-Koppelgetriebe ist ein Viergelenk Koppelgetriebe.

das Klann-Koppelgetriebe wird z.B. für laufende Roboter verwendet.

Das Klann-Koppelgetriebe wird oft mit dem Jansen-Koppelgetriebe (Strandbeest) von Theo Jansen verglichen.

Joe Klann begann mit der Entwicklung 1993.[1]

Konstruktionsvorschrift

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Die Konstruktionsvorschrift ist US Patent 6,260,862[2] und auf der Website des Erfinders[3] beschrieben.

Der Patentinhaber schreibt dazu auf seiner Website:

„Reading the entire text could be painful.“

Joe Klann: mechanicalspider.com[4]
Figure 17 aus der Patenvorschrift illustriert die Konstruktionsvorschrift

Die Konstruktionsvorschrift hat 6 Eingabe Variablen, die sich wie folgt auf die Konstruktion auswirken:

Auswirkung der variablen auf die Konstruktionsvorschrift

Die Auswirkungen auf die Bewegung hat der Patentinhaber auf seiner Website illsustriet.[5]

Dadurch dass das Klann-Koppelgetriebe als Konstruktionsvorschrift beschrieben ist, lässt es sich einfach an andere Anforderungen (z.B. größere Schritthöhe um über Hindernisse zu kommen) anpassen. Jedoch sind nicht alle Kombinationen möglich. Das Jansen-Koppelgetriebe zum Vergleich bietet diese Flexibilität nicht direkt. Beim Jansen Koppelgetriebe müsste der iterative Prozess von vorne begonnen werden.

Die Konstruktionsvorschrift ist relativ aufwendig, im Patent finden sich aber zwei tabellen mit Koordinaten:

Punkt X Y
9 1.366 1.366
11 1.009 0.574
15 1.599 0.750
27X 0.741 0.750
27Y 1.277 0.750
29x 1.331 0.750
29y 1.867 0.750
33x 0.000 0.000
33y 1.000 0.000
35x 0.232 0.866
35y 0.768 0.866
37x 0.866 1.500
37y 1.000 1.732
52p 0.500 0.866
56p 0.000 1.732
57p 1.000 1.732
62p 0.500 1.866
65p 0.500 -0.134
72p 0.500 0.901
74p 0.500 0.844 [6]
75p 1.599 0.844 [7]
78p 1.599 1.018
80p 1.022 0.894
Punkt X Y
9 17.818 16.076
11 12.101 10.186
15 17.607 11.807
27X 9.125 11.807
27Y 15.077 11.807
29X 14.631 11.807
29Y 20.583 11.807
33x 0.000 0.000
33y 12.000 0.000
35x 3.024 13.099
35y 8.976 13.099
37x 11.119 19.200
37y 13.578 22.130
52p 6.000 13.992
56p 0.000 24.384
57p 12.000 24.384
62p 6.000 25.992
65p 6.000 1.992
72p 6.000 13.491
74p 6.000 13.925 [8]
75p 17.607 13.925 [9]
78p 17.607 14.783
80p 12.236 13.572

Vergleich mit dem Jansen-Koppelgetriebe

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Bereits erwähnt wurde, dass das Klann-Koppelgetriebe, anders als das Janse-Koppelgetriebe, parametrierbar ist und dadurch flexibler anpassbar.

Verglichen mit dem Jansen-Koppelgetriebe ist das Klann-Koppelgetriebe robuster gegen Fertigungstoleranzen. Nicht optimale Längen führen zwar zu einem sub-optimalen Schritt, aber anders als beim Jansen-Koppelgetriebe weniger schnell zu einem Klemmen.

Ein weiterer Vorteil des Klann-Koppelgetriebe ist es, dass es mit weniger Beinen als das Jansen-Koppelgetriebe auskommt.

  • U.S. Provisional Application Ser. No. 60/074,425, was filed on Feb. 11, 1998
  • US Patent 6,260,862,[10] issued July 17, 2001
  • US Patent 6,364,040,[11] issued April 2, 2002
  • US Patent 6,478,314,[12] issued November 12, 2002
Commons: Klann linkage – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Der Author des Patents warnt auf seiner eignen Website davor, das Patent zu lesen:

„Reading the entire text could be painful.“

© 2008 Klann R & D, LLC: c

Wobei hier auch folgende Aussage zu beachten ist:

„This is the enabling portion of one of the patents and describes how one "skilled in the art" can reproduce the resulting pivot locations for the linkage.“

© 2008 Klann R & D, LLC: http://www.mechanicalspider.com/enable.html

wobei der Author des Patents des Patents nicht in der Lage war, eine Jansen Linkage korrekt für seinen vergleich zu modellieren: http://www.mechanicalspider.com/comparison.html (Bezugnehmen auf diese Grafik hat er die Konstante l Vergessen, wo durch Schritt angewinkelt genüber der Lauffläche ist)


Links:

http://oz.nthu.edu.tw/~g9621511/Klann%20Linkage.htm

http://makezine.com/2012/09/24/math-monday-linkages-biomimicry/

http://makezine.com/2012/09/24/math-monday-linkages-biomimicry/

http://makezine.com/2012/07/30/math-monday-linkages-an-introduction/

http://www.mkontopoulos.com/teaching/mp/D2_Linkages-Pres.pdf

http://www.ijert.org/view.php?id=5588&title=design-of-a-bomb-disposing-bot-a-mimic-of-tarantula-using-klann-linkage

http://www.steamspider.com/

http://poisson.me.dal.ca/~dp_13_13/Conceptual.pdf

http://www.raiderracing.com/engineering/Racky/How%20I%20built%20Racky.pdf

  1. http://www.mechanicalspider.com/log.html
  2. http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=6260862.PN.&OS=PN/6260862&RS=PN/6260862
  3. http://www.mechanicalspider.com/enable.html
  4. http://www.mechanicalspider.com/enable.html
  5. http://www.mechanicalspider.com/spiderinputs.html
  6. fehlt im Patent
  7. fehlt im Patent
  8. fehlt im Patent
  9. fehlt im Patent
  10. http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=6260862.PN.&OS=PN/6260862&RS=PN/6260862
  11. http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=6364040.PN.&OS=PN/6364040&RS=PN/6364040
  12. http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=6478314.PN.&OS=PN/6478314&RS=PN/6478314