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楼主: eagler8

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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 楼主| 发表于 2021-1-14 13:54 | 显示全部楼层
第十、Ghassaei行走机构(4腿)



动图


 楼主| 发表于 2021-1-14 13:58 | 显示全部楼层
6腿Ghassaei行走机构

动图

 楼主| 发表于 2021-1-14 14:02 | 显示全部楼层
第十一、Jansen 连杆机构
是由Jansen发明的,用于模拟平稳行走,Jansen利用这种连杆制造了著名的海滩巨兽,这种连杆兼具美学价值和技术优势,通过简单的旋转输入就可模仿生物行走运动,这种连杆已经用于行走机器人和步态分析。图为单个Jansen 连杆机构。


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 楼主| 发表于 2021-1-14 14:17 | 显示全部楼层
2腿Jansen行走机构



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 楼主| 发表于 2021-1-14 14:26 | 显示全部楼层
4腿Jansen行走机构

动图

 楼主| 发表于 2021-1-14 14:35 | 显示全部楼层
6腿Jansen行走机构

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 楼主| 发表于 2021-1-14 16:06 | 显示全部楼层
瑟·严森(Theo Jansen)
出生于1948年,荷兰动能艺术家。瑟·严森求学于代尔夫特理工大学物理系,后转为学习绘画。20世纪80年代因“飞行UFO项目”成名。20世纪90年代开始“海滩野兽”系列动能艺术项目,在世界各地做展。严森上世纪70年代毕业于荷兰的代尔夫特理工大学物理系。那时正值“嬉皮士年代”,深受嬉皮士文化影响的严森开始转行学习艺术。20世纪80年代末,他开始给一家杂志社写专栏,每天都要尝试用不同的眼光来看待世界,寻找看现实的新颖的角度。“海滩怪兽”最初就出现在他的笔下。他构思了这样一个动物,一个能够在海滩上独立生存的简单“生物”。对于“海滩怪兽”,严森最初的想法是建造一些能够采集沙子,搭建沙丘的机器人,这样,当海平面上升时,这些机器人就可以拯救人类不被海水淹没。半年后,他开始利用塑料管建造这些“怪兽”。

动图

 楼主| 发表于 2021-1-14 16:09 | 显示全部楼层
杨森采用平凡的PVC等材料,通过精确运算,近30年,几乎以一己之力,在荷兰海边反复实验,创造出自行扑食、运动的新生命体。他的行动呈现出个体的想象力与可能性。科学的艺术性,感性与理性的均衡。引发人们重新反思对恒心,或者说对意义与生命和时间的理解。也对已有的知识和概念提供了革命性的新视角。对于生物学、宗教和艺术都拓展出新的疆域。对于如何作出生活选择、理解自我和自然、衡量追求理想的心态等处世态度,做出了具有启示性的贡献。

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 楼主| 发表于 2021-1-14 16:27 | 显示全部楼层
荷兰海滩怪兽的Jansen行走机构

动图

 楼主| 发表于 2021-1-14 16:39 | 显示全部楼层
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这些“怪兽”的“细胞”不过是一些简单的黄色塑料管,顶多就加上一个“脑袋”———一个塑料柠檬汁瓶子。
  在它们的身体中央,往往带有一个可转动的“脊椎”。“脊椎”转动能牵动每根脚趾,并引起一系列复杂运动。这其中最关键的就是12根决定脚趾运动方式的塑料管。不同的“怪兽”,这些塑料管的间距也不同,将这些间距标注出来,能得到11个数字。严森将其看成是怪兽的基因。“这些基因符号是11个数字。我将之称为11个神圣的数字。”严森说。


怪兽的“腿”和“脚”如同车轮,它们也由塑料管搭建。“和普通的车轮一样,车轮的轴停留在同一水平线上,髋关节也停在同一水平线上。”


怪兽还有各种“器官”,让它可以躲避天敌和环境的危险。“鼻子”就是这样一个设置。平时,怪兽都走在柔软温湿的海滩上,鼻子对着风的方向,当遇到海水或干的沙子的时候,它便会立刻停下来反方向行走。海滩上最大的危险就是海水,“它们很容易被淹死”,严森笑说。他给“海滩怪兽”们增添了感知海水的能力,所谓的感应器也不过就是一个小瓶。连接小瓶的管道平时触地吸入空气,但一旦吸入水时就会排斥,发出呲呲的声音,这就是遇到危险的警告,怪兽便会立即掉头回去。当暴风雨来临时,大风会驱动鼻子像打桩机一样打桩,将整个身体都固定在沙子里,以防被风暴吹走。
  神经组织类似计算机
  “怪兽”的大脑是由“神经细胞”———柠檬汁小瓶组成的。这大脑虽然简单,可运作基本原理却和计算机一样。计算机依靠电流的有无进行2进制的运算,对“怪兽”来说,空气扮演了电流的角色。有风吹过时,小瓶感受到压力,无风的时候,则没有压力。


依靠这个因素,“怪兽”的“大脑”也在进行着2进制的运算。严森说,今后这些“怪兽”还可以演化出“测时”机制,与海潮涨落同期进行。这样,它们就可以知道什么时候海潮会来,可以及时躲到沙丘里去。
  因为可以进行2进制的计算,“怪兽”的“大脑”中还带有一个步伐计数器,可以计算走了几步,感知自己面对大海的方位,为自己勾画出“世界”的形象。
  严森说,人类对世界的认知是十分复杂的,但对于“海滩怪兽”来说,认知却极其简单———一侧是海洋,一侧是沙丘。这么一来,如此简陋的“神经细胞”一样可以运作良好。
  在一些怪兽身上,还带有简单的“胃”,可以储存风能。一旦风停了,又正好遇到涨潮,这些剩余的风能足够驱动怪兽逃回沙丘避难。“这些怪兽是按照基因解码演化的族群,有优势的基因就会复制繁衍下来。”严森称,因为这些怪物的设计是按照基因算法而来的。因此,最成功的家族成员们在今后会将基因符号延续下去。



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