Mecanismo de Klann

El mecanismo de Klann es un dispositivo mecánico coplanario diseñado para simular el sistema de locomoción de las patas de los animales, con la misión de sustituir a las ruedas en terrenos muy accidentados. La conexión consta de un marco, una manivela, dos balancines de apoyo y dos acopladores, conectados mediante articulaciones cilíndricas.

Las proporciones de cada uno de los enlaces del mecanismo están definidas para optimizar la linealidad del movimiento del pie en cada medio ciclo de rotación de la manivela. Durante el otro semiciclo, el pie pasa a ser levantado a una altura predeterminada, antes de regresar a la posición de inicio, repitiéndose el ciclo. Dos de estas conexiones funcionan en la misma fase de la manivela, y las otras dos con medio ciclo de desfase, permitiendo que el marco del vehículo se desplace completamente en paralelo.

El mecanismo de Klann posee muchas de las ventajas de los sistemas de desplazamiento más avanzados, solventando algunas de sus limitaciones. Puede salvar bordillos, subir escaleras, o desplazarse en zonas que no son accesibles a vehículos con ruedas, y no requiere el control de un microprocesador o multitud de complejos mecanismos actuadores. Tecnológicamente, se sitúa entre estos dispositivos andantes robóticos y los sistemas de ejes y ruedas conducidos.

Ilustraciones

Imágenes de las posiciones del ciclo de un paso del mecanismo: plenamente extendido, a medio paso, recogido, y alzado. Estas cuatro figuras muestran la manivela (barra más a la derecha en la primera figura) con 0, 90, 180, y 270 grados de giro.

Animación del movimiento del mecanismo completo, con las patas más próximas al espectador perfiladas en azul. Una mejor comprensión de cómo se produce el funcionamiento del mecanismo, se puede obtener siguiendo con la vista un punto concreto del mecanismo a través de varios ciclos. Los puntos de articulación se muestran en verde. Las tres posiciones respecto al marco de cada pierna son estacionarias. El movimiento de los balancines más bajo y más alto se produce hacia atrás y adelante a lo largo de un arco fijo y el de las manivelas por fuera del círculo.

Pierna de ejemplo

En la Patente de EE. UU. 6,260,862 figura un conjunto de coordenadas de la pierna de ejemplo:

Punto	X	Y	Descripción
Puntos de referencia
9	1.366	1.366	Primer eje del balancín del brazo
11	1.009	0.574	Segundo eje del balancín del brazo
15	1.599	0.750	Fuste de la manivela
Posición de la zancada plenamente extendida
27X	0.741	0.750	Articulación del codo
29x	1.331	0.750	Manivela
33x	0.000	0.000	Pie
35x	0.232	0.866	Eje de la articulación de la rodilla
37x	0.866	1.500	Articulación de la cadera
Posición de paso en tierra
27Y	1.277	0.750	Articulación del codo
29y	1.867	0.750	Manivela
33y	1.000	0.000	Pie
35y	0.768	0.866	Eje de la articulación de la rodilla
37y	1.000	1.732	Articulación de la cadera

Historia

El mecanismo de Klann fue desarrollado por Joe Klann en 1994 como una expansión de la Teoría de Burmester, utilizadas para desarrollar los mecanismos de cuatro barras con doble balancín característicos de las grúas portuarias.^[2] Se clasifica como un sistema cinemático de Stephenson del subtipo III.

EE. UU. Aplicación Provisional Ser. Núm. 60/074,425, estuvo archivado encima Feb. 11, 1998
Patente de EE. UU. 6,260,862, julio emitido 17, 2001^[3]
Patente de EE. UU. 6,364,040, abril emitido 2, 2002^[4]
Patente de EE. UU. 6,478,314, noviembre emitido 12, 2002^[5]