Модель шагохода

Шагающие механизмы строят давно. Еще в прошлом веке известный русский математик П. Л.Чебышев разработал и построил оригинальный механизм, который можно смело назвать шагающим. Идея Чебышева использована в приведенной здесь модели.

Кривошип механизма OA (рис. 1) равномерно вращается вокруг точки О. С кривошипом через шарнир связана «нога» АС, к средней части которой тоже на шарнире подсоединена пластина ЕВ. Второй конец этой пластины может вращаться вокруг точки Е. При вращении кривошипа «нога» перемещается по эллипсоидной траектории и делает шагающее движение. В определенной точке «нога» опирается на землю, приподнимает корпус модели и переносит его вперёд на некоторое расстояние, затем она отрывается от земли и перемещается вперед для очередного шага.

Размеры деталей шагающего механизма: OA— 8 мм, ЕВ=АВ=ВС — 20 мм, ЕО —16 мм.

Для того чтобы модель хорошо сохраняла устойчивость, она должна опираться как минимум на три точки. Поэтому в модели применены три моста, каждый с двумя «ногами». Три «ноги», опираясь на землю, переносят корпус модели вперед, а остальные «ноги» в это время перемещаются по воздуху. Кривошипы каждого моста смещены на 180° относительно друг друга. Поэтому при движении одной «ноги» вперед вторая идет назад.

Все мосты приводятся в движение ведущей осью 11 через червячную передачу 18. Сама же ось 11 связана тоже червячной передачей 19 с приводом от электродвигателя 9. Общее передаточное отношение рассчитывается так, чтобы коленчатый вал 6 мог вращаться с частотой 60 об/мин.

Ведущая ось с червячными передачами вращается в бронзовых втулках 16, запрессованных в стойках 14. Стойки крепятся винтами 13 к раме 2. В раме вращается ось 7, на концах которой крепятся пластины 4. Рама с двух сторон фиксируется распорками 15 и винтами 1. Изготавливается она из дюралюминиевого уголка 25X25 мм, распорки также дюралюминиевые. Коленчатый вал выгнут из стальной проволоки диаметром 3 мм. Прежде чем сгибать кривошипы, наденьте на коленчатый вал червячное колесо 20. Припаивать его можно после того, как собрана модель и отрегулировано положение кривошипов. Рабочее положение их показано на рисунке. Только при таком расположении мостов модель всегда будет опираться на три точки.

Теперь прикрепите «ногу» 5 к коленчатому валу 6, а пластину 4 к оси 7. Крепление шарнирное — болтами МЗ, гайками и шайбами. Чтобы модель могла плавно двигаться, снабдите ее «обувью» — шариками 3 из губчатой резины.

Шагающая машина приводится в движение электродвигателем МУ-30. Двигатель 9 крепится к раме уголком 8 и четырьмя винтами 12. Ведущий червяк 19 жестко посажен на валу электродвигателя, а ведомая шестеренка 10 крепится на ведущей оси 11. Подобрать такую готовую ось с тремя червяками 18 Вам вряд ли удастся, поэтому ее придется выточить на токарном станке.

Корпус модели спаяйте из жести, а фонарь выгните из оргстекла.


Рис. 1 Модель шагохода

Ещё