DE4333866A1 - Elektromechanisch angetriebener Bewegungs- und Gehmechanismus als Basis für die Herstellung gehfähiger, menschen- und tierähnlicher Nachbildungen - Google Patents

Description

Die Erfindung ermöglicht fernsteuerbare menschen- und tierähnliche Nachbildungen als Ersatz für Marionetten und Puppen für Bühneninszenierungen und andere Aktivitäten mit den Vorteilen,
daß die Figuren mit Akkumulatoren betrieben werden können und somit eine freie Beweglichkeit erzielt wird, d. h. daß sie frei sind von Zuleitungen und frei von Aufhängevorrichtungen, wie man sie z. B. bei Marionetten verwendet,
daß die Figuren mit Hilfe von Telemetrieverfahren fernsteuerbar sind,
daß mit den Figuren Gehbewegungen nachvollzogen werden können, die den natürlichen Gehbewegungsabläufen täuschend ähnlich sehen,
daß mit Hilfe der Bein-, Arm- und Flügelnachbildungen außer den Gehbewegungen weitere Körperbewegungen erzielt werden können, wie z. B. Aufrichten, Hinlegen, Neigen, Abstützen des Körpers, usw.
daß den Akteuren, die die Bewegungsabläufe steuern, aufgrund der Fernsteuerbarkeit eine räumliche Distanz ermöglicht wird, wodurch die Steuerung der Aktionen der Figuren auf der Bühne aus dem Sichtwinkel des Zuschauers möglich ist,
daß von den Figuren bestimmte Tätigkeiten auf der Bühne oder in anderen Bereichen, wie z. B. Verschieben oder Ziehen von Gegenständen usw. in nahezu realistischer Weise verrichtet werden können,
daß einzelne Bewegungsabläufe bis hin zu vollständigen Bühnenstücken von Computern gesteuert werden können.

In Abb. 1 wird schematisch die Grundkonstruktion dargestellt, wie sie für die Nachbildung z. B. eines menschlichen Beins Verwendung findet.

Die Teile der Bein- bzw. möglichen Armnachbildung bestehen aus

S1 = Oberschenkelsegment bzw. Oberarmsegment
S2 = Unterschenkelsegment bzw. Unterarmsegment
S3 = Mittelfußsegment bzw. Mittelhandsegment
G1 = Hüftgelenk bzw. Schultergelenk
G2 = Kniegelenk bzw. Ellenbogengelenk
G3 = Fußgelenk bzw. Handgelenk
und die Gelenke aus den Servomotoren M1 bis M6.

Teil A der Abb. 1 zeigt eine mögliche Art der Verkettung der Servomotoren.

Teil B der Abb. 1 zeigt eine Variante der Verkettung der Servomotoren im Hüftgelenk; dadurch wird die Funktion der Kugelgelenknachbildung nicht beeinflußt. Ebenso wird auch die Wirkungsweise des Fuß- bzw. Armgelenks durch die Reihenfolge der Art der Verkettung der Servomotoren M5 und M6 nicht beeinflußt. Die Reihenfolge der Art der Verkettung der Servomotoren ist daher nicht Gegenstand des Anspruchs.

In Abb. 2 wird schematisch die Verwendung der Grundkonstruktion für die Beine und Arme einer menschenähnlichen Nachbildung dargestellt, und in Abb. 3 die Verwendung für die Vorder- und Hinterläufe einer tierähnlichen Nachbildung (Bär, Katze, Huftier usw).

Abb. 4 zeigt schematisch die entsprechende Nachbildung eines gehfähigen Vogels (Rabe, Eule usw.) und Abb. 5 die Nachbildung von Reptilien oder von Tieren aus der Mythologie (Drachen usw.).

Stand der Technik

Es existieren zur Zeit keine gehfähigen, menschen- oder tierähnlichen Nachbildungen, die die oben genannten Eigenschaften in sich vereinen und bühnentechnisch eingesetzt werden könnten oder in ähnlicher Art anderweitig wirtschaftlich genutzt werden könnten. Der von mir einheitlich für die verschiedensten Modelle konstruierte Antriebsmechanismus ist hinreichend funktionsfähig und kann in der von mir entwickelten Konfiguration als Basis für die Fertigung bewegungs- und gehfähiger, menschen- oder tierähnlicher Nachbildungen eingesetzt werden.

Claims (3)

1. Elektromechanisch angetriebener Bewegungs- und Gehmechanismus, dadurch gekennzeichnet,
daß mit einer mehrfach verwendbaren Grundkonstruktion bewegliche menschen- und tierähnliche Beine nachgebildet werden,
daß mit der gleichen Grundkonstruktion bewegliche Arme von Menschen und Tieren oder bewegliche Flügel von Vögeln nachgebildet werden,
daß mit der Anbringung von vier Ausführungen dieser Grundkonstruktion an einem Rumpf menschen- und tierähnliche Nachbildungen gestaltet werden, die mit Hilfe elektrischer Steuerung zu einem natürlichen Gehvermögen und ergänzenden Bewegungen, z. B. Aufrichten oder Schrägstellen des Körpers usw. befähigt sind,
daß dieses Grundelement aus drei, über Gelenke miteinander verbundenen Segmenten besteht und somit gegliedert ist in

• a. Oberschenkelsegment bzw. Oberarmsegment
• b. Unterschenkelsegment bzw. Unterarmsegment
• c. Mittelfußsegment bzw. Mittelhandsegment

daß die Bein-, Arm- oder Flügelnachbildungen über einen Kugelgelenkersatz mit dem Rumpf des nachzubildenden menschenähnlichen bzw. tierähnlichen Objekts verbunden sind,
daß sämtliche Gelenknachbildungen aus elektromechanischen Antrieben bestehen,
daß die elektromechanischen Antriebe sämtlich aus Servo-Elektrogetriebemotoren bestehen, deren Abtriebs-Drehpositionen auf elektrischem Wege einstellbar sind (Kurzbezeichnung im nachfolgendem Text: Servomotoren),
daß der Kugelgelenkersatz im Hüft- bzw. Schulterbereich aus drei, über die Wirkung der Abtriebe orthogonal miteinander verketteten Servomotoren besteht,
daß das Oberschenkelsegment bzw. Oberarmsegment und Unterschenkelsegment bzw. Unterarmsegment verbindende Gelenk aus nur einem Servomotor besteht,
daß das Unterschenkelsegment bzw. Unterarmsegment und Mittelfußsegment bzw. Mittelhandsegment verbindende Gelenk aus zwei, über die Wirkung der Abtriebe orthogonal miteinander verketteten Servomotoren besteht,

2. Elektromechanisch angetriebener Bewegungs- und Gehmechanismus für die Herstellung von menschen- und tierähnlichen Nachbildungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fällen, in denen gegenüber einem Höchstmaß an Geh- und Bewegungsfähigkeit einer Materialeinsparung der Vorrang einzuräumen ist oder das natürliche Vorbild Einschränkungen aufweist

• a. im Hüft- bzw. Schultergelenk anstelle des Kugelgelenkersatzes mit drei Servomotoren nur zwei Servomotoren für zwei bevorzugte Drehbewegungen eingesetzt werden,
• b. im Fuß- bzw. Handgelenk anstelle der unter Anspruch 1 beschriebenen zwei Servomotoren nur ein Servomotor für die Haupt-Drehbewegung eingesetzt wird.