NL1009144C2 - Tweebenig lichaam. - Google Patents

Description

/ r

Tweebenig lichaam

De uitvinding heeft betrekking op een tweebenig lichaam omvattende althans twee benen, een oscillatororgaan en een verbindingsorgaan voor de onderlinge koppeling van de benen en het oscillatororgaan, waarbij de benen draaibaar 5 zijn ten opzichte van het verbindingsorgaan en tijdens bedrijf een heen-en-weergaande hoekverstelling ondergaan ten opzichte van het verbindingsorgaan in afhankelijkheid van het oscillatororgaan.

Een dergelijk tweebenig lichaam is bekend uit de 10 Europese octrooiaanvrage EP-A-0 531 731. De bekende inrichting omvat twee benen die aan hun bovenzijde rond een zich horizontaal uitstrekkende as draaibaar zijn bevestigd, en waarbij ieder been aan het andere uiteinde is voorzien van een voet met een gekromd oppervlak. Het bekende lichaam is 15 verder voorzien van een tevens aan de as bevestigde slinger, welke in oscillatie gebracht kan worden, en welke in samenhang met een op het bekende lichaam uitgeoefende tractie-kracht kan zorgdragen voor een beweging van het lichaam door een in tegenfase heen en weer bewegen van de benen daarvan, 20 zodat een loopbeweging van het tweebenige lichaam ontstaat.

Een eerste nadeel van het bekende tweebenige lichaam is dat voor de voortbeweging het aanleggen van een separate tractiekracht benodigd is, aangezien de slingerbeweging slechts voldoende is voor het afwisselend heen en weer bewe-25 gen van de beide benen van het lichaam. Wanneer een dergelijke tractiekracht niet afzonderlijk wordt aangelegd, kan deze verschaft worden door het bekende lichaam op een hellend vlak te plaatsen, zodat aan het bekende lichaam een krachtcompo-nent in het horizontale vlak wordt verschaft waardoor het 30 lichaam zich kan verplaatsen. Een tweede nadeel van het bekende tweebenige lichaam is dat de loopbeweging vast ligt als de geometrie van het lichaam is gekozen.

Met de uitvinding is nu beoogd een tweebenig lichaam te verschaffen dat een loopbeweging kan uitvoeren zonder dat 35 daarbij hoeft te worden voorzien in een van de slingerbeweging afzonderlijke tractiekracht, zodanig dat de voortbewe- 1 0091 4 4 2 gingsenergie wordt afgeleid uit de autonome oscillatorener-gie.

Volgens de uitvinding wordt het tweebenige lichaam er daartoe door gekenmerkt, dat het oscillatororgaan ten min-5 ste twee veren omvat voor het opwekken van antagonistische krachten, welke veren ieder aan een zijde gekoppeld zijn met een been en te zamen met in het lichaam aanwezige massa een trillend massaveersysteem kunnen vormen, en dat van althans een veer de veerstijfheid instelbaar is. Door deze maatregel 10 wordt een tweebenig lichaam verschaft met benen waarvan de heen-en-weergaande beweging waaruit de loopbeweging is afgeleid, in grote mate instelbaar is. Door het instellen respectievelijk veranderen van de veerstijfheid wordt namelijk directe invloed uitgeoefend op de frequentie op welke het mas-15 saveersysteem bij voorkeur haar trilling uitvoert. Door de verandering van de veerstijfheid wordt bovendien het massaveersysteem aangeslingerd, zodat een dergelijke verandering energie oplevert waaruit de voortbewegingsenergie van het lichaam kan worden afgeleid. Ook is de mate waarin de veer-20 stijfheid tijdens bedrijf wordt veranderd, bepalend voor de amplitude die de trilling van het massaveersysteem aanneemt. Het tweebenige lichaam volgens de uitvinding is op deze wijze in een groot aantal aspecten bestuurbaar zonder dat daartoe nodig is om te voorzien in op zichzelf bekende motoren en 25 servosystemen voor het realiseren van de gewenste bestuurbaarheid. Doordat dergelijke voorzieningen kunnen ontbreken, is het bekende tweebenige lichaam ook relatief licht uit te voeren, hetgeen de energiebehoefte beperkt en het tweebenige lichaam zeer geschikt maakt voor robot- en revalidatietoepas-30 singen. Opgemerkt wordt overigens dat het lichaam volgens de uitvinding ook met slechts een veer construeerbaar is, zodanig dat voor het verschaffen van de ten aanzien van deze veer antagonistische kracht gebruik gemaakt wordt van de zwaartekracht. Een dergelijke constructie lijkt echter ten opzichte 35 van de uitvoering met twee veren minder flexibel.

Een werkbare uitvoeringsvorm die een voortbewegings-ritme oplevert welk voor tweebenige lichamen zeer natuurlijk aandoet, is erdoor gekenmerkt, dat de veren ieder aan de van de koppeling met het been afgekeerde zijde met het verbin- 1 0 091 4 4 ? 1 3 dingsorgaan zijn gekoppeld, en dat de veren aan weerszijden van het been zijn opgesteld.

Dit laat zich in het bijzonder eenvoudig realiseren wanneer het verbindingsorgaan is uitgevoerd met een cilindri-5 sche omlooprol, en dat over de omlooprol een verbindingskabel of strook is gevoerd die aan beide uiteinden is verbonden met de twee veren.

De voortbeweging van het tweebenige lichaam volgens de uitvinding laat zich geschikt bevorderen door een uitvoe-10 ring waarin de benen ieder zijn gemonteerd op een eigen hulp-frame, dat ieder hulpframe draaibaar is gemonteerd op het verbindingsorgaan, en dat ieder been in de lengterichting van haar hulpframe verstelbaar is. Hiermee kan eveneens op natuurlijke wijze een afzetkracht aan het tweebenige lichaam 15 worden verschaft op het moment dat de heen-en-weergaande beweging van het desbetreffende been nagenoeg is voltooid en zich nog juist op het steunvlak bevindt waartegen dit been zich kan afzetten.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de 20 hand van de tekening, welke in fig. l en 2 in een niet-beper-kend uitvoeringsvoorbeeld het tweebenige lichaam volgens de uitvinding in voor- en zijaanzicht toont.

Gelijke verwijzingscijfers in de figuren verwijzen naar dezelfde onderdelen.

25 Het tweebenige lichaam 1 volgens de uitvinding omvat twee benen 2, 3, een oscillatororgaan 4, 5, 6, en een verbindingsorgaan 7 voor de onderlinge koppeling van de benen 2, 3 en het oscillatororgaan 4, 5, 6. De benen 2, 3 zijn draaibaar ten opzichte van het verbindingsorgaan 7, en kunnen tijdens 30 bedrijf een heen-en-weergaande hoekverstelling ondergaan ten opzichte van het verbindingsorgaan 7 in afhankelijkheid van het oscillatororgaan 4, 5, 6. Het oscillatororgaan 4, 5, 6 omvat bijvoorbeeld ten minste twee veren 4, 5 voor het opwekken van antagonistische krachten. Iedere veer 4, 5 is aan één 35 zijde gekoppeld met een been 2, 3, en vormt te zamen met het lichaam 7 een trillend massaveersysteem. Ieder van de veren 4, 5 heeft een instelbare veerstijfheid. Zogenaamde McKibben-spieren laten zich voor dit doel goed toepassen. Eventueel kan de veerstijfheid van een van de veren 4, 5 vast zijn in- 1 0 091 4 4

• I

4 gesteld, waarbij slechts de veerstijfheid van de andere veer 4, 5 instelbaar is. De vast ingestelde veer kan dan vervangen zijn door een constructie waarin de zwaartekracht wordt aangewend voor het verschaffen van een ten opzichte van de in-5 stelbare veer antagonistische kracht. De veren 4, 5 zijn ieder aan de van de koppeling met het been 2, 3 afgekeerde zijde met het verbindingsorgaan 7 gekoppeld, waarbij de veren 4 en 5 aan weerszijden van het been 2, 3 zijn opgesteld. Het verbindingsorgaan 7 is bij voorkeur uitgevoerd met een cilin-10 drische omlooprol 8 en over de omlooprol is een verbindings-kabel of strook 6 gevoerd, die aan de aan weerszijden gelegen uiteinden is verbonden met de twee veren 4, 5 en daartussen op punt 13 kan zijn verbonden met omlooprol 8. De benen 2, 3 zijn ieder nog gemonteerd op een hulpframe 9 dat draaibaar is 15 gemonteerd op het verbindingsorgaan 7. Ieder been is daarbij in de lengterichting van het hulpframe 9 verstelbaar. Dit is bijvoorbeeld uitgevoerd met een veersysteem 10, 11, waarbij door activering van veer 10 een samentrekking daarvan plaatsvindt zodat onderdeel 12 in de richting van pijl A wordt be-20 wogen, zodat het met onderdeel 12 gekoppelde been 2, 3 weg wordt bewogen van het verbindingsorgaan 7. Door ontspanning van het veerorgaan 10 beweegt het been 2, 3 in omgekeerde richting onder invloed van de veer 11.

Het tweebenige lichaam volgens de uitvinding is 25 bruikbaar in diverse uitvoeringsvarianten. De voorgaande beschrijving dient slechts ter toelichting van de uitvinding zoals gespecificeerd in de navolgende conclusies. Het tweebenige lichaam volgens de uitvinding is geschikt voor toepassing in de entertainment-industrie, in de robotica, of in de 30 medische techniek voor de verschaffing van orthesen c.q. prothesen .

1 0091 4 4

Claims (5)

1. Tweebenig lichaam omvattende althans twee benen, een oscillatororgaan en een verbindingsorgaan voor de onderlinge koppeling van de benen en het oscillatororgaan, waarbij de benen draaibaar zijn ten opzichte van het verbindingsor- 5 gaan en tijdens bedrijf een heen-en-weergaande hoekverstel-ling ondergaan ten opzichte van het verbindingsorgaan in afhankelijkheid van het oscillatororgaan, met het kenmerk, dat het oscillatororgaan (4, 5, 6) ten minste twee veren (4, 5) omvat voor het opwekken van antagonistische krachten, welke 10 veren ieder aan een zijde gekoppeld zijn met een been (2, 3) en te zamen met in het lichaam aanwezige massa een trillend massaveersysteem kunnen vormen, en dat van althans een veer de veerstijfheid instelbaar is.

2. Tweebenig lichaam volgens conclusie 1, met het 15 kenmerk, dat de veren (4, 5) ieder aan de van de koppeling met het been (2, 3) afgekeerde zijde met het verbindingsorgaan (7) zijn gekoppeld, en dat de veren (4, 5) aan weerszijden van het been (2, 3) zijn opgesteld.

3. Tweebenig lichaam volgens conclusie 1 of 2, met 20 het kenmerk, dat het verbindingsorgaan (7) is uitgevoerd met een cilindrische omlooprol (8), en dat over de omlooprol (8) een verbindingskabel of strook (6) is gevoerd die aan beide uiteinden is verbonden met de twee veren (4, 5).

4. Tweebenig lichaam volgens een der conclusies 1-3, 25 met het kenmerk, dat de benen (2, 3) ieder zijn gemonteerd op een eigen hulpframe (9), dat ieder hulpframe draaibaar is gemonteerd op het verbindingsorgaan, en dat ieder been (2, 3) in de lengterichting van haar hulpframe verstelbaar is.

5. Tweebenig lichaam volgens een der voorgaande con-30 clusies, met het kenmerk, dat de veren McKibben-spieren zijn. 10091 4 4