Черепахоход

Для создания совершенного шагающего движителя природа предлагает инженерам обширный набор различных бионических систем, достойных подражания. Здесь можно найти немало простых и в то же время интересных идей, оригинальных в конструктивном отношении решений.

На рисунке 102, а изображен общий вид черепахохода или насекомохода с шагающим движителем на присосках. Его авторы японские изобретатели М. Аоки и О. Кимура из Токио. Они предлагают установить движители с присосками на игрушки-шагоходы, способные лазить по наклонным и вертикальным стенкам, оконному стеклу и даже потолку.

Как видите на рисунке, главный элемент игрушки - лапка с присоской. Всего их четыре - это минимальное количество, потому что передвигается модель попеременно, присасываясь к опорной поверхности парами присосок. Пары-двойки образуются так: правая передняя и левая задняя лапки, потом левая передняя и правая задняя.

Познакомимся с устройством шагающего механизма (рис. 102, б). Под гофрированной оболочкой в жестком корпусе (на рисунке корпус не показан, чтобы лучше был виден сложный механизм) установлены микроэлектродвигатель и редуктор с шестеренчатой и червячной передачами. Редуктор значительно понижает частоту вращения двигателя, зато крутящий момент на выходном валу существенно возрастает. На концах выходного вала (см. отдельный рисунок) посажены два диска со штифтами, эксцентрично установленными относительно оси вращения. Верхний штифт входит в прорези двух Т-образных подвижных пластин, на которых закреплены присоски. Пластины имеют возможность качаться вокруг неподвижных осей A и B. Нижний штифт входит в прорезь рычага, который пропущен через середину воздушного насоса двойного действия. Его роль в механизме выполняет гофрированная пластиковая трубка. Рычаг имеет возможность качаться относительно неподвижной оси C. Из торцовых пластинок насоса выходит по паре гибких трубок. Они соединяют насос с присосками.

Электрические проводники соединяют игрушку с пультом управления - небольшой коробочкой, в которой установлены батарейка и выключатель.

Рис. 102. Черепахоход

Разберем принцип действия шагающего механизма черепахохода. Чтобы игрушка не только удерживалась, но еще и удерживалась передвигаясь, находясь на наклонной или вертикальной стенке, она должна иметь надежное зацепление с опорной поверхностью. Поэтому пары присосок попеременно должны присасываться к этой поверхности. Но в начальный момент игрушку нужно установить на стене.

Что нужно сделать? Игрушку следует несильно прижать лапками к опорной поверхности и перевести выключатель в положение "включено". Начнет работать электрический двигатель. Вращение с его вала через шестеренчатую, а потом и червячную передачи будет передаваться на выходной вал, на концах которого посажены диски со штифтами. На рисунке показано вращение по часовой стрелке. Штифты начнут перемещать пластины так, что левая передняя и задняя лапки с присосками передвинутся вперед на шаг, длина которого зависит от эксцентриситета штифта относительно оси вращения и размеров плеч пластины. Другая пара присосок остается на своем первоначальном месте - они присасываются к опорной поверхности. Происходит это потому, что рычаг перемещается вправо, вынуждая левую половину гофрированной оболочки насоса растягиваться, а другую сжиматься. Таким образом в левой оболочке воздух разрежается и связанная с ней пара присосок прочно присасывается к опорной поверхности.

Чтобы игрушка сделала следующий шаг вперед, двигатель не отключают. Выходной вал повернется еще на пол-оборота. Далее все повторится в той же последовательности.

Как видите, модель черепахохода передвигается подобно четвероногим насекомым и животным. Идея интересна и может быть использована для постройки шагающей бионической игрушки. Мы умышленно не приводим ее размеров и не даем подробного описания технологии изготовления. Думается, что многие, внимательно разобравшись в принципе ее действия, сделают эту модель.