2026-05-21

Walking-leg-mechanism-in-Blender

1. Jansen-Linkage
	1.1 Strandbeest
	1.2 詹森连杆比
2. Blender模拟Strandbeest动画
	2.1 建模
	2.2 CAD_Sketcher
	2.3 Blender Armature
	2.4 输出
3. Walking leg mechanism in Blender

1. Jansen-Linkage

詹森连杆机构是由动态雕塑家西奥·詹森(Theo Jansen)设计的一种平面腿部机构,用于产生流畅的行走运动。
詹森已将这种机构应用于多种动态雕塑作品中, 这些作品被称为“沙滩野兽” (Strandbeest, 荷兰语意为“海滩野兽”)。
詹森连杆机构通过简单的旋转输入即可模拟有机行走运动,因此兼具艺术性和机械性。
这些腿部机构可应用于移动机器人和步态分析。 

中心“曲柄”连杆在旋转执行器(例如电动机)的驱动下做圆周运动。
所有其他连杆和销轴关节均未受驱动,其运动是由于曲柄带动曲柄运动而产生的。
它们的位置和方向由曲柄角度唯一确定,因此该机构只有一个自由度(1-DoF)。 
Jansen机构的运动学和动力学已使用圆交点法和键图(牛顿-欧拉力学)进行了详尽的建模。
这些模型可用于评估执行器扭矩,并用于此类系统的硬件和控制器设计。

1.1 Strandbeest

1.2 詹森连杆比

Jansen Linkage Ratios
Segment a l m b d e g h i c f j k
Value 38 7.8 15 41.5 40.1 55.8 36.7 65.7 49 39.3 39.4 50 61.9
Type 支架 半径R 三角形 三角形


2. Blender模拟Strandbeest动画

2.1 建模

如上,参照(詹森连杆比)表格进行建模。
新建 - 图像 – 参考 选择维基百科带有长度参数的图片,作为参考背景,辅助建模。
可以使用 CAD_Sketcher 插件,使用参数精确建模。

2.2 CAD_Sketcher

高效精准的Blender草图插件:CAD_Sketcher参数化设计工具

2.3 Blender Armature

姿态模式下的骨骼颜色
  • 灰色:默认的。
  • 蓝色线框:处于姿态模式。
  • 绿色:带有约束。
  • 黄色:带有 IK解算约束。
  • 橙色:带有无目标解算器约束。
如图或视频,看似复制的动作,实际只用到了2种约束。
绿色的复制位置约束,黄色的ik反向运动学约束,且设置只需要选择目标物体,其他设置只需默认即可。


2.4 输出


3. Walking leg mechanism in Blender

建模参数来自如下视频,同上面一样只用到了2种约束。
Walking leg mechanism in SolidWorks | Solidworks Assembly Tutorial
建模参考图: 


骨架层次参考: 


动画效果,31帧。

补充: 18年前的 Blender 制作的骨架动画。就是说2008年的Blender 就能模拟这种动画了。
Re-inventing the Wheel - Wheel-less Bicycle


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