多足步履机械兽

多足步履机械兽是一个结构比较复杂的机器人，看上去是不是有种似曾相识的感觉呢？没错，它像极了Jansen Walker的“风能怪物机器人”。虽然多足步履机械兽只有6只脚，没有像“风能怪物机器人”多足结构“酷跑”效果那样的震撼，但也充满了复杂奇幻的机械美感。而且由于其抬脚迈步顺畅，同时又让人感受到其既自信又悠哉。

多足步履机械兽有两组处于对称位置的脚组合，每组是3只脚，利用“3点决定一个平面、三脚能够保持平衡稳定”的原理，保证任一时间都有一组3只脚支撑住身体，两组替离地迈步，不断往前进。

多足步履机械兽在动力传动结构上主要是利用“摆动曲柄滑块机构”原理，这种特殊的连杆机构把减速电机的转动变为往复摆动。传动的曲柄连杆结构的同一轴上有三个曲柄，其中最左和最右的曲柄的弯曲方向相同，中间的曲柄与前两者相反，每个曲柄上都同时安装一对脚。

多足步履机械兽的整体连杆机械结构图

制作过程

1. 单腿各部的多连杆复合结构制作与多腿制作安装调试。

首先完成腿部的多连杆复合结构。剪四根长2cm、宽0.5cm的PVC方条作为连杆，用锥子（或小电钻）在方条的两侧打孔。其中两根连杆的一侧边缘打直径2mm的小孔，另一侧边缘打直径1mm的小孔；另外2根连杆的两侧边缘都打直径2mm的小孔。所有连杆的4个角都剪成圆角。用M2×6的螺丝、螺母把4根连杆连接起来做成关节铰链，连杆上2mm的小孔用M2×6的螺丝连接，而两根连杆有1mm小孔的一端对接在一起。注意：各连杆的上下叠层的顺序尽量如图所示，以保证各连杆层次之间不发生错位。

2. 剪一根长2.5cm、宽0.5cm的PVC方条，两侧边缘都打上2mm的小孔；再剪一根长2cm、宽0.5cm的PVC方条，其中一侧边缘打上2mm的小孔，另一侧边缘打上1mm的小孔。各方条的4个角都剪成圆角。如图所示借助螺丝、螺母做成关节铰链，把两根连杆与之前做好的四边形结构连杆安装在一起。其中所有连杆有1mm小孔的一端对接在一起。注意各连杆的上下叠层的顺序。

3. 剪一根长3.5cm、宽0.5cm的PVC方条，再剪一根长3cm、宽0.5cm的PVC方条，2根方条两侧边缘都打上2mm的小孔，4个角都剪成圆角，做成两根下三角结构连杆。借助螺丝、螺母做成关节铰链，与之前做好的四边形及上三角结构连杆安装在一起。注意各连杆的上下叠层的顺序。

4. 剪2根长3.5cm、宽0.5cm的PVC方条，两根方条一侧边缘打2mm小孔，另一侧边缘打1mm小孔，4个角均剪成圆角，做成两根传动连杆。借助螺丝、螺母做成关节铰链，与之前做好的四边形、上下三角结构连杆安装在一起。注意各连杆的上下叠层的顺序。

5. 把一根回形针拉直作为限位杆，将上三角结构与四边形结构的几根1mm小孔对接的连杆串在一起；再把一根拉直的回形针作为曲柄轴，将传动连杆上有1mm小孔的一端也串在一起。

6. 用牙签蘸少量502胶水，把各关节铰链上螺母与螺丝顶端的部分固定起来，其中螺母不要拧紧，也不能太松，以确保让铰链顺畅转动为宜。特别注意下三角结构最底部的关节螺丝、螺母暂时先不上胶水，直接拧紧就行，后期还要安装脚垫。

7. 测试一下整个结构的灵活性，一只手握住串在四边形与上三角结构之间的限位杆固定不动，另一只手握住串在传动连杆上的曲柄轴并摇动，使其作圆周运动，可以看到整个腿部结构随着圆周摇动而实现顺畅自然的步履动作。

8. 重复之前的步骤，完成两侧共6条腿的结构，然后将两组腿对称且左右交错地串在限位杆、曲柄轴上。

9. 主体骨架的制作与安装调试。

剪两块长7cm、宽1cm的PVC方条，作为龙骨架材料。在距龙骨架两侧0.5cm处各打一个1mm的小孔，作为限位杆的安装孔；在中心位置（即距侧边3.5cm的位置）打一个1mm的小孔，作为曲柄的轴承孔。再剪两块长10cm、宽1cm的PVC方条，分别在距一侧2.5cm、7.5cm的位置用尖嘴钳做直角弯折，作为肋骨架。

10. 用螺丝、螺母固定安装孔，把龙骨架和肋骨架安装在一起。把串着左右两组共6条腿的限位杆、曲柄轴，分别插入龙骨架上的限位杆孔、曲柄轴承孔中，把腿部结构安装到骨架上。骨架的宽度远小于限位杆（或曲柄轴）的长度，为了能够把更长的限位杆（或曲柄轴）插入骨架上的限位杆孔和曲柄轴承孔中，可以把限位杆（或曲柄轴）抽出，先插入骨架上的限位杆孔（或曲柄轴承孔），然后再分别按顺序串入各条腿的结构中，最后再从骨架的另一侧穿出。

11. 曲柄轴的制作与安装调试。

用尖嘴钳把作为曲柄轴的回形针弯折成如图形状，即做成曲柄轴最终的形态。注意严格对照图11，把握各部分细节的相关尺寸，不要有太大偏差。把弯折好的曲柄轴重新串到各条腿的结构上。注意：弯折后的曲柄轴不好安装，需要逐个腿边安装边往龙骨架上套。当然，也可以先把龙骨架和肋骨架拆开，各条腿都装到限位杆和曲柄轴上之后，再套上龙骨架，最后再把肋骨架固定到龙骨架上。

12. 安装好基本的腿部和骨架结构。用透明胶带反复缠绕拉直的回形针，卷成管状，作为限位胶管。比对好长度，把限位胶管套到限位杆上，让各条腿之间保持距离。

13. 为了不让腿结构碰到底部的肋骨架，把肋骨架如图13（a）所示往中间倾斜安装。剪短两侧限位杆，使其长出龙骨架不超过1cm，注意中间的曲柄轴暂时不要剪短，见图13（b）。

14. 限位胶管的制作与安装。

将用透明胶带做成的胶管，套到两根限位杆的两侧；另外曲柄轴的一侧也套上胶管。此时，可以尝试转动中间的曲柄轴（因为曲柄轴较细，可以用尖嘴钳夹住再转动），可以看到曲柄轴会带动各条腿进行步履联动。

15. 剪4个长1.5cm、宽0.5cm左右的PVC方块，在一侧边缘打一个直径2mm的小孔，并且在小孔所在一侧进行直角弯折，作为4个外侧腿的脚垫。再剪4个长1cm、宽0.5cm左右的PVC方块，在一侧边缘打一个直径2mm的小孔，并且在中心位置进行直角弯折，两个背靠背在一起为一组，作为两个内侧腿的脚垫。

16. 之前在制作腿部结构的时候，下三角结构的最下面关节铰链的螺丝、螺母没用胶水粘贴，这时候把原来的螺丝、螺母拆下来，把脚垫都装上后再固定螺丝、螺母。至此，整个机械结构的制作完成。

17. 动力系统安装与调试。

机械兽选择了微型减速电机作为驱动。用美工刀，把减速电机转盘上的突起以及正面上的卡位凸点切掉，再把减速电机外壳侧边安装位上的褶皱削掉。用锥子（或小电钻）在安装位上打一个直径1mm左右的安装孔。

18. 剪两片长大约3cm、宽0.5cm左右的PVC方条作为减速电机的固定架，对应在上面打一个小孔和一个凹槽。使得减速电机的固定架能够如图安装到减速电机上，并剪掉固定架上多出的PVC方条。

19. 用尖嘴钳把曲柄轴没有安装胶管的一侧前端弯折。

20. 对好固定架的位置，让曲柄轴正好能够套入减速电机转盘上的小孔。大概对应龙骨架上安装螺丝的位置，在固定架上各打一个直径2mm的孔。剪两片长3cm、宽0.5cm左右的PVC方条，弯折成一个之字形，作为缓冲架。

21. 在缓冲架两端边缘各打一个直径2mm的小孔。把减速电机的固定架与缓冲架用螺丝、螺母固定起来，注意螺丝的朝向要严格如图所示。

22. 把安装了固定架和缓冲架的减速电机装到骨架上，其中减速电机的转盘上孔正好套入曲柄轴。对应缓冲架上的安装孔位置，在肋骨架上各打一个直径2mm的孔，通过螺丝、螺母把缓冲架与肋骨架固定。安装好动力的整体结构。

23. 装电源。选宽度为2.5cm线槽的凹槽部分，剪大约2cm长的一段，两端弯折在一起，正好包住锂电池，做成电池夹。在开口处贴一块小PVC方块，做好封口。

24. 把拨动开关和PH插座涂上少量502胶水，固定在电池夹上。用金属导线将拨动开关和PH插座之间的引脚焊接在一起。

25. 给减速电机的两个电极焊接上导线。按照电路原理图或者焊接示意图把电路接好。

26. 锂电池可以直接装在做好的电池夹中，也可以再做一个电池夹（用胶水固定在机械兽底部的肋骨架上），将锂电池隐藏在机械兽底部。

27. 剪一块长3.5cm、宽1cm左右的PVC方条，弯折成凸字形，作为开关部分安装到另一侧肋骨架上的底座。借助502胶水把开关部分与底座一起粘贴固定在肋骨架上。注意把PCV方条多出的部分剪掉。

28. 整机调试。

接通锂电池，打开拨动开关，测试整体效果。若出现被卡住的情况，可以尝试先把电机拆下来，用钳子直接夹住曲柄轴手工转动，仔细查找被卡住的原因。若某关节铰链的螺丝、螺母太紧，可以把螺母松开一定空间；若是关节直接被胶水粘住，就要先把502胶水清除，再重新固定。

最后，假如减速电机已经能够顺畅带动整体结构运动，则可以考虑在减速电机的转盘孔中涂少量502胶水，然后再套到曲柄轴上固定好，一个多足步履机械兽就完成了。