行走机构和自驱动智能储物柜的制作方法

本申请涉及机械机构领域和智能物流领域，更具体地说，涉及一种行走机构以及包括该行走机构的自驱动智能储物柜。

背景技术：

行走机构是行走式装置的重要执行机构，用于实现该行走式装置的移动功能，广泛应用于各种车辆、机器人等应用场合中。根据不同的结构形式，行走机构可以包括轮式行走机构、履带式行走机构和步行式行走机构等。

当前，随着社会经济活动的日趋频繁，物流配送的配送量和配送频率也与日俱增。因此，业内已经提出了解决物流配送“最后一公里”的自驱动配送机器人或自驱动配送储物柜。然而，在实际配送过程中，自驱动配送机器人或自驱动配送储物柜需要面临各种复杂的路面情况，例如具有平整路面和电梯设施的写字楼或社区，不具有电梯设施的老旧楼房，以及没有平整路面的郊区或乡村。

而在传统的行走机构中，通常仅单一地配置有轮式或履带式的行走机构，对于轮式行走机构来说，无法适用于楼梯或非平整路面的路面情况；而对于履带式行走机构来说，由于机械效率、噪声等问题，也不宜应用于人口聚集的写字楼或社区的情形中。

因此，如何提供一种兼容性更高的行走机构解决方案，以能够在各种路面情况下进行移动，进而适用于在各种工况下实现物流配送，成为本领域需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提出了一种行走机构的解决方案。

根据本申请，提出了一种行走机构，该行走机构包括设置有履带式行走机构的主底盘：所述行走机构还包括位于所述主底盘下方且位于所述履带式行走机构内侧的轮式行走机构；并且所述行走机构还包括转换装置，该转换装置用于使所述行走机构在通过所述轮式行走机构进行移动与通过履带式行走机构进行移动之间进行转换。

优选地，所述主底盘包括沿纵向方向布置的第一底盘和第二底盘；所述履带式行走机构包括沿纵向方向彼此间隔设置的一对第一履带和一对第二履带；所述一对第一履带分别设置于所述第一底盘的两侧，所述一对第二履带分别设置于所述第二底盘的两侧。

优选地，所述一对第一履带和一对第二履带中的每个履带为独立驱动的。

优选地，所述第一底盘和第二底盘彼此铰接连接；优选情况下，所述第一底盘和第二底盘之间设置有可释放的锁合机构。

优选地，所述轮式行走机构包括：至少三个万向轮，该至少三个万向轮中具有至少一个驱动轮。

优选地，所述轮式行走机构包括：一对第一万向轮和一对第二万向轮，该一对第一万向轮和一对第二万向轮中具有至少一个驱动轮。

优选地，所述行走机构包括位于所述主底盘之下的副底盘，所述轮式行走机构安装于所述副底盘；所述转换装置包括伸缩机构，该伸缩机构设置在所述主底盘和副底盘之间，用于驱动所述副底盘相对于所述主底盘在收缩位置和伸出位置之间往复移动，在所述收缩位置，所述行走机构通过所述履带式行走机构进行移动，在所述伸出位置，所述行走机构通过所述轮式行走机构进行移动。

优选地，所述伸缩机构为至少一个并且为包括气缸机构、液压缸机构、齿轮齿条机构或螺旋机构的线型驱动机构。

优选地，所述轮式行走机构设置于所述主底盘；所述一对第一履带和一对第二履带中的每个履带均通过履带安装部铰接于所述主底盘并能够通过作为转换装置的翻转机构在工作位置和翻转位置之间往复翻转，在所述工作位置，所述行走机构通过所述履带式行走机构进行移动，在所述翻转位置，每个履带及其履带安装部相对于所述主底盘偏向外侧翻转，所述行走机构通过所述轮式行走机构进行移动。

优选地，所述翻转所围绕的轴线为水平延伸的纵向轴线。

优选地，所述行走机构还包括具有支腿的步行式行走机构，该步行式行走机构具有备用状态和启动状态，在所述备用状态，所述步行式行走机构的支腿不参与行走；在所述启动状态，所述行走机构仅通过所述步行式行走机构的支腿进行移动，或者所述行走机构通过所述步行式行走机构的支腿和履带式行走机构或轮式行走机构的配合而进行移动。

此外，本申请还提供了一种自驱动智能储物柜，该自驱动智能储物柜包括行走机构和由该行走机构所承载的柜体，所述行走机构为上述行走机构。

优选地，所述柜体一体地固定设置于所述主底盘的上表面；或者所述柜体为独立的柜体，所述柜体可拆卸地固定设置于所述主底盘的上表面；或者所述柜体为独立的柜体，所述柜体通过位置调节装置而安装于所述主底盘的上表面，所述位置调节装置用于调节所述柜体相对于所述主底盘的相对位置。

优选地，所述位置调节装置为滑动机构、连杆机构、气缸机构、液压缸机构中的至少一种。

优选地，该自驱动智能储物柜具有能够自动关闭和打开的至少一个储物空间。

根据本申请的技术方案，利用转换装置，能够根据不同的路面情况，允许行走机构选择轮式行走机构进行移动，或者选择履带式行走机构进行移动，从而获得更高的路况兼容性，以在应用于自驱动储物柜时能够适用于在各种工况下进行物流配送。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请优选实施方式的自驱动智能储物柜的示意图。

图2至图6为根据本申请优选实施方式的行走机构的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

如各个附图所示，本申请提供了行走机构以及包括该行走机构的自驱动智能储物柜的技术方案。

根据本申请，如图1和图2所示，所述行走机构包括设置有履带式行走机构的主底盘10，所述行走机构还包括位于所述主底盘10下方且位于所述履带式行走机构内侧的轮式行走机构(图3至图6所示)；并且所述行走机构还包括转换装置，该转换装置用于使所述行走机构在通过所述轮式行走机构进行移动与通过履带式行走机构进行移动之间进行转换。

与传统的行走机构中一般仅具有单种行走机构不同的是，在本申请所提供的行走机构中，在主底盘10设置有轮式行走机构和履带式行走机构。而且，利用转换装置，能够根据不同的路面情况，允许行走机构选择轮式行走机构进行移动，或者选择履带式行走机构进行移动。

因此，当较为平顺的路面情况时，可以采用轮式行走机构，从而获得相对平稳、噪声相对低的行驶效果；而当无法利用轮式行走机构时，例如坑洼路面、砾石路面或者尤其是楼梯情形下，则可以利用履带式行走机构进行移动。

因而，本申请的行走机构的技术方案能够获得更高的路况兼容性，能够在各种路面情况下进行移动，从而在应用于自驱动储物柜时能够适用于在各种工况下进行物流配送。

此外，在本申请的行走机构的技术方案中，如图3至图6所示，轮式行走机构位于所述履带式行走机构的内侧。在本申请中，如图1所示，所谓“纵向”是指行走机构正常行驶状态下的前进后退方向，所谓“内侧”或“外侧”是在垂直于纵向方向的横向方向上朝向行走机构内部的一侧或外部的一侧。由于轮式行走机构位于履带式行走机构的内侧，因此一方面能够对轮式行走机构起到保护的作用，同时获得较为美观的效果；另一方面，轮式行走机构能够更为集中地承载主底盘10上的负荷。同时，履带式行走机构分布范围较大，因此在崎岖复杂路面情况时(例如在爬楼梯时)，能够获得更大程度的抓地作用。

主底盘10构成行走机构的主体部分，可以在该主底盘10上设置各种给履带式行走机构或轮式行走机构提供动力或电能的装置。根据不同的情形，主底盘10可以具有各种不同的结构形式，例如主底盘10可以为单个板状结构；或者在优选情况下，如图2所示，所述主底盘10为分体式设计，可包括沿纵向方向布置的第一底盘11和第二底盘12。在该情形下，所述履带式行走机构包括沿纵向方向彼此间隔设置的一对第一履带101和一对第二履带102，所述一对第一履带101分别设置于所述第一底盘11的两侧，所述一对第二履带102分别设置于所述第二底盘12的两侧。

因此，通过设置履带，能够相对扩大履带与地面的接触面积，获得良好的行驶能力。而且，在一条履带出现故障的情况下，在其余履带的带动下，依然能够完成移动任务。尤其是在楼梯工况中，利用前后布置的第一底盘和第二底盘及其两对履带，能够实现前拉后推的驱动效果。各个履带的驱动可以共用一个动力源，如电机或发动机；但在优选情况下，每个履带独立驱动，即所述一对第一履带101和一对第二履带102中的每个履带为独立驱动的。虽然在图示的实施方式中图示有两对履带，但本申请并不限于此，根据不同的设计选择，还可以设计为分布在两侧的两条履带，也可以设计有更多对履带。这些设计变形方式均在本申请的范围之内。

第一底盘11和第二底盘12可以具有多种连接方式，例如利用类似于车钩装置的连接装置实现连接，以补偿二者之间的相对运动。优选情况下，为了适应于复杂崎岖路况，如图2所示，所述第一底盘和第二底盘彼此铰接连接，该铰接连接可以为平面铰接副，也可以为球面铰接副。

另外，在优选情况下，所述第一底盘和第二底盘之间设置有可释放的锁合机构。该锁合机构可以具有多种形式，例如电磁吸合件、机械挂钩、自动控制的连接杆等行驶。利用锁合机构，在崎岖路面情况下，可以将锁合机构释放，而允许第一底盘11和第二底盘12之间具有相对运动的自由度，例如在不同维度上的相对转动；而在平顺路面行驶时，则可以利用锁合机构将第一底盘11和第二底盘12相互刚性连接，以增强主底盘10的整体刚度。

轮式行走机构通常包括至少一个轮子。在本申请的技术方案中，为了便于实现行走机构的转向，所述轮式行走机构包括：至少三个万向轮，该至少三个万向轮中具有至少一个驱动轮。优选情况下，如图2至图6所示，所述轮式行走机构包括：一对第一万向轮201和一对第二万向轮202，该一对第一万向轮201和一对第二万向轮202中具有至少一个驱动轮。万向轮的具体结构可以参考目前常用的被动式万向轮或驱动式万向轮的各种结构形式，并根据行走机构的应用场合而加以选择，因此在本申请中将不做详细描述。

如上所述，转换装置作为实现本申请目的的核心特征。如下将提供至少两种转换装置的实现方式。

如图3和图4所示，所述行走机构包括位于所述主底盘10之下的副底盘20，所述轮式行走机构安装于所述副底盘20；所述转换装置包括伸缩机构21，该伸缩机构设置在所述主底盘10和副底盘20之间，用于驱动所述副底盘20相对于所述主底盘10在收缩位置和伸出位置之间往复移动，在所述收缩位置，所述行走机构通过所述履带式行走机构进行移动，在所述伸出位置，所述行走机构通过所述轮式行走机构进行移动。

副底盘20为轮式行走机构的各个轮子提供安装基础，可以形成有板状结构。副底盘20通过伸缩机构21连接于主底盘10的底侧，因此能够在该伸缩机构21的驱动下相对于主底盘10上下移动，如图3中箭头所示。

当伸缩机构21回缩时，副底盘20可接近或贴合于主底盘10的下侧，此时副底盘20处于收缩位置。在该收缩位置，安装于副底盘20的轮式行走机构的各个轮子的最低下缘高于履带的最低下缘，因此所述行走机构通过所述履带式行走机构进行移动。

而当伸缩机构21向下伸出时，副底盘20远离主底盘10的下侧并向下移动，从而使得副底盘20处于伸出位置。在该伸出位置，安装于副底盘20的轮式行走机构的各个轮子的最低下缘向下突出于履带的最低下缘，因此，所述行走机构通过所述轮式行走机构进行移动，如图3和图4所示。

通过上述描述可知，利用伸缩机构的工作，能够使所述行走机构在通过所述轮式行走机构进行移动与通过履带式行走机构进行移动之间进行转换。伸缩机构21可以具有各种形式，例如，伸缩机构可以为包括气缸机构、液压缸机构、齿轮齿条机构或螺旋机构的线型驱动机构。此外，虽然在图示实施方式中，仅图示有单个伸缩机构，但本申请并不限于此，可以设置有多个伸缩机构，这些变形形式都在本申请的范围之内。

另一种转换机构参考图5和图6。如图5和图6所示，所述轮式行走机构设置于所述主底盘10并位于履带式行走机构的内侧；同时，所述一对第一履带101和一对第二履带102中的每个履带均通过履带安装部s铰接于所述主底盘10并能够通过作为转换装置的翻转机构在工作位置和翻转位置之间往复翻转，在所述工作位置，所述行走机构通过所述履带式行走机构进行移动，在所述翻转位置，每个履带及其履带安装部相对于所述主底盘10偏向外侧翻转，所述行走机构通过所述轮式行走机构进行移动。

在该形式中，轮式行走机构可直接或间接设置于主底盘10的下侧。可不对轮式行走机构进行调节，而是调节履带的位置。具体来说，如图5和图6所示，各个履带通过履带安装部s铰接于主底盘10，可以铰接于主底盘10的侧部或下侧，而且履带安装部s作为履带的安装基础可承载有履带的驱动装置。由于履带安装部s与主底盘10的铰接连接，因此当需要时可以使得履带安装部s相对于主底盘10在工作位置和翻转位置之间往复翻转，如图5中箭头所示。作为转换装置的翻转机构可以具有提供旋转驱动力的驱动装置，如电机。

如图5所示，各个履带在工作位置时，各个履带可支撑于地面。此时，轮式行走机构的轮子的最低下缘高于履带的最低下缘，因此所述行走机构通过所述履带式行走机构进行移动。

而如图6所示，当利用铰链使履带安装部s相对于主底盘10偏向外侧翻转时，此时各个履带及其履带安装部s相对于所述主底盘10偏向外侧翻转，从而进入翻转位置。此时，轮式行走机构的轮子的最低下缘向下突出于履带的最低下缘，因此所述行走机构通过所述轮式行走机构进行移动。

为了满足履带及其履带安装部的翻转，所述翻转所围绕的轴线为水平延伸的纵向轴线，即在图5和图6所示垂直纸面的方向。

为了实现轮式行走机构与履带式行走机构的转换，还可以利用其它设置方式的转换机构来实现。例如，可以利用连杆机构实现轮式行走机构的上下移动。

以上对包括有轮式行走机构和履带式行走机构的行走机构进行了详细地描述。在本申请的优选实施方式中，所述行走机构还包括具有支腿的步行式行走机构，该步行式行走机构具有备用状态和启动状态，在所述备用状态，所述步行式行走机构的支腿不参与行走；在所述启动状态，所述行走机构仅通过所述步行式行走机构的支腿进行移动，或者所述行走机构通过所述步行式行走机构的支腿和履带式行走机构或轮式行走机构的配合而进行移动。

步进式行走机构包括支腿，优选有多个支腿，每个支腿可单独地由驱动机构来驱动。各个支腿的相互配合动作，能够实现行走机构的整体移动。步进式行走机构可以具有各种结构形式，这一点可参考目前已有的各种步进式机器人的设置方式。步进式行走机构优选设置在本申请行走机构的前端和/或后端。

在本申请的技术方案中，步进式行走机构具有备用状态，在该备用状态下可不启用步进式行走机构进行移动，例如其各个支腿处于收缩状态。而在启动状态下，所述行走机构可以仅通过所述步行式行走机构的支腿进行移动，例如在上述轮式行走机构和履带式行走机构均出现故障时。或者，为了跨域或穿过通行难度较大的路面时，所述行走机构通过所述步行式行走机构的支腿和履带式行走机构或轮式行走机构的配合而进行移动，从而极大程度上增加了行走机构的通过性。

以上对本申请的行进机构进行了详细地描述。该行进机构的技术方案可以应用于各种合适的应用场合，例如各种用途的机器人，但尤其适用于物流领域。如下，将对本申请所提供的自驱动智能储物柜进行描述。

如图1所示，根据本申请的自驱动智能储物柜包括行走机构和由该行走机构所承载的柜体30，所述行走机构为本申请所提供的上述行走机构。在物流配送领域，该自驱动智能储物柜也可以视为是一种物流配送机器人。

与传统的储物柜类似的是，本申请的自驱动智能储物柜可以具有一个或多个储物空间，每个储物空间具有自动关闭和/或自动打开的功能。储物空间的尺寸大小可以相同或不相同，可以根据常用待配送物的尺寸而选择设计。

但与传统储物柜不同的是，本申请的自驱动智能储物柜可设置有操作面板，供最终用户提取或寄送待配送物时操作使用。还可设置有定位装置，以知道该自驱动智能储物柜当前的定位位置以及目的地的位置所在。此外，还可以设置有身份模块，该身份模块可以为二维码或者非接触的如无线射频识别(rfid)模块等。本申请的自驱动智能储物柜能够与控制模块相互通信，可以将其每个储物空间内存储的待配送物的信息发送给控制模块，也可以将其位置信息发送给控制模块。根据不同的工况，本申请的自驱动智能储物柜可以将所需的各种上述信息发送给控制模块，如其哪个储物空间内的待配送物已经被取走，或者如果未被取走已经滞留多少时间等。储物柜与控制模块相互交互的信息并不限于此，可以根据不同的工况场合而选择将各种不同的所需信息进行不同设备之间的通信交互。尤其是，可以根据控制模块的指令，从当前位置出发而行进到目标位置，从而实现物流的输送。

如图1所示，柜体30由行走机构所承载。根据不同的情况，柜体30与主底盘10之间的可以设计有多种配合方式。例如，所述柜体30可以一体地固定设置于所述主底盘10的上表面；或者所述柜体30为独立的柜体，柜体30可拆卸地固定设置于所述主底盘10的上表面。

优选情况下，所述柜体30为独立的柜体，所述柜体30通过位置调节装置而安装于所述主底盘的上表面，所述位置调节装置用于调节所述柜体30相对于所述主底盘10的相对位置。

根据不同的工况，位置调节装置可以在多个空间维度上调节柜体30相对于主底盘10的相对位置。例如，可以在水平面的纵向方向或横向方向调节柜体30的位置，也可以在竖直方向上调节柜体30的高度。也可以通过旋转自由度来调节柜体30相对于主底盘10的相对位置，例如使得柜体30的前侧距离主底盘10的上表面较近，而后侧距离主底盘10的上表面较远。通过多个空间维度上的调节，不但能够使储物柜的整体重心保持稳定，也可以保持柜体30处于竖直方位而与主底盘10的位置无关(例如在爬行楼梯时)。

所述位置调节装置可以具有多种形式，例如滑动机构、连杆机构、气缸机构、液压缸机构等等。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。