万向行走机构、万向运输小车及与之配合使用的物流仓库的制作方法

本发明涉及物流设备技术领域，特别涉及一种万向行走机构、万向运输小车及与之配合使用的物流仓库。

背景技术：

随着科技的发展，现如今，社会已进入快生活的时代。在高强度、快节奏的生活中，网购逐渐成为人们获取生活用品的主要途径。每逢双十一等电商节日，往往会由于网购量的暴涨，导致出现快递迟迟不能送达的情况，严重影响人们的日常生活。这是因为，当今社会正处于物流能力不能满足日益庞大的物流需求这一时期。我国是物流大国，解决如何增强物流行业效率这一问题，更是当头之重。而物流过程中，对物件的分类输送是其中最重要的环节之一。所以，提高物流输送的效率是当今社会发展的必然趋势。

据调查，目前的物流市场上运用数量庞大的物流车进行物件分类运送。由于传统的物流车在前进中，其转向方式与普通汽车转向方式类似，为了其工作的稳定性，运输车只能按设定好的程序走“田”字路线。众所周知，两点之间直线最短，当两点间越远，绕行导致的无效路线便越长。故理论上，当运输车都以直线的形式进行物件分类输送，运输效率才能达到最高。但显然，现如今的运输小车无法做到这一点。因为传统的运输车只有前进和后退两个方向，假设都是走直线运输，当数量庞大的运输车一起工作时，需不断微调前进方向来避免车辆的碰撞。理论上虽然可以靠车辆速度的配合达成全体直行的效果，但现实中，还有车辆的颠簸、货物的重量等众多因素限制，以及管理如此庞大的路线数据，使得这一理论不切实际。而一个物流仓库大小往往堪比足球场，为了省去固定线路中的众多无效运输路线，直线前行需要不断转向调整，而其控制等成本使得这种方式不能广泛使用。虽然每次运输的无效路程看似微不足道，但在日处理量以万为单位的物流仓库中，累计起来的损失不可小觑。

假设运输车能万向前进，便可大大降低实现这一效果的难度。据了解，目前市场上还没有出现可大规模生产使用的万向转向机构，因为按已有的技术和产品，虽然可实现所需要的万向转向，但因为成本问题始终无法被广泛应用。为推广万向运输技术的使用，故市场需要一个可行的方案，降低万向运输的成本，以实现物流等运输行业效率的提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种万向行走机构、万向运输小车及与之配合使用的物流仓库，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种万向行走机构，包括底座和万向球，所述底座的底部开有一个直径小于万向球直径的开孔，所述开孔与底座的内腔连通，所述万向球位于底座的内腔，所述万向球的下部通过开孔露出底座外，所述万向球与底座内腔的顶部之间设有多个牛眼万向轮，所述牛眼万向轮的上端与底座内腔的顶部固接，所述牛眼万向轮下端的钢珠与万向球抵顶接触；所述底座内腔设有两台电机，两台所述电机的转动轴上均连接有轮子，两个所述轮子分别与万向球抵顶接触，两个所述轮子的轴线不平行，两台所述电机通过一控制显示器控制，所述底座内设有为两台所述电机供能的储能装置。

进一步地，两个所述轮子的轴线互相垂直。

进一步地，所述电机的一端与一l形支架固定，所述l形支架与底座内腔的顶部固接。

进一步地，所述控制显示器采用plc程序控制两台电机的启停和转速。

一种万向运输小车，包括小车本体，所述小车本体的底部均匀安装有四个行走机构，其中至少一个所述行走机构为上述的万向行走机构。

本发明还提供一种与上述万向运输小车配合使用的物流仓库，包括地面和放置在地面上的若干个货物架，所述地面上间隔设有多个用于万向运输小车定位的磁钉，各所述磁钉均配有一一对应的坐标，所述万向运输小车上设有磁传感器，所述货物架与地面之间留有允许万向运输小车经过的间隙。

进一步地，相邻两个所述磁钉之间的间隔小于万向运输小车的大小。

进一步地，所述地面上设有充电装置。

进一步地，所述万向运输小车上设有接近传感器。

进一步地，所述万向运输小车上设有重量传感器。

有益效果：本万向行走机构可通过控制两台电机的正反转和转速，从而控制万向球的行进方向，根据力的性质和平行四边形定则，万向球可全方位无死角地转向行进；安装有万向行走机构的万向运输小车能够万向行进，缩短运输所需行进的路程，提高了运输效率；本物流仓库设置的配有坐标的磁钉能够用于万向运输小车的定位配合使用，有利于提高物流运输效率。本发明的结构简单，设计合理，成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

图1为本发明万向行走机构的结构示意图(底座两个侧壁不显示)；

图2为本发明万向行走机构的内部结构正面示意图；

图3为本发明万向行走机构的内部结构示意图(底座只显示其顶部)；

图4为本发明万向运输小车的结构示意图；

图5为本发明万向运输小车的正视图；

图6为本发明物流仓库的结构示意图；

图7为图6中a部分的放大图。

具体实施方式

参照图1至图3，一种万向行走机构，包括底座11和万向球12，底座11的底部开有一个直径小于万向球12直径的开孔，开孔与底座11的内腔连通，万向球12位于底座11的内腔，万向球12的下部(约占万向球12体积的1/3)通过开孔露出底座11外，万向球12与底座11内腔的顶部之间设有多个牛眼万向轮13，牛眼万向轮13的上端与底座11内腔的顶部固接，牛眼万向轮13下端的钢珠与万向球12抵顶接触；底座11内腔设有两台电机14，电机14的一端与一l形支架16固定，l形支架16与底座11内腔的顶部固接，两台电机14的转动轴141上均连接有轮子15，两个轮子15分别与万向球12抵顶接触，两个轮子15的轴线不平行，优选的，两个轮子15的轴线互相垂直，两台电机14通过一控制显示器控制，控制显示器采用plc程序控制两台电机14的启停和转速，底座11内设有为两台电机14供能的储能装置。

两台电机14分为主电机和副电机，主电机和副电机均采用伺服电机。当控制显示器传来转弯信号时，主电机和副电机工作，传递动力到相连的两个轮子15上，两个轮子15转动，带动万向球12转动，由力的性质和平行四边形定则可知，当有两个力施加给万向球12时，两个力最终会变成一个合力，而且两个力的大小与方向发生变化时，合力的大小与方向也将随之变化，因此通过控制两台电机14的正反转和转速，从而可以控制作用在万向球12上的合力的方向，万向球12也因此实现了万向行进，即万向行走机构实现了万向行进。

参照图4和图5，本发明还提供了一种万向运输小车，该万向运输小车包括小车本体2，小车本体2的底部均匀安装有四个行走机构1，其中至少一个行走机构1为上述的万向行走机构。具体地，四个行走机构1中只有一个为万向行走机构，余下三个行走机构的结构与万向行走机构相似，包括底座11、四个牛眼万向轮13和万向球12，即余下三个行走机构不包括电机14、轮子15和储能装置等驱动万向球12行进的部件，万向行走机构带动余下三个行走机构不同行进。其中，万向球12采用高强度橡胶制成，以达到增大摩擦的效果，并且还能提高万向运输小车的负载能力，降低成本和万向球12的损耗。采用了万向行走机构的万向运输小车可实现万向行进，缩短运输所需行进的路程，提高了运输效率。

万向运输小车由于自重和货重的原因，肯定会有从上自下施加在万向球12上的力，为保证万向球12的正常工作，应尽量减少这个力所带来的负面效果，设计牛眼万向轮13能尽量的减少小车对小球的摩擦，但设置一个的话很就会对万向球12带来定点的损伤积累，所以在设计上，应设计四个牛眼万向轮13，尽量分散小车重量对万向球12的影响。

参照图6和图7，本发明还提供了一种与上述万向运输小车配合使用的物流仓库，该物流仓库包括地面3和放置在地面3上的若干个货物架4，地面3上间隔设有多个用于万向运输小车定位的磁钉5，各磁钉5均配有一一对应的坐标，万向运输小车上设有磁传感器，磁传感器优选为霍尔元件；为了尽可能实现万向运输小车的万向作用，货物架4与地面3之间留有允许万向运输小车经过的间隙，避免货物架4阻碍万向运输小车行进的情况发生。配有坐标的磁钉5和磁传感器的设置可实现万向运输小车在物流仓库里的智能行进，控制显示器根据获取到的货物信息规划出最佳的行进路线，万向运输小车依照坐标就能准确到达指定的目的地。为了防止万向运输小车在运输途中出现空白信号段的间隔，相邻两个磁钉5之间的间隔需小于万向运输小车的大小。

由于物流仓库中的工作量巨大，所以一个物流仓库中应配备多台万向运输小车，如配备4～8台万向运输小车同时工作，以提高运输货物的效率。由于万向运输小车的行进路线是智能控制而非人为操控的，因此各万向运输小车间的碰撞问题需得到解决。为了解决上述问题，在万向运输小车上设有接近传感器，接近传感器可检测附近是否有其他万向运输小车，当万向运输小车在行进过程中遇到另外的万向运输小车时，则一车停，另一车继续行走，等另一车走后停住的车再继续行进。具体的停走规则可为：将每辆万向运输小车编号，两车相遇时，小号的车停，大号的车继续行进，如1号车与2号车相遇，则1号车停，2号车继续行进，该程序可由plc设定。

在物流系统中，万向运输小车的动力尤为重要，绝不允许万向运输小车在运输途中失去动力。因此，地面3上应设有充电装置，充电装置设置在万向运输小车待机卸货的区域，将万向运输小车上的储能装置连接到充电装置即可实现充电。除此之外，还应对万向运输小车实行换班制的工作时间，因此，在物流仓库里，除工作外的万向运输小车，还应配备有备用的万向运输小车，备用的万向运输小车处于能量充足的状态，在工作的万向运输小车能量不足的情况下，应实现换车工作，这样才能保证物流系统能够正常运行。

关于万向运输小车上货物是否满了的判定，可在万向运输小车上安装一重量传感器，在待机装货的时候接收信号，假如货物重量达到了预设的数值，万向运输小车则出发，不够则继续装货。重量传感器在卸货时不起作用，万向运输小车到达卸货地点后可由人工卸货，继续行进也由人工控制，防止步骤出现混乱。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。