本发明涉及行走轮系转向系统，尤其是涉及一种同步行走机构载具。
背景技术：
典型的全轮转向机构比依靠两个前轮转向的传统机构具有很小的转弯半径。很多传统的多轮转向机构并不能够适合各种环境，例如在仓库极为有限的狭窄过道移动空间中，就需要反复笨拙地多次微量进退才能完成车辆的方向调整，很难控制车轮行走的方向改变。其他现有传统转向机构的问题还包括无法有效控制速度、停靠及整机自转问题。
因此，解决上述问题的同步行走机构载具是有必要的。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种同步行走机构载具，使其可轻松快速的实现载具的同步瞬时转向，从而克服现有的全轮转向机构和传统前轮转向机构的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种同步行走机构载具，包括：
一个底座；
一组安装在所述底座上并相对底座转动的行走轮系总成，每个行走轮系总成包括：至少一个滚动轮；一个流体转动接头或者一个电动转动滑环使得至少一个滚动轮得以转动；以及一个悬挂机构，所述悬挂机构有一个安装于每个行走轮系总成和底座之间可自由伸缩的螺旋弹簧；
一组安装在所述底座上并相对底座转动的转向机构总成，每个转向机构总成包括一个曲柄臂和一个在每个曲柄臂一端且偏离转向机构中心的曲柄销，每个曲柄臂的另一端与一组行走轮系总成中各自对应的一个行走轮系总成相互连接；
一个转向驱动总成，包括一个与每个曲柄销相铰接的转向驱动框架，以及至少一个动力单元可随意操纵转向驱动框架使各转向机构同步瞬时转动。
作为本发明的一种改进，所述转向驱动总成还包括：一个主动转向总成，其与所述动力单元及转向驱动框架相铰接，从而带动同步行走机构载具的转向。
进一步改进，所述转向机构总成具有彼此平行的旋转轴线，并且任意一对转向机构总成的转动轴线间距保持常数。
进一步改进，所述转向驱动框架包括至少一个与第一行走轮系总成相关的第一部分，以及至少一个与第二行走轮系总成相关的第二部分。
进一步改进，所述转向驱动框架的至少一个第一部分和至少一个第二部分与一个或多个单独的动力单元相连接，所述一个或多个单独的动力单元用于调节至少一个第一部分和至少一个第二部分的相互位置，使得至少一个滚动轮与另外两个滚动轮不再保持平行关系。
进一步改进，所述转向驱动框架包括至少一个第一转向驱动框架和至少一个第二转向驱动框架，至少一个第一转向驱动框架和至少一个第二转向驱动框架通过至少一个动力单元相互连接，至少一个第一转向驱动框架与沿对角排列的两个行走轮系总成相关联，至少一个第二转向驱动框架与沿另一对角排列的另两个行走轮系总成相关联，在两个驱动框架作用下使得沿对角线分布的滚动轮相互平行及相邻的滚动轮相互垂直，以达到回绕行走机构载具中心的转动目的。
进一步改进，至少有一个动力单元为线性动力单元。
进一步改进，所述线性动力单元包括一个流体动力单元。
进一步改进，所述流体动力单元是液压动力单元、气压动力单元或液压动力和气压动力组合形成的混合动力单元。
进一步改进，所述线性动力单元包括一个螺旋丝杠动力单元。
进一步改进，至少有一个动力单元为转动动力单元。
进一步改进，每个行走轮系总成还包括一个旋转动力单元以及每个行走轮系总成至少有一个由一组辐条状的螺旋推力机构组成的滚动轮，其中每个单一辐条均具有螺旋浆叶片功能。
本发明还提供一种同步行走机构载具，包括：
一个带有一组支撑轮子的托载平台；
一组与所述托载平台拆装的同步行走机构载具子系统，所述每个同步行走机构载具子系统包括：
一个底座；
一组安装在所述底座上并相对底座转动的行走轮系总成，每个行走轮系总成包括：至少一个滚动轮；一个流体转动接头或者一个电动转动滑环使得至少一个滚动轮得以转动；以及一个悬挂机构，所述悬挂机构有一个安装于每个行走轮系总成和底座之间可自由伸缩的螺旋弹簧；
一组安装在所述底座上并相对底座可以回转的转向机构总成，每个转向机构总成包括一个曲柄臂和一个在每个曲柄臂一端且偏离转向机构中心的曲柄销，每个曲柄臂的另一端和与其对应的行走轮系总成相互连接；
一个转向驱动总成，包括一个与每个曲柄销相铰接的转向驱动框架，以及至少一个动力单元可随意操纵转向驱动框架使各转向机构同步瞬时转动。
进一步改进，各个同步行走机构载具子系统的转向驱动总成与一个共同的刚性结构相连接。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明同步行走机构载具通过设置底座、行走轮系总成、转向机构总成和转向驱动总成，在转向驱动总成的带动下能实现将各个行走轮系总成相对于底座实现同步瞬时转动，从而使得每个行走轮系总成所对应的各个滚动轮沿所需要的方向滚动。
该发明的上述及其他有关特点将结合附图进行详细说明。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1a为本发明第一个实施案例中采用一个线性动力单元的同步行走机构载具透视图。
图1b为本发明中涉及的一个同步行走机构载具中的一个滚动轮的悬挂装置图。
图2a为本发明第二个同步行走机构载具实施案例的透视图。
图2b为本发明第二个实施案例中采用一个线性动力单元的同步行走机构载具的示意图。
图3为本发明第三个实施案例同步行走机构载具的透视图。
图4为本发明第四个实施案例同步行走机构载具的透视图。
图5a为本发明第五个实施案例同步行走机构载具的透视图。
图5b为本发明未配置动力单元的同步行走机构载具的第五个实施案例示意图。
图5c为本发明放置在无自驱动力的托载平台里的一组同步行走机构载具子系统的示意图。
图6为本发明第六个实施例的同步行走机构载具透视图。
参考标识与相关特点一致对应贯穿于各个附图中。
具体实施方式
图1a～6描述的是本发明各种不同实施案例的同步行走机构载具。下文中所有的“同步行走机构载具”一词将以“sms”简称。
如图1a和1b所示，参考号为100a的第一个sms实施案例。sms100a包含一个底座105,底座上有一个主动铰接孔110，一组有按间隔排列的被动铰接孔115，一个安装在底座105上与主动铰接孔110转动相连的主动转向总成120，一组与底座105上各自对应的被动铰接孔115转动相连的被动的转向机构总成125。被动转向机构总成125的转动轴线彼此平行。sms100a包括一个与主动转向总成120以及各个被动转向机构总成125铰接的转向驱动总成130。一个动力单元135与主动转向总成120铰接并带动主动转向总成120选择性转动。主动转向总成120的转动迫使转向驱动总成130的主动力曲柄动作从而带动所有被动转向机构总成125以及各自对应的滚动轮147同步瞬时转动。动力单元135可以采用线性动力单元，例如流体动力单元或螺杆丝杠动力单元。线性动力单元可以是一个液压动力单元、气压动力单元或液压动力和气压动力组合形成的混合动力单元。
滚动轮147是行走轮系总成140的一部分。每个行走轮系总成140可以包括一个转向轭145，一个滚动轮轴146(参见图1b)。每个滚动轮147可相对各自的滚动轮轴146滚动。滚动轮轴146可以被固定在转向轭145上以防止滚动轮147从行走轮系总成140上脱落。每个行走轮系总成140包括一个悬挂机构149，该机构上有一个可在转向轭145和底座105之间做延展动作的减震螺旋弹簧151。每个行走轮系总成140与一个对应的被动转向机构总成125连接，如图1a所示。结构上可以看出，同步行走机构载具100a包括一个动力单元(这里未展示)，例如一个电动马达或液动马达，用于驱动100a上的每个滚动轮147行走。每个行走轮系总成140在液压驱动时可以配置液压转动接头152或在电力驱动时配置电动转动滑环153避免滚动轮147转向时造成液力管线或电源控制线128出现缠绕干涉现象。
底座105通常是一个中心部分呈开放状的框架结构。每个被动转向机构总成125包括一个杆状曲柄臂127以及对应曲柄臂127一端向上突起的偏心曲柄销129。曲柄臂127的另一端与行走轮系总成140相连接。主动转向总成120包括一个连接线性动力单元135的转向臂122。转向臂122的一端与线性动力单元135铰接，另一端则与从底座105外伸的销子124铰接。
转向驱动总成130包括一个有主动铰接孔134和一组被动铰接孔136的转向驱动框架132。主动铰接孔134承接从转向臂122外伸的销子124。一组被动铰接孔136各自承接对应的曲柄销129。转向驱动框架132，与底座105类似，采用呈开放式的中间部分。在以下的图示实施案例中，需要强调一般底座105和转向驱动框架132可以设计成任何非规范的几何形状。不论底座105和转向驱动框架132采用何种设计，所有的转向机构总成的回转轴线必须保持平行。任何一对转向总成的平行轴线距离必须保持不变。为了同步瞬时操纵转向总成120、125向同一方向转动，在转向驱动框架132和底座105上相对应的铰接孔之间的距离必须保持恒定，并且滚动轮必须保持平行。例如，转向驱动框架132上相邻的铰接孔136之间的距离及底座上对应的相邻铰接孔115之间的距离应该是恒定的以确保可以同时操纵滚动轮向同一方向转动。只要距离保持恒定，底座105及对应的转向驱动框架132就可以根据要求进行随机变化。
各个滚动轮147的转向受控于主动转向总成120及线性动力单元135的选择运动。当线性动力单元135沿其长度变化伸缩时，转向总成120使得转向驱动总成130上的转向驱动框架132摆动，从而迫使滚动轮147同步瞬时向同一方向转动。例如，线性动力单元转向臂122可以在一个取值范围从-90°到90°的特定范围内转动，因为在大多数应用案例中，无需采用无限连续转向。
如图2a和2b所示，为同步行走机构载具的第二个实施案例，参考号为sms100b。sms100b本质上与sms100a类似。但是sms100b包括一个三角几何形状的底座205。与sms100a类似，sms100b的底座205包括一组间隔排列的铰接孔210，一组从底座205上各自的铰接孔210伸出的转向机构总成，比如第一转向机构总成225a，第二转向机构总成225b,和第三个转向机构总成225c,以及一个转向驱动总成230。sms100b包括一组行走轮系总成，每个行走轮系总成包括一个转向轭245和一个与转向轭连接的滚动轮247。轮系总成可以包括第一轮系总成240a，第二轮系总成240b和第三轮系总成240c。每个轮系总成240a～240c与各自的转向机构总成225a～225c相连接。与轮系总成140相似，每个轮系总成240a～240c中至少有一个滚动轮247和一个悬挂机构249，类似于上述的悬挂机构149。
和sms100a相似，sms100b的底座205通常采用框架结构，每个转向机构总成225a～225c各自带有一个条形曲柄臂227和一个从对应的曲柄臂227一端向上伸出的离心曲柄销229。曲柄臂227的另一端与240a～240c各自相对应的轮系总成连接。
sms100b的转向驱动总成230包括一个转向驱动框架232，转向驱动框架232包括一个梯形的第一部分234a和一个三角形的第二部分234b。如图2b所示，第一部分234a和第二部分234b可以直接相连。转向驱动框架232包括一组铰接孔236，每个铰接孔236与对应的曲柄销229铰接。转向驱动框架232的第一部分234a与第一转向机构225a和第二转向机构225b相铰接。转向驱动框架232的第二部分234b与第三转向机构232c相铰接。转向驱动框架232的两部分234a和234b与转向机构总成225a～225c中的一个相对应连接，使得转向机构总成225a-225c可以同步瞬时向同一方向转向。在转向驱动总成230上的每个相邻的铰接孔236之间的距离和在底座上的对应的铰接孔之间的距离是相等的。轮子可以如图2a的箭头a所示方向同步瞬时平行前进或向反方向后退。
如图2b所示的另一形式，转向驱动框架232上的第一部分234a和第二部分234b可以通过一个线性动力单元235彼此连接，这与sms100a上的线性动力单元135类似。转向驱动框架232上的第一部分234a用于驱动连接在轮系总成240a和240b上的滚动轮247。转向驱动框架232上的第二部分234b用于驱动连接在轮系总成240c上的滚动轮247。当线性动力单元235伸展时，第一部分234a和第二部分234b被迫彼此分离，从而改变了转向驱动框架232上相邻的铰接孔之间以及底座205上对应的相邻的铰接孔之间的距离。如箭头a所示，在移动期间，与转向驱动框架232上第一部分234a相连的滚动轮247保持彼此平行，而与驱动框架232上第二部分234b相连的滚动轮247将转向与另外两个滚动轮运动不同的方向，如图2b箭头a'所示。第三个轮子向不同方向移动可以产生一个阻止另外两个轮子移动的阻力，这样可以使减速刹车或停车更加随意。
如图3所示，sms的第三个实施案例参考号为100c。100c与100a本质上相似。sms100c包括有一个主动铰接孔310和一组被动铰接孔315的底座305，至少一个动力单元320，比如一个转动动力单元，可相对转动地安装在底座305上的主动铰接孔310内，一组转向机构总成325。每个转向机构总成325都可相对转动地安装在底座305上各自对应的被动铰接孔315内。sms100c还包括一个转向驱动总成330，该总成具有一个与动力单元320和转向机构总成325相铰接的转向驱动框架335，可同步瞬时选择性操作转向机构总成325，这与之前表述的100a相类似。
与sms100a类似，sms100c包括一组行走轮系总成，每个行走轮系总成包括一个转向轭和一个滚动轮347。sms100c可以包括第一个行走轮系总成340a，第二个行走轮系总成340b,第三个行走轮系总成340c和第四个行走轮系总成340d。第一个行走轮系总成340a和第四个行走轮系总成340d组成第一轮系总成组342a。第二个行走轮系340b和第三个行走轮系340c组成第二轮系总成组342b。值得注意的是，与sms100a类似，每个行走轮系总成340a～340d都可以附加一个与前述悬挂机构149相类似的悬挂机构349。转向驱动总成330可以与转向机构总成325相连，使得转向驱动总成在运动时可同步瞬时转动与之相连的第一轮系总成组342a朝着与第二轮系总成组342b不同的方向转动。因此，动力单元320可以使sms100c上第一轮系总成组342a的滚动轮347向第一个方向运动，比如向箭头a"所示方向前进，而第二轮系总成组342b上的滚动轮347可以向与第一个方向相反方向运动，比如向箭头a”'所示方向的逆向运动。尽管方向不同，但两组轮系总成组342a、342b的滚动轮347保持彼此平行。这一设计使得轮子347与其接触面形成反向阻力从而产生回转扭矩使得100c在地面上转动，比如围绕100c的垂直中轴线c转动。
如图4所示，sms的第四个实施案例，参考号为sms100d。sms100d本质上与sms100a相类似。但sms100d包括一个矩形设计的底座400，一个安装在底座400上的动力单元410，动力单元410是一个转动动力机构，用于驱动sms100d在一个预设定的方向运行，一个转向驱动总成415配有第一转向驱动框架420和第二转向驱动框架430。
第一转向驱动框架420和第二转向驱动框架430的几何形状类似并相互连接在底座400上，如同在sms100a上转向驱动总成130和底座105相互连接是一样的。第一转向驱动框架420和第二转向驱动框架430通过一个线性动力单元440相互连接，使得第一转向驱动框架420与第二转向驱动框架430的相对位置可以调整。与sms100a相似，sms100d包括一组行走轮系总成，其中包括第一行走轮系总成410a，第二行走轮系总成410b，第三行走轮系总成410c和第四行走轮系总成410d。各行走轮系总成410a～410d中包括至少一个滚动轮412和一个与前述的悬挂机构149类似的悬挂机构449。第一转向驱动框架420与对角线位置上的两个行走轮系总成相连接，比如行走轮系总成410a和行走轮系总成410c。第二转向驱动架430与另外两个在另一对角线上的行走轮系总成相连接，即行走轮系总成410b和行走轮系总成410d。
sms100d的转向借助于线性动力单元440的运动实现，比如其外伸或内缩运动。由于线性动力单元440驱动第一转向驱动框架420和第二转向驱动框架430的相对运动(即沿对角线连接)，沿对角线的轮系总成仍保持平行移动但方向相反，这样就保证了sms100d的各个轮系总成可以围绕转动中心c做完美的圆形运动，如箭头aa所示。每个轮系总成410a～410d上的滚动轮412可同步、同速、瞬时转动。
如图5a～5c所示，为第五个sms实施案例，参考号为100e。sms100e涉及同步行走机构载具的牵引拖车部分，本质上与sms100a相似，用于移动一台无动力工作机械500,例如无动力行走桅杆式升降平台。机器500包括一个至少有两个开口槽515的底座510,开口槽的纵向长度与底座510对应端一致，如图5a所示。sms100e可以作为主动力牵引部分与无动力工作机械500的底座510相连，如图5b所示。
sms100e与sms100a本质上相似，不同点在于：sms100e通常带有一个开放式的矩形托载平台520,托载平台520配有一前部524a和一后部524b的第一侧边522，配有一前部528a和一后部528b的第二侧边526，以及一个连接第一侧边522的前部524a和第二侧边526前部528a之间伸展的第三底边530。sms100e的托载平台520包括一对从拖载平台520的第一侧边522和第二侧边524的内表面伸出的导向板521。每个导向板521都可嵌入无动力工作机械500的底座510相对应的开口槽515内。每个导向板521还包括一个锁定机构523，比如一个锁栓，以确保sms100e与无动力工作机械500的底座510安全锁紧，如图5b所示。
sms100e还包括一个至少有两个侧驱动杆件的转向驱动总成535，位于第一侧边522和第二侧边526的内表面相对面位置的第一个主驱动杆件537和第二个主驱动杆件539。每个主驱动杆件537和539都有一前部543和一后部545，副驱动杆件541位于托载平台520底边内部。副驱动杆件541与两个侧边主驱动杆件537、539的前端543相固连。
转向机构总成550可转动地安装在主驱动杆件537、539的端点。行走轮系总成555位于托载平台520四周，使得每个行走轮系总成555与各自的转向机构总成550相互连接。每个行走轮系总成555中至少有一个滚动轮560。一个驱动电机总成570位于驱动总成535的副驱动杆件541上。驱动电机总成570驱动车辆sms100e向一个期望的方向转动，比如前进或后退。
操作时，无动力工作机械500可以通过将托载平台520上的导向板521推入底座510上相应的起导向作用的开口槽515中完成连接，如图5b所示。当无动力工作机械500与sms100e上的托载平台相互连接后，开启锁定机构523以防止无动力工作机械500与托载平台520分离。
如图5c所示，sms100e还可包括安装在一个托载平台620上的一组独立的sms单位子系统600。例如，每个sms单位子系统600安装在一组沿各自周边排列的旋转轮630的非动力行走的托载平台620上。每个sms单位子系统600本质上与前述的sms100c相似。各个sms单位子系统600的驱动框架可以通过一刚性杆件610相互连接使得sms单位子系统600上的每个滚动轮共享一个动力单元同时转动。每个sms单位子系统600包括一个底座602和一组转动铰接在底座602上的行走轮系总成606，一个转向驱动框架604使得每个行走轮系总成606可同步瞬时沿同一方向转动，与sms100a类似，一个动力单元620，即一个转动动力单元。每个行走轮系总成606至少由一个滚动轮608配备一个与上述的悬挂机构149相似的悬挂机构649。与无动力工作机械500的底座510插入托载框架520的方法类似，sms单位子系统600也可以插入无动力托载平台620内，如图5a和5b所示。将每个sms单位子系统600与刚性杆件610固连，每个sms单位子系统600上的各个行走轮系总成606上的各个滚动轮608就可以平行同向同步瞬时转动。和上述的sms100c类似，sms单位子系统600可以设定为滚动轮608朝向某一个方向，比如向前运动，同时另一个sms单位子系统600上的滚动轮向相反的另一个方向运动，比如后退运动。这样就使得无动力驱动的托载平台620可以围绕自身的垂直中心轴线转动。
如图6所示，sms的第六个实施案例，参考号为sms100f。sms100f本质上与sms100a类似，包括一组行走轮系总成700。每个行走轮系总成至少有一个滚动轮710。sms100f的行走轮系总成700包括一个旋转动力单元720，比如一个自防水旋转动力单元，用于转动轮系总成700上对应的滚动轮710，确保sms100f在陆地上或在水上都容易被操作。每个行走轮系总成700的每个滚动轮710还包括一个推进螺旋辐条机构730，该机构有一组螺旋辐条735。与旋转动力单元720相对应的所有滚动轮710均与sms100f底座相互连接，转向机构总成可同时受转向驱动框架驱动，与前述sms100a相似。一个轮胎740安装在每个滚动轮710上以增加驱动摩擦力。
当sms100f在地面上行走，滚动轮710与运行方向相平行。当滚动轮710入水后，其在水中的运行方向保持为与运行方向相垂直，且一个滚动轮和螺旋推进器与另一个滚动轮和螺旋推进器同时运行且相互平行。当sms100f离开水中时，操作正相反。值得注意的是每个滚动轮710应该总是按同一速度转动，无论sms100f是在陆地上还是在水里运行。因此sms100f可以安装在任何需要在陆地和水中同时行走的机器上。当然sms100f可以作为可在水中漂浮的水陆两栖载具的驱动系统使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本发明不应仅仅局限于上述的各实施案例，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。