多构态挂接式轮式行走机构的制作方法

本实用新型涉及轮式道路行走机构，具体为一种多构态挂接式轮式行走机构。

背景技术：

轮式行走机构是常见的交通工具，其基本组成包括车架和车轮。

现有车轮行走机构的车轮结构都是车轮绕车轮转轴回转，难以实现横向转动或移动，这在一定程度上限制了系统侧方位停车和迅速避险的灵活性；另外，目前绝大部分车轮行走机构的车架都是固态车架，限制了车体运送货物的形状和大小并且也降低了车体在比较狭小，曲折的道路上行驶的运动能力。

挂接式轮式行走机构是一种用于自动化工厂、机场、车站、航运码头等场所的移动机械装置，负责物品的搬运和运输。这类行走机构通常由一节牵引车拖挂若干节挂接车组成，并且挂接车大部分是单转向驱动型，即最前面一节的牵引车负责掌握运动方向，多转向驱动型虽然也偶有使用，但是两种类型的挂接车都不能实现横移，而且这类挂接车也不能很好地实现挂接车多构态的行走。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出了一种可全方位移动行走的多构态挂接式轮式行走机构。

能够解决上述技术问题的多构态挂接式轮式行走机构，其技术方案包括至少三个球形全向轮，所不同的是前球形全向轮与中球形全向轮以及中球形全向轮与后球形全向轮之间分别通过前车架和后车架连接，各车架的前、后车架体之间设有十字轴关节，所述十字轴关节的竖直转动轴体和水平转动轴体分别连接前、后车架体，前车架体或后车车架具有可调节所连接的球形全向轮间距的伸缩结构，处于不同位置的三个球形全向轮构成了机构不同的行走构态。

本实用新型具有的几种典型行走构态为：

1、三个球形全向轮处于前、后方向的直线上而构成机构的直线型行走构态。

2、三个球形全向轮分别处于三角形的三个顶点上而构成机构的三角型行走构态。

3、三个球形全向轮处于斜向直线上而构成机构的梯字型行走构态。

4、一个球形全向轮和两个球形全向轮分别处于直角三角形的两个直角边上而构成机构的直角型行走构态。

为提高机构行走的稳定性，前、后车架均采用U型架以降低载物重心。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型多构态挂接式轮式行走机构的三个球形全向轮能够很好地实现机构的全方位运动，使行走机构具有更灵活的运动方式。

2、本实用新型可实现直线型、三角型、梯字型、直角型等多种行走构态，能够使行走机构适用于多种复杂路况和场景，在运送和搬运货物场合大大提高了工作效率。

3、本实用新型能够自由的伸长和缩短车架，从而改变三个球轮之间的中心距，使得行走机构的三个接地点围成的面积可调，有效提高机构运动的稳定性。

4、本实用新型在稳定的不同行走构态时，可利用U型前、后车架运送不同形状的货品，有效扩大了行走机构的工作模式。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图。

图2为图1实施方式的俯视图，显示为直线型构态。

图3为图1实施方式的俯视图，显示为三角型构态。

图4为图1实施方式的俯视图，显示为梯字型构态。

图5为图1实施方式的俯视图，显示为直角型构态。

图6为图2中A处的局部放大图。

图号标识：1、前球形全向轮；2、中球形全向轮；3、后球形全向轮；4、前车架；5、后车架；6、十字轴关节；7、前车架体；8、后车架体；9、竖直转动轴体；10、水平转动轴体；11、伸缩结构。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。

本实用新型多构态挂接式轮式行走机构，其技术方案包括通过前车架4和后车架5连接的前球形全向轮1、中球形全向轮2和后球形全向轮3，如图1、图2所示。

前、中、后球形全向轮1、2、3为现有技术，其结构参见专利公布号为CN107697180A《基于人工势场的球形全向车轮机构》的发明专利申请。

U型前车架4包括前车架体7和后车架体8，前车架体7和后车架体8之间通过十字轴关节6连接，前车架4的前车架体7前端固连在前球形全向轮1的顶部，前车架4的后车架体8后端固连在中球形全向轮2的顶部，前车架4的前车架体7与十字轴关节6的连接部位具有可调节前、后长度的伸缩结构11；U型后车架5包括前车架体7和后车架体8，前车架体7和后车架体8之间通过十字轴关节6连接，后车架4的前车架体7前端固连在中球形全向轮2的顶部，后车架5的后车架体8后端固连在后球形全向轮3的顶部，后车架的后车架体8与十字轴关节6的连接部位具有可调节前、后长度的伸缩结构11，如图1、图2所示。

所述十字轴关节6包括竖直转动轴体9和水平转动轴体10，以连接(前车架4)前、后车架7、8的十字轴关节6为例，十字轴关节6的竖直转动轴体9的上、下轴端连接在前车架体7后端U型车叉的上、下叉板上，十字轴关节6的水平转动轴体10的左、右轴端安装于后车架体8前端U型车叉的左、右叉板上，十字轴关节6可以实现前、后车架体7、8之间的左、右转动和上、下转动，如图6所示。

本实用新型的多构态实施方式为：

1、直线型构态，即前、中、后球形全向轮1、2、3处于前、后方向的直线上，此时只要对球形全向轮进行动力分配与控制，保证3个球形全向轮运动的速度大小和方向相同，就能保证行走机构稳定保持直线型构态运动，适应于在比较狭小的小巷中行走，如图2所示。

2、三角型构态，即前、中、后球形全向轮1、2、3分别处于三角形的三个顶点上，此时只要对球形全向轮进行动力分配与控制，保证3个球形全向轮运动的速度大小和方向相同，就能保证行走机构稳定保持三角型构态运动，适应于在崎岖不平的山路中行走，提高其行走的稳定性，如图3所示。

3、梯字型构态，即前、中、后球形全向轮1、2、3处于斜向直线上，此时只要对球形全向轮进行动力分配与控制，保证3个球形全向轮运动的速度大小和方向相同，行走机构就能稳定保持梯字型构态运动，适应于在有很多直角弯道的小道中行走，使其能够灵活的拐过弯道，如图4所示。

4、直角型构态，即前球形全向轮1处于直角三角形的一条直角边上，中、后球形全向轮2、3处于直角三角形的另一条直角边上，此时只要对3个球形全向轮进行动力分配与控制，保证3个球形全向轮运动的速度大小和方向相同，行走机构就能稳定保持三角型构态运动，如图5所示。

5、其它不同规则形状构态，即前、中、后球形全向轮1、2、3可处于不同的位置上而构成不同规则形状的构状，此时只要对3个球形全向轮进行动力分配与控制，保证3个球形全向轮运动的速度大小和方向相同，行走机构就能稳定保持各种不同规则形状构态运动。