專利名稱：物體的行走機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物體的行走機(jī)構(gòu)。主要用于機(jī)器人等機(jī)電類物體的移動(dòng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于平面上用輪子移動(dòng)的物體，常用的方式是底部左右各安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，前部或后部安裝一個(gè)支撐萬(wàn)向輪，如圖1。若兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪向同一方向動(dòng)作，物體就前行或者后退；若兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪一個(gè)動(dòng)一個(gè)不動(dòng)或動(dòng)的方向相反，那物體就轉(zhuǎn)彎，即改變方向，若左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)90°后再前行或后退，物體就可作相對(duì)于原方向的左行或右行。這種移動(dòng)方式存在一個(gè)嚴(yán)重缺陷即變換方向時(shí)它必須多一個(gè)轉(zhuǎn)彎的動(dòng)作，耗時(shí)又耗能——相當(dāng)于它走過(guò)約0.78個(gè)輪間距的長(zhǎng)度，因它在啟動(dòng)瞬間只能向前或向后移動(dòng)如果是一個(gè)輪子動(dòng)一個(gè)輪子不動(dòng)，瞬間也是前行或后退；如果兩個(gè)輪子動(dòng)的方向相反，可看作原地不動(dòng)，我們可將這種移動(dòng)機(jī)構(gòu)稱為“兩向移動(dòng)”機(jī)構(gòu)，以其它方式——如汽車般或如玩具般或用履帶等在平面上移動(dòng)的物體也大都只能作這種“兩向移動(dòng)”。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種不需要改變方向可直接前行、后退、左行、右行的物體的行走機(jī)構(gòu)，我們可以將它稱為“四向移動(dòng)”機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述設(shè)計(jì)達(dá)到的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，包括底盤、前驅(qū)動(dòng)輪、左驅(qū)動(dòng)輪和輔助輪子，前驅(qū)動(dòng)輪設(shè)置于底盤前面邊緣附近，其輪軸橫向設(shè)置，輪子可向前或后方轉(zhuǎn)動(dòng)；左驅(qū)動(dòng)輪設(shè)置于底盤左面邊緣附近，其輪軸縱向設(shè)置，輪子可向左或右方轉(zhuǎn)動(dòng)；輔助輪子設(shè)置于底盤上。
上述輔助輪子包括后輪及右輪，后輪設(shè)置于底盤后面邊緣附近，其輪軸橫向設(shè)置，輪子可向前或后方轉(zhuǎn)動(dòng)；右輪設(shè)置于底盤后面邊緣附近，其輪軸縱向設(shè)置，輪子可向左或右方轉(zhuǎn)動(dòng)。
后輪及右輪也可為驅(qū)動(dòng)輪，前、后驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)前后輪固定支架平行設(shè)置于底盤上，并與前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；左、右驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)左右輪固定支架平行設(shè)置于底盤上，并與左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，后驅(qū)動(dòng)輪與前驅(qū)動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)；右驅(qū)動(dòng)輪與左驅(qū)動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
本實(shí)用新型的底盤可包括固定底盤和升降底盤，前后輪固定支架裝置在固定底盤上，左右輪固定支架固定在升降底盤上，固定底盤上裝置有升降機(jī)構(gòu)，所述的升降機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)、左、右兩蝸桿軸、蝸桿、內(nèi)螺紋蝸輪、蝸輪限位卡架、傳動(dòng)帶和帶輪，蝸桿和帶輪套裝在兩蝸桿軸上，傳動(dòng)帶套裝在兩帶輪上；升降底盤上裝置有絲桿，內(nèi)螺紋蝸輪旋置于絲桿上，與蝸桿嚙合，并通過(guò)蝸輪限位卡架與固定底盤固定連接，微動(dòng)開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)裝置在固定底盤下部。
上述前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均包括電機(jī)、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)帶齒輪、傳動(dòng)帶和帶輪，主動(dòng)齒輪裝置在電機(jī)軸上，從動(dòng)帶齒輪與主動(dòng)齒輪嚙合，傳動(dòng)帶套裝在從動(dòng)帶齒輪和帶輪上，前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在固定底盤上，左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在升降底盤上。
前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可分別與一轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)又與一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述的前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括錐齒輪、錐形皮帶齒輪、傳動(dòng)帶、帶輪和固定支架，錐齒輪和錐形皮帶齒輪裝置在固定支架上，并相互嚙合，帶輪裝置在前、后驅(qū)動(dòng)輪上，傳動(dòng)帶套裝在錐形皮帶齒輪和帶輪上；左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括帶齒輪、帶輪、傳動(dòng)帶和升降支架，帶齒輪裝置在升降支架上，帶輪裝置在左、右驅(qū)動(dòng)輪上，傳動(dòng)帶套裝在帶齒輪和帶輪上；所述的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)換齒輪和轉(zhuǎn)換臂，轉(zhuǎn)換齒輪裝置在轉(zhuǎn)換臂一端，轉(zhuǎn)換臂另一端鉸接在固定支架上，中間通過(guò)限位槽和銷軸與升降支架相連；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪裝置在電機(jī)軸上，從動(dòng)齒輪分別與轉(zhuǎn)換齒輪和主動(dòng)齒輪嚙合；前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定支架和固定支架固定在固定底盤上；而左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降支架和升降支架固定在升降底盤上。
本實(shí)用新型的前、后驅(qū)動(dòng)輪和左、右驅(qū)動(dòng)輪均可為圓形偏心輪或非圓形輪，前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均固定在底盤上，包括電機(jī)、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)帶齒輪、傳動(dòng)帶和帶輪，主動(dòng)齒輪裝置在電機(jī)軸上，從動(dòng)帶齒輪與主動(dòng)齒輪嚙合，帶輪裝置在前、后驅(qū)動(dòng)輪和左、右驅(qū)動(dòng)輪上，傳動(dòng)帶套裝在從動(dòng)帶齒輪和帶輪上。


圖1為常用的物體行走機(jī)構(gòu)的輪子布置示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的行走機(jī)構(gòu)的行走輪子布置示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的方案1示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的方案1只用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪子時(shí)左、右輪轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型的方案1只用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪子時(shí)前、后輪轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)示意圖。
圖6為圖4的俯視圖。
圖7為圖6的特例1示意圖。
圖8為圖6的特例2示意圖。
圖9為本實(shí)用新型方案2的四邊形輪子位置狀態(tài)圖。
圖10為本實(shí)用新型方案2的四邊形輪子的另一位置狀態(tài)圖。
圖11為本實(shí)用新型的方案2傳動(dòng)狀態(tài)圖。
圖12為圖11的右視圖。
圖13為圖11的俯視圖。
圖14為圖13的特例示意圖。
圖15為本實(shí)用新型的方案2只用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪子時(shí)左、右輪轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)示意圖。
圖16為本實(shí)用新型的方案2只用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪子時(shí)前、后輪轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)示意圖。
圖17為本實(shí)用新型的“套合行走”方式示意圖。
圖18為本實(shí)用新型的“抱合行走”方式示意圖。
圖19為輪子轉(zhuǎn)動(dòng)而輪軸固定的輪子剖面圖。
圖20為輪子、輪軸均能轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子剖面圖。
附圖標(biāo)識(shí)說(shuō)明11前輪、12左輪、13右輪、14后輪、15輪軸、16萬(wàn)向支撐輪、17輪軸支架、18轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子、19未轉(zhuǎn)的輪子、20傳動(dòng)帶、21帶輪、22驅(qū)動(dòng)齒輪、23轉(zhuǎn)換齒輪、24皮帶齒輪、25錐齒輪、26錐形皮帶齒輪、27傳動(dòng)帶、28輪子、29小電機(jī)、30蝸桿、31螺母、32轉(zhuǎn)換臂、33轉(zhuǎn)換臂卡軸、34微動(dòng)或光電開(kāi)關(guān)、35行走機(jī)構(gòu)、36物體主體。
具體實(shí)施方案本實(shí)用新型為一種物體的行走機(jī)構(gòu)，它主要由底盤3、前驅(qū)動(dòng)輪1-1、左驅(qū)動(dòng)輪1-2和輔助輪子等組成。前驅(qū)動(dòng)輪1-1設(shè)置于底盤3前面邊緣附近，其輪軸橫向設(shè)置，輪子可向前或后方轉(zhuǎn)動(dòng)；左驅(qū)動(dòng)輪1-2設(shè)置于底盤3左面邊緣附近，其輪軸縱向設(shè)置，輪子可向左或右方轉(zhuǎn)動(dòng)；輔助輪子設(shè)置于底盤3上。
如圖2，輔助輪子包括后輪及右輪，后輪設(shè)置于底盤3后面邊緣附近，其輪軸橫向設(shè)置，輪子可向前或后方轉(zhuǎn)動(dòng)；右輪設(shè)置于底盤3后面邊緣附近，其輪軸縱向設(shè)置，輪子可向左或右方轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)施方案1如圖3、4、5、6、7，底盤3包括固定底盤3-1和升降底盤3-2，前后輪固定支架2-1裝置在固定底盤3-1上，左右輪固定支架2-2固定在升降底盤3-2上，固定底盤3-1上裝置有升降機(jī)構(gòu)，所述的升降機(jī)構(gòu)包括電機(jī)4-1微動(dòng)開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)4-2、左、右兩蝸桿軸4-3、4-4、蝸桿4-5、內(nèi)螺紋蝸輪4-6、蝸輪限位卡架4-7、傳動(dòng)帶4-8和帶輪4-9，蝸桿4-5和帶輪4-9套裝在兩蝸桿軸4-3、4-4上，傳動(dòng)帶4-8套裝在兩帶輪4-9上，用于驅(qū)動(dòng)另一側(cè)的蝸桿；升降底盤3-2上裝置有絲桿3-3，內(nèi)螺紋蝸輪4-6旋置于絲桿3-3上，與蝸桿4-5嚙合，并通過(guò)蝸輪卡架4-7與固定底盤3-1固定連接，微動(dòng)開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)4-2裝置在固定底盤3-1下部，用于測(cè)試升降底盤3-2位置，其觸簧長(zhǎng)度正好為升降底盤3-2可被升降的距離加上底盤3-2的厚度，即邊緣為弧形的觸簧剛被松開(kāi)，電機(jī)4-1便可停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖3，前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均包括電機(jī)5-1、主動(dòng)齒輪5-2、從動(dòng)帶齒輪5-3、傳動(dòng)帶1-9和帶輪1-8，主動(dòng)齒輪5-2裝置在電機(jī)5-1軸上，從動(dòng)帶齒輪5-3與主動(dòng)齒輪5-2嚙合，傳動(dòng)帶1-9套裝在從動(dòng)帶齒輪5-3和帶輪1-8上，前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在固定底盤3-1上，左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在升降底盤3-2上。
如圖4、5、6，前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與一轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)又與一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述的前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括錐齒輪6-1、錐形皮帶齒輪6-2、傳動(dòng)帶1-9、帶輪1-8和固定支架6-3，錐齒輪6-1和錐形皮帶齒輪6-2裝置在固定支架6-3上，并相互嚙合，帶輪1-8裝置在前、后驅(qū)動(dòng)輪1-1、1-3上，傳動(dòng)帶1-9套裝在錐形皮帶齒輪6-2和帶輪1-8上；左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括帶齒輪7-1、帶輪1-8、傳動(dòng)帶1-9和升降支架7-2，帶齒輪7-1裝置在升降支架7-2上，帶輪1-8裝置在左、右驅(qū)動(dòng)輪1-2、1-4上，傳動(dòng)帶1-9套裝在帶齒輪7-1和帶輪1-8上；所述的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)換齒輪8-1和轉(zhuǎn)換臂8-2，轉(zhuǎn)換齒輪8-1裝置在轉(zhuǎn)換臂8-2一端，轉(zhuǎn)換臂8-2另一端鉸接在固定支架8-6上，中間通過(guò)限位槽8-3和銷軸8-4與升降支架8-5相連；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)5-1、主動(dòng)齒輪5-2和從動(dòng)齒輪5-4，主動(dòng)齒輪5-2裝置在電機(jī)5-1軸上，從動(dòng)齒輪5-4分別與轉(zhuǎn)換齒輪8-1和主動(dòng)齒輪5-2嚙合；前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定支架6-3和固定支架8-6固定在固定底盤3-1上；而左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降支架7-2和升降支架8-5固定在升降底盤3-2上。
電機(jī)4-1用于驅(qū)動(dòng)蝸桿4-5改變左右輪1-2、1-4的離地高度。電機(jī)4-1通過(guò)兩帶輪4-9、傳動(dòng)帶4-8帶動(dòng)所有蝸桿4-5、蝸輪4-6轉(zhuǎn)動(dòng)，引起絲桿3-3上升或下降，升降底盤3-2便被抬高或壓下，從而引起轉(zhuǎn)換臂8-2、轉(zhuǎn)換齒輪8-1、帶齒輪7-1、左、右輪1-2、1-4的抬高或壓下；當(dāng)左、右輪1-2、1-4處于最低位置時(shí)微動(dòng)開(kāi)關(guān)4-2觸簧被松開(kāi)，電機(jī)4-1停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)5-1開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)主動(dòng)齒輪5-2、從動(dòng)齒輪5-4、轉(zhuǎn)換齒輪8-1、帶齒輪7-1、傳動(dòng)帶1-9和帶輪1-8引起左、右輪1-2、1-4轉(zhuǎn)動(dòng)，行走機(jī)構(gòu)便可左行或右行。而當(dāng)行走機(jī)構(gòu)需前行或后退時(shí)，電機(jī)5-1停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)4-1開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，引起升降底盤3-2離地高度發(fā)生變化，微動(dòng)開(kāi)關(guān)4-2觸簧同時(shí)還被壓下，當(dāng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)4-2觸簧再被松開(kāi)時(shí)，升降底盤3-2處于最高位置，電機(jī)4-1停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)5-1開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)主動(dòng)齒輪5-2、從動(dòng)齒輪5-4、轉(zhuǎn)換齒輪8-1、錐齒輪6-1、錐形皮帶齒輪6-2、傳動(dòng)帶1-9和帶輪1-8引起前、后輪1-1、1-3轉(zhuǎn)動(dòng)，行走機(jī)構(gòu)便可前行或后退。這種方案的缺點(diǎn)是輪子被抬高或降低也花時(shí)間，當(dāng)然這個(gè)時(shí)間是少于常規(guī)方式下——如圖1變換方向的時(shí)間的。
上述方案還可以視場(chǎng)合需要簡(jiǎn)單一些僅前輪和左輪是驅(qū)動(dòng)輪，后輪1-5、右輪1-6為普通的支撐輪，分別固定在固定底盤3-1、升降底盤3-2上，如圖7；或者后輪1-5為支撐輪固定在固定底盤3-1上，右輪1-7為萬(wàn)向輪，也固定在固定底盤3-1上，如圖8。甚至后輪和右輪合二為一為一個(gè)萬(wàn)向輪固定在固定底盤3-1下方右后部。
實(shí)施方案2將輪子改成軸心不在圓心的圓形輪子，或者橢圓形、多邊形、弧形、星形等非圓形的規(guī)則的或者不規(guī)則的任意形狀的輪子，以四邊形輪子為例，如圖11、圖12、圖13，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩電機(jī)5-1、主動(dòng)齒輪5-2、從動(dòng)帶齒輪5-3、傳動(dòng)帶1-9和帶輪1-8組成。主動(dòng)齒輪5-2裝置在電機(jī)5-1軸上，從動(dòng)帶齒輪5-3與主動(dòng)齒輪5-2嚙合，帶輪1-8裝置在前、后輪1-1、1-3和左、右輪1-2、1-4，傳動(dòng)帶1-9套裝在從動(dòng)帶齒輪5-3和帶輪1-8上，電機(jī)5-1驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪5-2轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪5-2帶動(dòng)從動(dòng)帶齒輪5-3轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)帶齒輪5-3通過(guò)傳動(dòng)帶1-9和帶輪1-8帶動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)行走機(jī)構(gòu)靜止不動(dòng)時(shí)，輪子由于慣性作用停留在平面上——四邊形的一條邊，也就是它的最低位置，如圖9。當(dāng)?shù)谝唤M輪子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)行走機(jī)構(gòu)被漸漸抬離地面，另一組輪子也跟著被抬離地面，因它被傳動(dòng)帶拖著不可能僅靠輪子重力慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖10。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子轉(zhuǎn)過(guò)其最高位置后，靠整個(gè)行走機(jī)構(gòu)的重力慣性又回到它的最低位置——四邊形的另一條邊，如此方式，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)交叉運(yùn)行即一個(gè)轉(zhuǎn)時(shí)另一個(gè)不轉(zhuǎn)，加上正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，行走機(jī)構(gòu)可隨時(shí)向前后左右作直線運(yùn)動(dòng)而不需要時(shí)間切換高度和方向。因?yàn)槊看蝿?dòng)作均轉(zhuǎn)動(dòng)固定的距離——多邊形的一條邊條或橢圓形的半圓或軸不在圓心的圓形的一圈，可以用普通直流電動(dòng)機(jī)替換昂貴的步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)然可以只使用步進(jìn)電機(jī)。像方案一一樣，也可以只是前輪、左輪為驅(qū)動(dòng)輪，后輪、右輪為普通的萬(wàn)向輪，如圖14，甚至后輪和右輪兩個(gè)萬(wàn)向輪合二為一。
如果采用電磁閥或小電機(jī)驅(qū)動(dòng)的蝸桿螺母和轉(zhuǎn)換齒輪也可以只用一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩組輪子，如圖15、圖16。圖中，蝸桿30裝置在電機(jī)29軸上，螺母31旋置在蝸桿30上，轉(zhuǎn)換臂32一端鉸接在螺母31上，另一端與轉(zhuǎn)換齒輪23相連，中間滑槽通過(guò)轉(zhuǎn)換臂卡軸33定位，驅(qū)動(dòng)齒輪22固定在行走電機(jī)上，當(dāng)小電機(jī)29通過(guò)其軸上的蝸桿30將旋在其軸上的轉(zhuǎn)換臂螺母31拖近電機(jī)29時(shí)，固定在轉(zhuǎn)換臂另一端上的轉(zhuǎn)換齒輪23被推到牽動(dòng)左右輪的皮帶齒輪24側(cè)，其在行走電機(jī)的驅(qū)動(dòng)齒輪22的傳動(dòng)下，通過(guò)左右輪的皮帶齒輪24及傳動(dòng)帶27帶動(dòng)左右輪轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖15；當(dāng)前后輪需轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小電機(jī)29快速反轉(zhuǎn)，將轉(zhuǎn)換臂32推離電機(jī)29，轉(zhuǎn)換齒輪23被拉到錐齒輪25側(cè)，驅(qū)動(dòng)齒輪22通過(guò)轉(zhuǎn)換齒輪23及錐齒輪25，帶動(dòng)垂直方向的錐形皮帶齒輪26轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)帶27帶動(dòng)前后輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖16。小電機(jī)29可以是微型步進(jìn)電機(jī)，或者是微型直流電機(jī)——需在螺母31的兩側(cè)裝兩上測(cè)定位置的微動(dòng)開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)34控制直流電機(jī)29停止轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)刻。
上述第二種方案的缺點(diǎn)是物體行走有點(diǎn)顛?？刹捎靡恍┍苷鹧b置?；蛘邔⑽矬w整體分成獨(dú)立的兩部分，即物體主體為一部分，行走機(jī)構(gòu)為可以分離(不直接連接在一起)的另一部分，物體底部中間空置，四邊上共有三個(gè)或者四個(gè)萬(wàn)向輪，支撐起整個(gè)物體主體，行走機(jī)構(gòu)置于物體底部中間位置與物體主體若離若接，在其運(yùn)行的最高位置不與主體接觸，由它推或拖動(dòng)物體主體分別向四面移動(dòng)，如果是主體先與行走機(jī)構(gòu)邊緣接觸，如圖1 7，那么是推(“套合行走”)；如果先與中央部位接觸，如圖18，那么是拖(“抱合行走”)。這樣設(shè)置的好處是行走機(jī)構(gòu)不必抬高整個(gè)物體，僅需要將自己抬高，只需要較小的輸出功率能推動(dòng)物體移動(dòng)，物體本身移動(dòng)不顛，這種方式也適用于第一種方案。
還要說(shuō)明的是文中所述的驅(qū)動(dòng)輪是指被電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)以齒輪或蝸桿或鏈、帶、摩擦輪等方式傳動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子，本文說(shuō)明均以內(nèi)齒皮帶傳動(dòng)，它的輪軸可以與輪子固定在一起，整個(gè)一起在輪軸支架上轉(zhuǎn)動(dòng)，圖19為此種輪子、輪軸及輪軸支架的剖面圖；或者輪軸一端被輪軸支架固定，另一端嵌進(jìn)輪子，僅輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，軸不轉(zhuǎn)，圖20為此種輪子、輪軸及輪軸支架的剖面圖。圖19、圖20均以四邊形輪子為例。輪子可為整體的一個(gè)輪(如圖2所示)，或普通的兩側(cè)輪(如圖3、圖6、圖9等)，或分布在一根軸上的幾個(gè)輪(如圖11、19等)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同方向的輪子為一組，即前后輪為一組，左右輪為一組，任意一組輪子著地時(shí)必須能保持整個(gè)物體的重心穩(wěn)定；若后輪、右輪合二為一個(gè)萬(wàn)向輪，那么前輪和萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)時(shí)或者左輪和萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)時(shí)也必須能保持整個(gè)物體的重心穩(wěn)定。
另外，本文所指的方向是相對(duì)的，前方可以是物體的原方向，或者轉(zhuǎn)過(guò)90°、180°、270°后的方向。
權(quán)利要求1.一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于它包括底盤(3)、前驅(qū)動(dòng)輪(1-1)、左驅(qū)動(dòng)輪(1-2)和輔助輪子，前驅(qū)動(dòng)輪(1-1)設(shè)置于底盤(3)前面邊緣附近，其輪軸橫向設(shè)置；左驅(qū)動(dòng)輪(1-2)設(shè)置于底盤(3)左面邊緣附近，其輪軸縱向設(shè)置，輔助輪子設(shè)置于底盤(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于輔助輪子包括后輪及右輪，后輪設(shè)置于底盤(3)后面邊緣附近，其輪軸橫向設(shè)置；右輪設(shè)置于底盤(3)后面邊緣附近，其輪軸縱向設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于后輪及右輪為支撐輪(1-5)、(1-6)，能分別被前驅(qū)動(dòng)輪(1-1)和左驅(qū)動(dòng)輪(1-2)拖或推著轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于后輪及右輪也為驅(qū)動(dòng)輪(1-3、1-4)，前、后驅(qū)動(dòng)輪(1-1、1-3)通過(guò)前后輪固定支架(2-1)平行設(shè)置于底盤(3)上，并與前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；左、右驅(qū)動(dòng)輪(1-2、1-4)通過(guò)左右輪固定支架(2-2)平行設(shè)置于底盤(3)上，并與左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，后驅(qū)動(dòng)輪(1-3)與前驅(qū)動(dòng)輪(1-1)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；右驅(qū)動(dòng)輪(1-4)與左驅(qū)動(dòng)輪(1-2)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于底盤(3)包括固定底盤(3-1)和升降底盤(3-2)，前后輪固定支架(2-1)裝置在固定底盤(3-1)上，左右輪固定支架(2-2)固定在升降底盤(3-2)上，固定底盤(3-1)上裝置有升降機(jī)構(gòu)，所述的升降機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(4-1)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)(4-2)、左、右兩蝸桿軸(4-3、4-4)、蝸桿(4-5)、內(nèi)螺紋蝸輪(4-6)、蝸輪限位卡架(4-7)、傳動(dòng)帶(4-8)和帶輪(4-9)，蝸桿(4-5)和帶輪(4-9)套裝在兩蝸桿軸(4-3、4-4)上，傳動(dòng)帶(4-8)套裝在兩帶輪(4-9)上；升降底盤(3-2)上裝置有絲桿(3-3)，內(nèi)螺紋蝸輪(4-6)旋置于絲桿(3-3)上，與蝸桿(4-5)嚙合，并通過(guò)蝸輪限位卡架(4-7)與固定底盤(3-1)固定連接，微動(dòng)開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)(4-2)裝置在固定底盤(3-1)下部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均包括電機(jī)(5-1)、主動(dòng)齒輪(5-2)、從動(dòng)帶齒輪(5-3)、傳動(dòng)帶(1-9)和帶輪(1-8)，主動(dòng)齒輪(5-2)裝置在電機(jī)(5-1)軸上，從動(dòng)帶齒輪(5-3)與主動(dòng)齒輪(5-2)嚙合，傳動(dòng)帶(1-9)套裝在從動(dòng)帶齒輪(5-3)和帶輪(1-8)上，前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在固定底盤(3-1)上，左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在升降底盤(3-2)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與一轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)又與一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述的前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括錐齒輪(6-1)、錐形皮帶齒輪(6-2)、傳動(dòng)帶(1-9)、帶輪(1-8)和固定支架(6-3)，錐齒輪(6-1)和錐形皮帶齒輪(6-2)裝置在固定支架(6-3)上，并相互嚙合，帶輪(1-8)裝置在前、后驅(qū)動(dòng)輪(1-1、1-3)上，傳動(dòng)帶(1-9)套裝在錐形皮帶齒輪(6-2)和帶輪(1-8)上；左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括帶齒輪(7-1)、帶輪(1-8)、傳動(dòng)帶(1-9)和升降支架(7-2)，帶齒輪(7-1)裝置在升降支架(7-2)上，帶輪(1-8)裝置在左、右驅(qū)動(dòng)輪(1-2、1-4)上，傳動(dòng)帶(1-9)套裝在帶齒輪(7-1)和帶輪(1-8)上；所述的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)換齒輪(8-1)和轉(zhuǎn)換臂(8-2)，轉(zhuǎn)換齒輪(8-1)裝置在轉(zhuǎn)換臂(8-2)一端，轉(zhuǎn)換臂(8-2)另一端鉸接在固定支架(8-6)上，中間通過(guò)限位槽(8-3)和銷軸(8-4)與升降支架(8-5)相連；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(5-1)、主動(dòng)齒輪(5-2)和從動(dòng)齒輪(5-4)，主動(dòng)齒輪(5-2)裝置在電機(jī)(5-1)軸上，從動(dòng)齒輪(5-4)分別與轉(zhuǎn)換齒輪(8-1)和主動(dòng)齒輪(5-2)嚙合；前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定支架(6-3)和固定支架(8-6)固定在固定底盤(3-1)上；而左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降支架(7-2)和升降支架(8-5)固定在升降底盤(3-2)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于前驅(qū)動(dòng)輪(1-1)和左驅(qū)動(dòng)輪(1-2)為圓形偏心輪或非圓形輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于前、后驅(qū)動(dòng)輪(1-1、1-3)和左、右驅(qū)動(dòng)輪(1-2、1-4)均為圓形偏心輪或非圓形輪，前后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和左右輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均固定在底盤(3)上，包括電機(jī)(5-1)、主動(dòng)齒輪(5-2)、從動(dòng)帶齒輪(5-3)、傳動(dòng)帶(1-9)和帶輪(1-8)，主動(dòng)齒輪(5-2)裝置在電機(jī)(5-1)軸上，從動(dòng)帶齒輪(5-3)與主動(dòng)齒輪(5-2)嚙合，帶輪(1-8)裝置在前、后驅(qū)動(dòng)輪(1-1、1-3)和左、右驅(qū)動(dòng)輪(1-2、1-4)上，傳動(dòng)帶(1-9)套裝在從動(dòng)帶齒輪(5-3)和帶輪(1-8)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物體的行走機(jī)構(gòu)，其特征在于輔助輪子為萬(wàn)向輪(1-7)，位于底盤(3)下方右后部。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種不需要改變它的方向可直接向前、后、左、右行走的物體的“四向移動(dòng)”機(jī)構(gòu)。主要用于機(jī)器人等機(jī)電類物體。它是將輪子設(shè)計(jì)成互相垂直的兩組輪(輪子共四列，呈長(zhǎng)方形排列，同方向轉(zhuǎn)動(dòng)的為一組)，以及實(shí)現(xiàn)這種“四向移動(dòng)”的兩個(gè)方案1可升降其中一組輪子的高度；2、將傳統(tǒng)意義上的輪子由圓形改成圓形偏心輪子，或者是橢圓形或者非圓形的輪子(如正多邊形)，利用它的長(zhǎng)徑抬高車位使其在垂直方向的輪子被抬離地面而不成為阻礙。
文檔編號(hào)B25J5/00GK2611112SQ03220318
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
發(fā)明者張周新 申請(qǐng)人:張周新