万向轮、行走机构和自主移动搬运机器人制造技术

本公开涉及一种万向轮、行走机构和自主移动搬运机器人，所述万向轮包括支架和通过轮轴安装于支架的滚轮，其中，万向轮还包括第一铰接结构和第二铰接结构，第一铰接结构限定与轮轴的轴线垂直的第一旋转轴线，第二铰接结构限定与第一旋转轴线平行的第二旋转轴线，支架通过第一铰接结构与第二铰接结构连接，以使得支架与滚轮一起能够绕第一旋转轴线转动，同时，使得支架与滚轮以及第一铰接结构一起能够绕第二旋转轴线转动，过滚轮的中心点的基准旋转轴线、第一旋转轴线与第二旋转轴线相互平行但不共线，基准旋转轴线经过滚轮的着地点。本公开提供的万向轮能够避免行走机构转向行驶的过程出现不必要的晃动，保证行驶的平稳性。

【技术实现步骤摘要】
万向轮、行走机构和自主移动搬运机器人
本公开涉及万向轮
，具体地，涉及一种万向轮、行走机构和自主移动搬运机器人。
技术介绍
超市推车通常安装有万向轮，以根据用户需求进行转弯。现有的万向轮中，其滚轮能够绕水平旋转轴线垂直转动的同时，还能够绕垂直旋转轴线进行水平转动，以实现360°的旋转。然而，当推车的转弯方向大于90°时，现有的万向轮存在运动死点，因此，推车会产生不需要的晃动。具体地，参考图1所示，推车与万向轮的铰接点(万向轮的垂直旋转轴线(在图1中垂直于纸面)过该铰接点)(用“□”表示)的初始位置为a，万向轮的着地点用“○”表示，推车的初始状态为沿箭头M所指的方向行驶，欲改变方向(大于90°)沿箭头M1或M2或M3或M4所指的方向行驶。在初始状态，万向轮的水平旋转轴线与箭头M所指的方向垂直，当推车改变方向行驶时，理想状态是从初始位置a沿箭头M1或M2或M3或M4所指的方向行驶，然而，由于万向轮需要调整其水平旋转轴线的方向，在摩擦力的作用下，万向轮会绕其着地点以水平旋转轴线与垂直旋转轴线之间的距离为半径旋转，在这种情况下，推车与万向轮的铰接点的运动轨迹受到限制，即不得不绕着地点旋转，直到转过对应角度的圆心角(到达a1或a2或a3或a4位置)才能沿箭头M1或M2或M3或M4所指的方向行驶。这种转动过程即为上述的“运动死点”，其不受控制，且转动的过程中速度相对较快，因此，会使得推车产生不需要的晃动，导致推车行走不稳定。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种万向轮，该万向轮能够避免行走机构转向行驶的过程出现不必要的晃动，保证行驶的平稳性。为了实现上述目的，本公开提供一种万向轮，包括支架和通过轮轴安装于所述支架的滚轮，其中，所述万向轮还包括第一铰接结构和第二铰接结构，所述第一铰接结构限定与所述轮轴的轴线垂直的第一旋转轴线，所述第二铰接结构限定与所述第一旋转轴线平行的第二旋转轴线，所述支架通过所述第一铰接结构与所述第二铰接结构连接，以使得所述支架与所述滚轮一起能够绕所述第一旋转轴线转动，同时，使得所述支架与所述滚轮以及所述第一铰接结构一起能够绕所述第二旋转轴线转动，过所述滚轮的中心点的基准旋转轴线、所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线相互平行但不共线，所述基准旋转轴线经过所述滚轮的着地点。可选择地，所述基准旋转轴线与所述第一旋转轴线之间的间距等于所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线之间的间距。可选择地，所述基准旋转轴线与所述第一旋转轴线之间的间距为第一间距，该第一间距在所述轮轴的轴线方向上的分量为所述基准旋转轴线与所述第一旋转轴线之间的偏心间距。可选择地，所述第一铰接结构构造为第一轴承，所述第二铰接结构构造为第二轴承，所述第一轴承包括第一内圈和第一外圈，所述第二轴承包括第二内圈和第二外圈，所述第一内圈和所述第一外圈中的一者与所述支架固定连接，所述第一内圈和所述第一外圈中的另一者与所述第二内圈和所述第二外圈中的一者固定连接。可选择地，所述第一外圈与所述支架固定连接，所述第一内圈与所述第二外圈固定连接。可选择地，所述第一轴承与所述第二轴承之间设置有轴承座，该轴承座固定于所述第一内圈，所述第二外圈固定于所述轴承座。可选择地，所述支架包括彼此平行的第一连接板和第二连接板以及连接在所述第一连接板和第二连接板之间的中间连接部，所述轮轴固定于在所述第一连接板和所述第二连接板之间，且所述轮轴的轴线与所述第一连接板和所述第二连接板垂直。可选择地，所述中间连接部设置有凹槽，该凹槽用作所述第一轴承的轴承室，所述第一外圈固定于所述凹槽中。在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种行走机构，包括底座，其中，所述行走机构还包括多个上述的万向轮，每个万向轮的所述第一铰接结构通过所述第二铰接结构与所述底座连接，所述支架、所述滚轮和所述第一铰接结构整体能够绕所述第二旋转轴线相对于所述底座转动。此外，本公开还提供一种自主移动搬运机器人，该自主移动搬运机器人包括上述的行走机构。通过上述技术方案，本公开提供的万向轮具有两个垂直旋转轴线，即第一旋转轴线和第二旋转轴线，第一铰接结构与万向轮的第一铰接点位于第一旋转轴线B上，第二铰接结构与行走机构的第二铰接点位于第二旋转轴线C上，由于基准旋转轴线A、所述第一旋转轴线B与所述第二旋转轴线C相互平行但不共线，因此三者中两两之间具有间距，为了便于描述，定义基准旋转轴线A与第一旋转轴线B之间的间距为R，第一旋转轴线B与第二旋转轴线C之间的间距为r。通过设置第一铰接结构，基准旋转轴线A与第二旋转轴线C之间的间距可以为[|R-r|，(R+r)]区间的任意值，因此，第一铰接点的存在使得第二铰接点能够在其自身所在的水平面(此处的“水平面”是指与第二旋转轴线垂直的平面)内到达以|R-r|为半径、绕第一基准旋转线A所画的圆与以(R+r)为半径、绕第一基准旋转线A所画的圆之间的区域内的任意一个位置，也就是说，由于第一铰接点的存在，打断了第二铰接点与基准旋转轴线A之间的固定距离，第二铰接点相对于万向轮的着地点G具有多个自由度。当行走机构的行驶方向改变大于90°的角度时，在滚轮绕其着地点G旋转以调整其水平旋转轴线的方向的过程中，第二铰接点的运动轨迹不再受到限制，能够直接切换运动方向，不会出现运动死点，从而能够避免行走机构转向行驶的过程出现不必要的晃动，保证行驶的平稳性。本公开提供的行走机构和自主移动搬运机器人包括上述万向轮，因此同样具有上述优点，为了避免重复，在此不再赘述。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是示出了现有技术中的万向轮转向大于90°的情况下万向轮与行走机构的铰接点的运动轨迹的俯视示意图；图2是根据本公开的实施例提供的行走机构的立体示意图；图3是根据本公开的实施例提供的万向轮的立体示意图；图4是根据本公开的实施例提供的万向轮的侧视示意图；图5是根据本公开的实施例提供的万向轮的主视示意图；图6是示出了本公开的实施例提供的万向轮转向大于90°的情况下第一铰接点、第二铰接点的运动轨迹的俯视示意图。附图标记说明11-底座，2-万向轮，21-支架，211-第一连接板，212-第二连接板，213-中间连接部，22-轮轴，23-滚轮，24-第一轴承，241-第一内圈，242-第一外圈，25-第二轴承，251-第二内圈，252-第二外圈，26-轴承座。具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，所使用的方位词如“内、外”是指相对于对应的部件的轮廓的内、外。另外，本公开所使用的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是仅为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。根据本公开的具体实施方式，提供一种万向轮2，图3至图5示出了其一种实施方式。参考图3至图5中所示，万向轮2包括支架21和通过轮轴22安装于所述支架21的滚轮23，所述万向轮2还包括第一铰接结构和第二铰接结构，所述第一铰接结构限定与所述轮轴22的轴线O(即滚轮23的水平旋转轴线)垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种万向轮，包括支架(21)和通过轮轴(22)安装于所述支架(21)的滚轮(23)，其特征在于，所述万向轮(2)还包括第一铰接结构和第二铰接结构，所述第一铰接结构限定与所述轮轴(22)的轴线(O)垂直的第一旋转轴线(B)，所述第二铰接结构限定与所述第一旋转轴线(B)平行的第二旋转轴线(C)，所述支架(21)通过所述第一铰接结构与所述第二铰接结构连接，以使得所述支架(21)与所述滚轮(23)一起能够绕所述第一旋转轴线(B)转动，同时，使得所述支架(21)与所述滚轮(23)以及所述第一铰接结构一起能够绕所述第二旋转轴线(C)转动，过所述滚轮(23)的中心点的基准旋转轴线(A)、所述第一旋转轴线(B)与所述第二旋转轴线(C)相互平行但不共线，所述基准旋转轴线(A)经过所述滚轮(23)的着地点(G)。

【技术特征摘要】
1.一种万向轮，包括支架(21)和通过轮轴(22)安装于所述支架(21)的滚轮(23)，其特征在于，所述万向轮(2)还包括第一铰接结构和第二铰接结构，所述第一铰接结构限定与所述轮轴(22)的轴线(O)垂直的第一旋转轴线(B)，所述第二铰接结构限定与所述第一旋转轴线(B)平行的第二旋转轴线(C)，所述支架(21)通过所述第一铰接结构与所述第二铰接结构连接，以使得所述支架(21)与所述滚轮(23)一起能够绕所述第一旋转轴线(B)转动，同时，使得所述支架(21)与所述滚轮(23)以及所述第一铰接结构一起能够绕所述第二旋转轴线(C)转动，过所述滚轮(23)的中心点的基准旋转轴线(A)、所述第一旋转轴线(B)与所述第二旋转轴线(C)相互平行但不共线，所述基准旋转轴线(A)经过所述滚轮(23)的着地点(G)。2.根据权利要求1所述的万向轮，其特征在于，所述基准旋转轴线(A)与所述第一旋转轴线(B)之间的间距等于所述第一旋转轴线(B)与所述第二旋转轴线(C)之间的间距。3.根据权利要求1或2所述的万向轮，其特征在于，所述基准旋转轴线(A)与所述第一旋转轴线(B)之间的间距为第一间距，该第一间距在所述轮轴(22)的轴线方向上的分量为所述基准旋转轴线(A)与所述第一旋转轴线(B)之间的偏心间距(P)。4.根据权利要求1所述的万向轮，其特征在于，所述第一铰接结构构造为第一轴承(24)，所述第二铰接结构构造为第二轴承(25)，所述第一轴承(24)包括第一内圈(241)和第一外圈(242)，所述第二轴承(25)包括第二内圈(251)和第二外圈(252)，所述第一内圈(241)和所述第一外圈(242)中的一者与所述支架(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：段炼，
申请(专利权)人：AI机器人株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP