CN100505509C - 可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统，该系统由两组单独具有第一互动回转电机结构、及第二互动回转电机结构的双动型电机组结合构成，该具有双动驱动回转动力的双动型电机组由交流或直流、无刷或有刷、同步或异步、圆筒式或盘式等型态的电机构成，其构成方式为两组双动型电机组中第一互动回转电机结构耦合于负载，第二互动回转电机结构耦合于可差动装置，形成各双动型电机组呈任意轴向背对背耦合于可差动装置，以在其中任何一组互动回转电机结构承受较大负载阻尼或因负载条件变化时，可籍双动型电机组的双动运转特性使耦合于可差动装置的互动回转电机结构承受推斥反作用力，使两电机组的转速差经可差动装置而调整。

Description

可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统

技术领域

本发明涉及一种可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统，该动力系统是利用双动型电机组作为推斥差动驱动来取代现有机械式差动轮组。

背景技术

传统由单马达驱动的电动载具或其他须作差动互动的负载，通常是籍差动传动装置来驱动负载两侧的轮组作同回转方向的前行、后退或转弯时的差动运转，但是所加设的差动传动装置成本高、重量大并存在常态传动损失等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有差动传动装置所存在上述问题，同时也在于提供一种能驱动两侧轮组作同回转方向前行、后退及转弯运转时的可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统。

本发明中的可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统主要由两组单独具有第一互动回转电机结构、及第二互动回转电机结构的双动型电机组结合而成，该具有双动驱动回转动力的双动型电机组可以由交流或直流、无刷或有刷、同步或异步、圆筒或盘式或杯型等型态的电机构成，该两组双动型电机组中的一互动回转电机结构耦合于负载，另一互动回转电机结构耦合于可差动装置，使双动型电机组呈任意轴向背对背耦合于可差动装置，以在其中任何一组互动回转电机结构承受较大负载阻尼或因负载条件变化时，可籍由双动型电机组的双动运转特性使耦合于可差动装置的互动回转电机结构承受推斥反作用力，使两电机组的转速差经由可差动装置来调整。

因此，本发明中的可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统可用于驱动两侧轮组作同回转方向前行、后退及可推斥转弯运转。

附图说明

下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。

图1是本发明中由两组双动型电机组构成的动力系统的方块示意图；

图2是本发明在双动型电机组输出轴与负载间设置有减速装置的方块示意图；

图3是本发明中由两组系统并联运转的动力系统示意图；

图4是本发明中的可差动装置由差动齿轮组构成的动力系统示意图；

图5是图4中所示动力系统在差动运转侧差动环架中加设阻尼装置后的动力系统示意图；

图6是本发明中两组双动型电机组的两互动回转电机结构分别耦合于负载及阻尼装置时的动力系统实施例一的示意图；

图7是本发明中两组双动型电机组的两互动回转电机结构分别耦合于负载及阻尼装置时的动力系统实施例二的示意图；

图8是本发明中两组双动型电机组籍变轴向传动装置共同耦合于转向相反互动关系的轮组，以构成推斥差动动力系统的示意图；

图9是本发明中两组呈背向设置的双动型电机组分别耦合于转向相反互动关系的轮组，以构成推斥差动的动力系统的示意图。

具体实施方式

本发明中可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统以由两组双动型电机组成可等速同方向驱动或可推斥差动作弯道驱动的动力系统为例，作如下具体说明：

如图1所示，本发明中可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统，以由两组双动型电机组构成驱动系统的实施例，其主要包括有：

操控指令输入装置101，该操控指令输入装置101由机电或固态电路元件构成，以产生用于操控驱动控制装置102的模拟或数字操控信号，进而由驱动控制装置102操控两组双动型电机组103及104作正转、反转或转速变化、或作电动机功能、或作发电机功能、或再生制动功能运转、或作输出或输入电流的限制、或作电磁效应锁固功能等部分或全部功能的运转；

电能供给及储存装置105，该电能供给及储存装置105为市电电力系统、或引擎所驱动的发电机组、或蓄电瓶组、或飞轮式蓄能发电装置，以提供电能并经驱动控制装置102驱动双动型电机组作电动机功能运转，或在双动型电机组作发电机功能运转时用于吸收及储存电能；

驱动控制装置102，该驱动控制装置102由机电或固态电子电力元件构成，用于接受操控指令输入装置101的操控，进而驱动两组双动型电机组103及104作正转、反转或转速变化、或作电动机功能、或作发电机功能、或再生制动功能运转、或作输出或输入电流的限制、或作电磁效应锁固功能等部分或全部功能的运转；该双动型电机组可共同由一组驱动控制装置102同时驱动，也可依系统需要以个别驱动控制装置驱动个别双动型电机组，当双动型电机组的电机型式为直流有刷电机组时，驱动控制装置102为由机电或固态电力元件所构成对电枢作模拟调控或作截波调控、或对磁场强度作调控、或两者混用等方式的马达或发电机功能运转控制电路装置及极性切换方向控制装置；若双动型电机组的电机型式为同步或异步无刷电机组、或滑环式同步或异步电机组时，驱动控制装置为由机电或固态元件所构成的变压变频式驱动控制装置(INVENTER)，以操控双动型电机组作电动机或发电功能运转；

两组双动型电机组103及104，该两组双动型电机组103、104由交流或直流、无刷或有刷、同步或异步、圆筒式或盘式或杯型等型态的电机构成，两组双动型电机组主要单独具有第一互动回转电机结构111、121、供与第一互动回转电机结构作电动机或发电机功能互动运转的第二互动回转电机结构112、122，依电机型态作匹配选择其规格、数量以供输入或输出电能的回转式导电环刷组161、162及相关转轴、轴承、冷却装置等元件，至于电机组103、104的具体结构为现有技术，在此不再详细说明，其中各组双动型电机组的第一互动回转电机结构111、121分别耦合于负载141、142，而与第一互动回转电机结构相对运转的第二互动回转电机结构112、122分别耦合于可差动装置151，即藉两组双动型电机组103及104及可差动装置151间的互动关系构成推斥差动的动力系统；

负载141、142，该负载可为车辆等载具，也可为分别设置于车辆两侧的驱动轮组或履带驱动轮，以供驱动载具作相同回转方向前行、后退或可差动转弯的运转或作不同回转方同的正反转及可差动输出；

借助于前述两组双动型电机组103、104及可差动装置151构成具推斥差动功能的动力系统，当两组双动型电机组于负载条件变动而作不同转速输出时，能藉差动装置151调整其转差。

此外，由于各种负载的运转条件及转速范围需求不同，本发明在两组双动型电机组103、104的输出轴与负载141、142间可依需要设置减速装置201、202，以匹配所需的运转特性；如图2所示。

构成本发明中可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统，其中双动型电机组除可由两组构成一动力系统外，也可进一步由两组或两组以上的系统并联构成，如图3所示，其中每组系统分别由两组双动型电机组103、104结合一组可差动装置151构成推斥差动的动力系统，再由两组推斥差动的动力系统接受驱动控制装置102驱动；其主要包括有：

操控指令输入装置101，该操控指令输入装置101由机电或固态电路元件构成，以产生用于操控双动型电机组驱动控制装置102的模拟或数字操控信号，进而操控各组系统中的双动型电机组103、104作正转、反转或转速变化、或作电动机功能、或作发电机功能、或再生制动功能运转、或作输出或输入电流的限制、或作电磁效应锁固功能等部分或全部功能运转；

电能供给及储存装置105，该电能供给及储存装置105为市电电力系统、或引擎所驱动的发电机组、或蓄电瓶组、或飞轮式蓄能发电装置，以提供电能并经驱动控制装置102驱动各组系统中的双动型电机组作电动机功能运转，或在双动型电机组作发电机功能运转时用于吸收及储存电能；

驱动控制装置102，该驱动控制装置102由机电或固态电子电力元件构成，用于接受操控指令输入装置101的操控，并驱动各组系统中的双动型电机组103、104作正转、反转或转速变化、或作电动机功能、或作发电机功能、或再生制动功能运转、或作输出或输入电流的限制、或作电磁效应锁固功能等部分或全部功能运转；该各组系统中的双动型电机组可共同由一组驱动控制装置102驱动，也可依系统需要以个别驱动控制装置驱动个别双动型电机组，当双动型电机组的电机型式为直流有刷电机组时，驱动控制装置102为由机电或固态电力元件所构成对电枢作模拟调控或作载波调控、或对磁场强度作调控、或两者混用等方式的马达或发电机功能运转控制电路装置及极性切换方向控制装置，若双动型电机组的电机型式为同步或异步无刷电机组、或滑环式同步或异步电机组时，驱动控制装置为由机电或固态元件所构成的变压变频式驱动控制装置(INVENTER)，用于操控双动型电机组作电动机或发电功能运转；

两组双动型电机组103及104，构成第一组推斥差动的动力系统及第二组推斥差动的动力系统，双动型电机组包括由交流或直流、无刷或有刷、同步或异步、圆筒式或盘式或杯型等型态的电机构成，单个双动型电机组主要具有第一互动回转电机结构111、121，供与第一互动回转电机结构作电动机或发电机功能互动运转的第二互动回转电机结构112、122，依电机型态作匹配选择其规格、数量以供输入或输出电能的回转式导电环刷组161、162及相关转轴、轴承、冷却装置等元件，各组双动型电机组的第一互动回转电机结构111、121分别耦合于负载141、142，而与第一互动回转电机结构相对运转第二互动回转电机结构112、122分别耦合于可差动装置151，而由两组双动型电机组103、104及可差动装置151构成推斥差动的动力系统；

负载141、142，该负载可为车辆等载具，也可为分别设置于车辆两侧的驱动轮组或履带驱动轮，以供驱动载具作相同回转方向前行、后退或可差动转弯的运转或作不同回转方同的正反转及可差动输出。

前述供耦合于双动型电机组的可差动装置151可依需要而选择藉由差动齿轮组构成，或进一步如传统汽车在差动齿轮组的差动运转侧加设阻尼装置，以改善单侧负载空滑时双侧输出扭力同时消失的缺失；或采用直接由两组双动型电机组103、104的第一互动回转电机结构111、121驱动负载，而第二互动回转电机结构112、122耦合于阻尼装置的结构方式组成。

如图4所示，在该图中示出了由差动齿轮组构成可差动装置151的例子，其由齿轮133、134、135、136互相耦合构成差动齿轮组，其中齿轮133的转轴131及齿轮134及其转轴132分别耦合于双动型电机组103、104，而齿轮135的转轴137及齿轮136的转轴138则共同牵动差动环架139以作差动回转。

如图5所示，在差动齿轮组构成差动装置的例子中，在作为差动运转侧的差动环架139上加设有阻尼装置600，该阻尼装置600可径向或轴向或锥向耦合于差动环架139与车身或机构壳体等静止部分之间；该阻尼装置600可由流力、或机械摩擦力、或藉电磁发电、或涡流效应等回转式阻尼装置构成，也可由具有蓄能及释能功能的流力或机械弹簧等结构构成的回转式弹性阻尼装置构成，而阻尼装置600的一侧耦合于差动环架139，另一侧固锁于车身或机构壳体等静止部分。

如图6所示，在该图中示出了由两组双动型电机组的两互动回转电机结构分别耦合于负载及阻尼的例子，即双动型电机组中一互动回转电机结构直接(或经传动装置)耦合于负载，另一互动回转电机结构各自耦合于阻尼装置600相对运转结构的一侧，该阻尼装置600的另一侧固锁于车身或机构壳体等静止部分，阻尼装置600可由流力、或机械摩擦力、或籍电磁发电、或涡流效应等回转式阻尼装置构成，也可由具有蓄能及释能功能的流力或机械弹簧等结构构成的回转式弹性阻尼装置构成。

如图7所示，在该图中示出了两组双动型电机组的两互动回转电机结构分别耦合于负载及阻尼装置的另一例子，即双动型电机组中一互动回转电机结构直接(或经传动装置)耦合于负载，另一互动回转电机结构各自耦合于阻尼装置601、602的一侧，而阻尼装置601及602的另一侧互相耦合，使分别属于两组双动型电机组而耦合于阻尼装置601、602的两互动回转电机结构间具有差动阻尼功能，该阻尼装置可由流力、或机械摩擦力、或籍电磁发电、或涡流效应等回转式阻尼装置构成，该两阻尼装置呈共同构成可滑动阻尼总成660，而于两组双动型电机组呈不同方向驱动负载的状态构成推斥差动的动力系统。

本发明中可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统在采用阻尼装置时，除由两组双动型电机组所构成外也可进一步由两组以上双动型电机组构成，各双动型电机组中一互动回转电机结构仍用于驱动负载，而与其相对的另一互动回转电机结构则呈任意轴向背对背耦合于共同可差动装置。

此外，当本发明中可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统应用于同回转方向驱动负载时，可直接由双动型电机组不用于耦合驱动负载的互动回转电机结构，共同耦合于互呈转向相反互动关系的互动轮组，以构成推斥差动功能，或直接由双动型电机组不用于耦合驱动负载的互动回转电机结构共同耦合于呈同转向的互动轮组或直接互相耦合。

如图8所示，在该图中示出了由两组双动型电机组籍变轴向传动装置共同耦合于互呈转向相反互动关系的轮组，以构成推斥差动的动力系统的例子，其主要构成特征是两组呈背向设置的双动型电机组103、104，每一个第二互动回转电机结构112、122分别经万向传动装置或等速万向传动装置或斜齿轮等构成的变轴向传动装置900耦合于呈转向相反互动关系轮组901的两输入轴，而两组双动型电机组的第一互动回转电机结构111、121则分别以相同回转方向驱动负载。

如图9所示，在该图中示出了由两组呈背向设置的双动型电机组分别耦合于转向相反互动关系的轮组，以构成推斥差动的动力系统的例子，其主要构成特征是两组呈背向设置的双动型电机组103、104，每一个第二互动回转电机结构112、122分别经传动结构耦合于呈转向相反互动关系轮组901的两输入轴，而两组双动型电机组的第一互动回转电机结构111、121分别以相同回转方向驱动负载。图9中所示的两组双动型电机组除呈背对背设置外，也可同侧平行设置而结合转向相反的互动轮组构成可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统。

综上所述，本发明中的设计与传统由单一驱动电动机经单一输入轴再经差动轮组及两输出轴的系统作比较，则传统动力系统差动轮组仅在差动输出时运转，但输入侧小伞齿轮组须经常运转且效率低(伞形齿轮效率约在50％～80％之间)，而本发明中动力系统仅在差动输出时运转，而在正常运转时没有上述伞形齿轮组的损失，具有一定的新颖性、进步性。

Claims (5)

1.一种可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统，由两组单独具有第一互动回转电机结构、及第二互动回转电机结构的双动型电机组结合构成，该具有双动驱动回转动力的双动型电机组由交流、直流、无刷、有刷、同步、异步、圆筒式或盘式电机构成，其构成方式为两组双动型电机组中第一互动回转电机结构耦合于负载，第二互动回转电机结构耦合于可差动装置，形成各双动型电机组呈轴向背对背耦合于可差动装置，以两组双动型电机组中任何一组的互动回转电机结构承受相对于另一组的互动回转电机结构较大的负载阻尼或因负载条件变化时，藉双动型电机组的双动运转特性使耦合于可差动装置的互动回转电机结构承受推斥反作用力，使两组双动型电机组的转速差经可差动装置调整。

2.根据权利要求1中所述的可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统，其特征在于：所述各双动型电机组中第一互动回转电机结构仍驱动负载，而与其相对的第二互动回转电机结构则呈轴向背对背耦合于可差动装置。

3.根据权利要求1中所述的可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统，其特征在于：所述动力系统应用于同回转方向驱动负载时，直接由双动型电机组中不用于耦合负载的互动回转电机结构来耦合于互呈转向相反互动关系的互动轮组，以构成推斥差动功能，或直接由双动型电机组中不用于耦合负载的互动回转电机结构来耦合于呈同转向的互动轮组。

4.根据权利要求3中所述的可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统，其特征在于：每一第二互动回转电机结构分别经万向传动装置构成的变轴向传动装置耦合于呈转向相反互动关系的互动轮组的两输入轴，而两组双动型电机组的第一互动回转电机结构则分别以相同回转方向驱动负载。

5.根据权利要求4中所述的可推斥差动驱动的双动型电机组动力系统，其特征在于：所述的万向传动装置为等速万向传动装置或斜齿轮。

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