CN101975262B - 动力调差差速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力调差差速器，其特征在于由两组普通差速器串联或并联，通过传动齿轮组及其轴的组合，实现两组普通差速器左右半轴的转动自由度互锁，使得一组普通差速器只对半轴输出同向等速转动，而转动速度差分量由另一组普通差速器锁定并控制，另一组普通差速器只对半轴输出反向等速转动，而等速转动分量由一组普通差速器锁定并控制，该动力调差差速器的具体结构是：包括有同速差速器、反速差速器、同速驱动蜗杆、反速驱动蜗杆、等速反向传动齿轮及传动轴布置在机壳内组成，本发明精确实现了可控的等速转动分配和差速转动分配，适用于等速驱动同时随时调整转速差或相位差的机构，避免了单独两个驱动动力不能等值工作和差值难以控制的问题。

Description

动力调差差速器
技术领域
本发明属车辆用差速器技术领域，尤其涉及一种动力调差差速器，可以有效控制两个转轮的速度差，能实现完全等速和精确可控的转速差，继而实现平稳的直线运动和精准的转向，特别应用于轮椅类转轮的驱动。
背景技术
目前类似轮椅一类的双轮驱动兼转向的运动设备，一般采用双动力分别驱动两个转轮，通过控制两个转轮的转速实现前后运动和转向，但是基于双动力系统的开环控制特性，两个转轮不能很好的实现等速转动或精确转向，往往出现蛇形前进和转弯半径不稳定的转向，轮椅类设备的运动控制性较差，本发明通过巧妙设计的调差差速器，可以有效控制两个转轮的速度差，能实现完全等速和精确可控的转速差，继而实现平稳的直线运动和精准的转向。
发明内容
本发明的目的是针对上述差速器存在的不足，设计一种动力调差差速器，可以有效控制两个转轮的速度差，能实现完全等速和精确可控的转速差，继而实现平稳的直线运动和精准的转向。实现本发明所采取的技术方案是：该动力调差差速器由两组普通差速器串联或并联，通过传动齿轮组及其轴的组合，实现两组普通差速器左右半轴的转动自由度互锁，使得一组普通差速器只对半轴输出同向等速转动，而转动速度差分量由另一组普通差速器锁定并控制，另一组普通差速器只对半轴输出反向等速转动，而等速转动分量由一组普通差速器锁定并控制。该动力调差差速器有同速差速器、反速差速器、同速驱动蜗杆、反速驱动蜗杆、等速反向传动齿轮及传动轴布置在机壳内组成，且同速差速器与反速差速器对称设置。同速差速器和反速差速器同轴线对称布置在左右两侧，同速差速器行星架及蜗轮由同速驱动蜗杆驱动；反速差速器行星架及蜗轮由反速驱动蜗杆驱动；其中同速差速器左侧伞齿轮和反速差速器右侧伞齿轮由差速器通轴联结在一起共轴，同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮和反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮通过轴承共轴线安装在差速器通轴上；同速差速器联动齿轮安装在同速差速器联动轴上，同速差速器联动轴直接通过轴承安装在机壳1上；反速差速器联动齿轮安装在反速差速器联动轴上，反速差速器联动轴平行于同速差速器联动轴直接通过轴承安装在机壳上。同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮和同速差速器联动齿轮外啮合，同速差速器联动齿轮与反速差速器联动齿轮外啮合，反速差速器联动齿轮和反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮外啮合，所以同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮和反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮转动方向必然等速反向；同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮通过联动齿轮、联动轴、传动齿轮、左半轴传动齿轮将同速差速器侧伞齿轮及其联动齿轮的转动传递给左半轴；反速差速器右侧伞齿轮和右半轴共体，直接将反速差速器右侧伞齿轮的转动传递给右半轴。同速差速器行星齿轮安装在同速差速器行星架及蜗轮内，分别和同速差速器左侧伞齿轮、同速差速器右侧伞齿轮啮合；反速差速器行星齿轮安装在反速差速器行星架及蜗轮内，分别和反速差速器左侧伞齿轮、反速差速器右侧伞齿轮啮合。
本发明通过调差差速器等速分解了等速驱动转动，同时等速反向分解了差速驱动转动，差速器内的等速和差速传动具有独立性和叠加性，两种驱动力矩和转速均不会相互影响和干扰。精确实现了可控的等速转动分配和差速转动分配。补充了普通差速器自由分解输出驱动转动，不能分解给定转速差的特点。适用于等速驱动同时随时调整转速差或相位差的机构。避免了单独两个驱动动力不能等值工作和差值难以控制的问题。
附图说明
图1是本发明的外部结构示意图；
图2是本发明的内部结构示意图。
图中，1、同速差速器，2、反速差速器，3、同速驱动蜗杆，4、反速驱动蜗杆，5、同速差速器行星架及蜗轮，6、反速差速器行星架及蜗轮，7、同速差速器行星齿轮，8、反速差速器行星齿轮，9、同速差速器左侧伞齿轮，10、反速差速器右侧伞齿轮，11、差速器通轴，12、右半轴，13、左半轴，14、反速差速器联动齿轮，15、同速差速器联动齿轮，16、反速差速器联动轴，17、同速差速器联动轴，18、机壳，19、同速差速器传动齿轮，20、左半轴传动齿轮，21、同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮，22、反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮。
具体实施方式
参照附图，该动力调差差速器由两组普通差速器串联或并联，通过传动齿轮组及其轴的组合，实现两组普通差速器左右半轴的转动自由度互锁，使得一组普通差速器只对半轴输出同向等速转动，而转动速度差分量由另一组普通差速器锁定并控制，另一组普通差速器只对半轴输出反向等速转动，而等速转动分量由一组普通差速器锁定并控制。该动力调差差速器的具体结构是：包括有同速差速器、反速差速器、同速驱动蜗杆、反速驱动蜗杆、等速反向传动齿轮及传动轴布置在机壳内组成，且同速差速器与反速差速器对称设置。同速差速器{和反速差速器2同轴线对称布置在左右两侧，同速差速器行星架及蜗轮5由同速驱动蜗杆3驱动：反速差速器行星架及蜗轮6由反速驱动蜗杆4驱动；其中同速差速器左侧伞齿轮9和反速差速器右侧伞齿轮10由差速器通轴11联结在一起共轴，同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21和反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22通过轴承共轴线安装在差速器通轴11上；同速差速器联动齿轮15安装在同速差速器联动轴17上，同速差速器联动轴17直接通过轴承安装在机壳18上；反速差速器联动齿轮14安装在反速差速器联动轴16上，反速差速器联动轴16平行于同速差速器联动轴17直接通过轴承安装在机壳18上。同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21和同速差速器联动齿轮15外啮合，同速差速器联动齿轮15与反速差速器联动齿轮14外啮合，反速差速器联动齿轮14和反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22外啮合，所以同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21和反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22转动方向必然等速反向：同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21通过联动齿轮15、联动轴17、传动齿轮19、左半轴传动齿轮20将同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21的转动传递给左半轴{3；反速差速器右侧伞齿轮10和右半轴12共体，直接将反速差速器右侧伞齿轮10的转动传递给右半轴12。同速差速器行星齿轮7安装在同速差速器行星架及蜗轮5内，分别和同速差速器左侧伞齿轮9、同速差速器右侧伞齿轮21啮合；反速差速器行星齿轮8安装在反速差速器行星架及蜗轮6内，分别和反速差速器左侧伞齿轮22、反速差速器右侧伞齿轮10啮合。
本发明的原理及工作过程如下：
当左半轴13和右半轴12需要输出等速转动时，同速驱动蜗杆3旋转驱动同速差速器行星架及蜗轮5转动，继而带动同速差速器行星齿轮7、同速差速器左侧伞齿轮9、同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21绕差速器通轴11同向等速转动，由于同速差速器左侧伞齿轮9与反速差速器的右侧伞齿轮10通过差速器通轴11同轴固定而等速同向转动；通过与同速差速器联动轴17上的联动齿轮15和反速差速器联动轴16上的联动齿轮14外啮合，同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21与反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22作等速反向转动。导致反速差速器的右侧伞齿轮10与反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22作反向等速转动，继而带动反速差速器行星齿轮8绕其自身的轴旋转，并且因为其左右伞齿轮等速反转，反速差速器行星齿轮8不会出现绕差速器通轴11的转动。当同速差速器左侧伞齿轮9与同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21之间出现转速差时，会造成反速差速器的右侧伞齿轮10与反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22作反向不等速转动，继而使反速差速器行星齿轮8出现绕差速器通轴11的转动，由于反速差速器行星架及蜗轮6受到反速驱动蜗轮静止的锁定，限制了反向不等速转动，继而迫使同速差速器左侧伞齿轮9与同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21只能等速同向转动；这样右半轴12通过与反速差速器右侧伞齿轮10同体，左半轴13通过同速差速器联动齿轮15、联动轴17、传动齿轮19、左半轴传动齿轮20传动，左右半轴获得等速同向转动。
当左半轴13和右半轴12需要输出等速反向转动时，反速驱动蜗杆4旋转驱动反速差速器行星架及蜗轮6转动，继而带动反速差速器行星齿轮8、反速差速器右侧伞齿轮10、反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22绕差速器通轴11同向等速转动，由于同速差速器左侧伞齿轮9与反速差速器的右侧伞齿轮10通过差速器通轴11同轴固定而等速同向转动；通过与同速差速器联动轴17上的联动齿轮15和反速差速器联动轴16上的联动齿轮14外啮合，同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21与反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22作等速反向转动。导致同速差速器的左侧伞齿轮9与同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21作反向等速转动，继而带动同速差速器行星齿轮7绕其自身的轴旋转，并且因为其左右伞齿轮等速反转，同速差速器行星齿轮7不会出现绕差速器通轴11的转动。当反速差速器右侧伞齿轮10与反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22之间出现反向转速差时(转速绝对值不等时)，会造成同速差速器的左侧伞齿轮9与同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮21作反向不等速转动，继而使同速差速器行星齿轮7出现绕差速器通轴11的转动，由于同速差速器行星架及蜗轮5受到同速驱动蜗轮静止的锁定，限制了反向不等速转动，继而迫使反速差速器右侧伞齿轮10与反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮22只能等速同向转动；这样右半轴12通过与反速差速器右侧伞齿轮10同体，左半轴13通过反速差速器联动齿轮14、同速差速器联动齿轮15、联动轴17、传动齿轮19、左半轴传动齿轮20传动，左右半轴获得等速反向转动。
当同速驱动蜗杆3和反速驱动蜗杆4同时转动时，按照上述的传动规律，左右半轴会获得同向等速转动与反向等速转动的叠加，出现平均转速受控于同速驱动蜗杆3，转速差受控于反速驱动蜗杆4的可控的不等速转动。

Claims (1)

1.一种动力调差差速器，其特征在于由两组普通差速器串联或并联，通过传动齿轮组及其轴的组合，实现两组普通差速器左右半轴的转动自由度互锁，使得一组普通差速器只对半轴输出同向等速转动，而转动速度差分量由另一组普通差速器锁定并控制，另一组普通差速器只对半轴输出反向等速转动，而等速转动分量由一组普通差速器锁定并控制，该动力调差差速器的具体结构是：包括有同速差速器、反速差速器、同速驱动蜗杆、反速驱动蜗杆、等速反向传动齿轮及传动轴布置在机壳内组成，且同速差速器与反速差速器对称设置，同速差速器(1)和反速差速器(2)同轴线对称布置在左右两侧，同速差速器行星架及蜗轮(5)由同速驱动蜗杆(3)驱动；反速差速器行星架及蜗轮(6)由反速驱动蜗杆(4)驱动；其中同速差速器左侧伞齿轮(9)和反速差速器右侧伞齿轮(10)由差速器通轴(11)联结在一起共轴，同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮(21)和反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮(22)通过轴承共轴线安装在差速器通轴(11)上；同速差速器联动齿轮(15)安装在同速差速器联动轴(17)上，同速差速器联动轴(17)直接通过轴承安装在机壳(18)上；反速差速器联动齿轮(14)安装在反速差速器联动轴(16)上，反速差速器联动轴(16)平行于同速差速器联动轴(17)直接通过轴承安装在机壳(18)上，同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮(21)和同速差速器联动齿轮(15)外啮合，同速差速器联动齿轮(15)与反速差速器联动齿轮(14)外啮合，反速差速器联动齿轮(14)和反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮(22)外啮合，所以同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮(21)和反速差速器左侧伞齿轮及其联动齿轮(22)转动方向必然等速反向；同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮(21)通过联动齿轮(15)、联动轴(17)、传动齿轮(19)、左半轴传动齿轮(20)将同速差速器右侧伞齿轮及其联动齿轮(21)的转动传递给左半轴(13)；反速差速器右侧伞齿轮(10)和右半轴(12)共体，直接将反速差速器右侧伞齿轮(10)的转动传递给右半轴(12)，同速差速器行星齿轮(7)安装在同速差速器行星架及蜗轮(5)内，分别和同速差速器左侧伞齿轮(9)、同速差速器右侧伞齿轮(21)啮合；反速差速器行星齿轮(8)安装在反速差速器行星架及蜗轮(6)内，分别和反速差速器左侧伞齿轮(22)、反速差速器右侧伞齿轮(10)啮合。
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