CN111674201B - 一种用于移动机器人的主动动力脚轮组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动动力脚轮组件，转向电机和驱动电机分别驱动滚轮转向运动和滚动运动，第一差速装置通过传动比配比能够消除转向运动和滚动运动的耦合，第二差速装置能够实现内外侧滚轮滚动速度的差分。本发明能够解除转向运动和滚动运动的耦合，实现转向运动和滚动运动的完全独立控制，避免滚轮速度突变，使控制更加简单；本发明能够实现内外侧滚轮的速度差分，从原理上避免了主动动力脚轮组件的滑转和滑移；本发明实现了脚轮滚动中心对回转中心的偏置，保证使用本脚轮的移动平台能够实现轨迹连续的全向运动；本发明将解耦机构和差速行星齿轮机构设计在一个模块内，并预留接收驱动力的接口，可以自由搭配电机和减速器，并方便维护。
Description
技术领域
本发明涉及移动机器人技术领域，具体地说是一种用于移动机器人的主动动力脚轮组件。
背景技术
随着人工智能技术的发展，移动机器人已经广泛地应用于机械制造、电商物流、服务、军事等各个领域。基于各个行业的需要，很多场合都要求移动机器人具有运动快速响应能力，运动的灵活性以及在各种狭窄的区域共行进的能力。这就需要有一种具备全向移动能力的平台来帮助移动机器人实现这个功能，因而能够高效可靠实现全向移动的驱动轮的设计成为一个关键问题。
以动力脚轮为驱动轮是设计全向轮式移动平台的一个较为合适的选择，具有运转效率高、易于实现的特点。滚轮做转向运动时其内外侧转速不同，采用一体化设计的滚轮会产生滑转滑拖，导致运动控制不准。
对于重载平台，为减少与地面的压强并提高轮子承重能力，在轮子数目相同的情况下，重载平台的轮子宽度必然要增加，转向时滚轮的内外速度差会随之增大，上述问题尤为严重。
发明内容
发明为解决滚轮一体化设计的动力脚轮因内外侧速度差导致的打滑的问题，提供一种能够提高滚轮运转效率、减少打滑现象的主动动力脚轮组件，该主动动力脚轮组件能够实现滚动与转向运动的被动解耦和滚轮内外侧被动差速。
本发明的技术解决方案为：一种用于移动机器人的主动动力脚轮组件，包括轮架、位于轮架两侧的第一滚轮和第二滚轮、分别带动第一滚轮和第二滚轮滚动的第一轮轴和第二轮轴。轮架设有用于接受驱动力的动力输入轴、用于接受转向力的转向齿轮、以及第一差速装置和第二差速装置。第一差速装置包括行星齿轮系和传动轮系。行星齿轮系具有连接动力输入轴的第二齿轮、与轮架同角速度转动的第三齿轮、设于第二齿轮和第三齿轮之间的第一辅助齿轮组和第一行星架。第二差速装置设于第一轮轴和第二轮轴之间，第一行星架通过传动轮系与第二差速装置连接。动力输入轴的驱动力经行星齿轮系、传动轮系和第二差速装置传递，在转向时向第一轮轴和第二轮轴进行差速输出，实现了滚轮滚动中心对回转中心的偏置，保证使用主动动力脚轮组件的移动平台能够实现轨迹连续的全向运动。
作为进一步改进方案，上述的第三齿轮是与轮架同轴心固定的圆环内齿轮。第二齿轮布置在第三齿轮的中心，并通过齿轮组与驱动电机的输出轴相连接。第二齿轮与第三齿轮之间设有相啮合的第一辅助齿轮组。第一行星架的一端与第一辅助齿轮组连接，另一端为运动输出端。
作为进一步改进方案，上述第一辅助齿轮组包括安装在第一行星架上的第四齿轮和第五齿轮。第四齿轮和第五齿轮位于第二齿轮的两侧，并分别与第二齿轮及第三齿轮相啮合。
作为进一步改进方案，第二差速装置包括第十一齿轮、与第一轮轴固定连接的第十二齿轮、与第二轮轴固定连接的第十三齿轮、第二行星架和第二辅助齿轮组；第十一齿轮是锥齿轮，通过第五轴承能转动的安装在第一轮轴或第二轮轴上；所述第十一齿轮的锥形齿轮面与传动轮系的输出齿轮相啮合，第十一齿轮的顶端面两侧与所述的第二行星架固定连接；第二辅助齿轮组固定安装在第二行星架的两端；第十二齿轮和第十三齿轮分别是锥齿轮，且分别与第二辅助齿轮组啮合。
作为进一步改进方案，上述第二辅助齿轮组包括安装在第二行星架内侧的第十四齿轮和第十五齿轮。第十四齿轮和第十五齿轮分别与第十二齿轮及第十三齿轮啮合。
作为进一步改进方案，上述转向齿轮为固定安装在轮架上的第一齿轮，第一齿轮、轮架和第三齿轮绕同一旋转中心轴线转动。第一齿轮通过传动机构与转向电机相连接。转向电机通过齿轮系或其他传动方式将动力传动到第一齿轮，第一齿轮带动轮架转动，控制滚轮转向
作为进一步改进方案，上述的轮架通过第一轴承安装有用于输入动力的第一传动轴，第一传动轴与第二齿轮相连接。轮架通过第二轴承安装有第二传动轴，第二传动轴的一端与第一行星架相连接，另一端与传动轮系相连接。
在一种优选的实施方式中，上述第一差速装置的传动轮系包括第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮和第十齿轮。第六齿轮的中心轴与第一行星架的输出端同轴连接，第六齿轮与第七齿轮相啮合，第七齿轮的中心轴与第八齿轮的中心轴同轴连接。第八齿轮与第九齿轮相啮合，第九齿轮的轴心位于轮架的旋转中心，第九齿轮可绕其安装轴转动，第九齿轮的安装轴固定安装在轮架上，第十齿轮安装在第九齿轮的轮毂上。第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮与第九齿轮需满足特定的传动比。通过第一差速装置的轮系及传动比设计，当轮架旋转时，使第九齿轮产生一个与轮架旋转速度大小、方向相同的附加转动，以此保证轮组转向时滚轮不产生附加滚动，解除轮组转向运动和滚动运动的耦合。
作为进一步改进方案，上述的轮架通过第三轴承安装有第三传动轴，第七齿轮和第八齿轮安装固定在第三传动轴的两端。轮架通过第四轴承安装有四传动轴，第九齿轮和第十齿轮固定安装在第四传动轴上。
在另一种实施方式中，上述第一差速装置的传动轮系包括第十六齿轮、第十七齿轮和第十齿轮。第十六齿轮为圆环内齿轮，第十七齿轮与第十六齿轮相啮合。轮架通过第四轴承安装有四传动轴，第十七齿轮和第十齿轮固定安装在第四传动轴上。
本发明的有益效果是：
一、主动动力脚轮组件预留驱动轴和固定在轮架上的转向齿轮，电机输出可通过减速机后输出到驱动轴和转向齿轮，方便不同电机和减速机的搭配，本发明结构紧凑，可重构性和可移植性强；
二、主动动力脚轮组件由驱动装置控制滚轮滚动、转向装置控制滚轮转向；为避免滚动与转向运动之间的耦合，增加第一差速装置对滚动运动和转向运动进行解耦，有效避免了转向装置控制滚轮转向时产生的附加滚动运动，使滚轮滚动平稳，降低控制难度；
三、一体化设计的滚轮转向时会因内外侧转速不同而产生打滑，为解决该问题，增加第二差速装置，转向时自动分配第一滚轮与第二滚轮的速度，从理论上消除了滚轮的打滑现象，特别是在轮宽较大的重载驱动环境下效果更加明显。
附图说明
图1是本发明的原理示意图。
图2是本发明的一种具体实施方案。
图3是本发明的另一种具体实施方案。
图1至图3的附图标记为：第一齿轮1、轮架2、第一传动轴3、第一差速装置的第一行星齿轮系4、第二齿轮4.1、第三齿轮4.2、第四齿轮4.3、第五齿轮4.4、第一行星架4.5、第一差速装置的传动轮系5、第六齿轮5.1、第七齿轮5.2、第八齿轮5.3、第九齿轮5.4、第十齿轮5.5、第二差速装置6、第十一齿轮6.1、第二行星架6.2、第十二齿轮6.3、第十三齿轮6.4、第十四齿轮6.5、第十五齿轮6.6、第十六齿轮5.1*、第十七齿轮5.2*、轮轴7、第一轮轴7.1、第二轮轴7.2、滚轮8、第一滚轮8.1、第二滚轮8.2、第二传动轴9、第三传动轴10、回转轴11。
具体实施方式
以下结合附图1至3对本发明的优选实施例做进一步详细说明，以便更清楚地理解本发明的目的、特点和优势。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
本实施例的用于移动机器人的主动动力脚轮组件，包括轮架2、位于轮架2两侧的第一滚轮8.1和第二滚轮8.2、分别带动第一滚轮8.1和第二滚轮8.2滚动的第一轮轴7.1和第二轮轴7.2。轮架2设有用于接受驱动力的动力输入轴、用于接受转向力的转向齿轮、以及第一差速装置和第二差速装置6。第一差速装置包括行星齿轮系4和传动轮系5。行星齿轮系4具有连接动力输入轴的第二齿轮4.1、与轮架2同角速度转动的第三齿轮4.2、设于第二齿轮4.1和第三齿轮4.2之间的第一辅助齿轮组和第一行星架4.5。第二差速装置6设于第一轮轴7.1和第二轮轴7.2之间，第一行星架4.5通过传动轮系5与第二差速装置6连接。动力输入轴的驱动力经行星齿轮系4、传动轮系5和第二差速装置6传递，在转向时向第一轮轴7.1和第二轮轴7.2进行差速输出。
第三齿轮4.2是与轮架2同轴心固定的圆环内齿轮。第二齿轮4.1布置在第三齿轮4.2的中心，并通过齿轮组与驱动电机的输出轴相连接。第二齿轮4.1与第三齿轮4.2之间设有相啮合的第一辅助齿轮组。第一行星架4.5的一端与第一辅助齿轮组连接，另一端为运动输出端。
第一辅助齿轮组包括安装在第一行星架4.5上的第四齿轮4.3和第五齿轮4.4。第四齿轮4.3和第五齿轮4.4位于第二齿轮4.1的两侧，并分别与第二齿轮4.1及第三齿轮4.2相啮合。
第二差速装置6包括第十一齿轮6.1、与第一轮轴7.1固定连接的第十二齿轮6.3、与第二轮轴7.2固定连接的第十三齿轮6.4、第二行星架6.2和第二辅助齿轮组。第十一齿轮6.1是锥齿轮，通过第五轴承能转动的安装在第一轮轴7.1或第二轮轴7.2上。第十一齿轮6.1的锥形齿轮面与传动轮系5的输出齿轮相啮合，第十一齿轮6.1的顶端面两侧与第二行星架6.2固定连接。第二辅助齿轮组固定安装在第二行星架6.2的两端。第十二齿轮6.3和第十三齿轮6.4分别是锥齿轮，且分别与第二辅助齿轮组啮合。
第二辅助齿轮组包括安装在第二行星架6.2内侧的第十四齿轮6.5和第十五齿轮6.6。第十四齿轮6.5和第十五齿轮6.6分别与第十二齿轮6.3及第十三齿轮6.4啮合。
转向齿轮为固定安装在轮架2上的第一齿轮1，第一齿轮1、轮架2和第三齿轮4.2绕同一旋转中心轴线转动。第一齿轮1通过传动机构与转向电机相连接。
轮架2通过第一轴承安装有用于输入动力的第一传动轴3，第一传动轴3与第二齿轮4.1相连接。轮架2通过第二轴承安装有第二传动轴9，第二传动轴9的一端与第一行星架4.5相连接，另一端与传动轮系5相连接。
从转向电机传来的力矩驱动第一齿轮1转动，带动轮架2转动，完成滚轮8的转向运动。
从驱动电机传来的力矩通过第一传动轴3传递给第二齿轮4.1，第三齿轮4.2固定安装在轮架2上，与轮架2角速度相同，辅助齿轮组的第四齿轮4.3和第五齿轮4.4都与第二齿轮4.1啮合，也与第三齿轮4.2啮合。第一行星架4.5输出力矩通过第二传动轴9传递给第六齿轮5.1，第六齿轮5.1与第七齿轮5.2啮合，第七齿轮5.2通过第三传动轴10将动力传递给第八齿轮5.3，第八齿轮5.3与第九齿轮5.4啮合，第十齿轮5.5安装在第九齿轮5.4的轮毂上，第九齿轮5.4与第十齿轮5.5绕第四传动轴11运动。
第十齿轮5.5和第十一齿轮6.1为锥齿轮，两者的啮合改变运动传递方向。第二行星架6.2安装在第十一齿轮6.1上，第二行星架6.2带动第二辅助齿轮组的第十四齿轮6.5和第十五齿轮6.6的回转轴运动，第十四齿轮6.5与第十二齿轮6.3和第十三齿轮6.4啮合，第十五齿轮6.6也与第十二齿轮6.3和第十三齿轮6.4啮合，第十二齿轮6.3带动第一轮轴7.1转动并进一步带动第一滚轮8.1转动，第十三齿轮6.4带动第二轮轴7.2转动并进一步带动第二滚轮8.2转动。
当滚轮8转向时，轮架2会带动第十一齿轮6.1的回转轴一起转动，迫使第十一齿轮6.1转动使滚轮8产生附加滚动，可等效为第十齿轮5.5一个与轮架2运动方向相反、大小相等的转速，若第十齿轮5.5产生一个与轮架2转速相同的附加转动则可保证滚轮8无附加运动。为解决该问题，一种方法是控制驱动电机驱动第十齿轮5.5产生一个附加转动，第二种方法是通过行星轮系设计使转向电机对第十齿轮5.5产生一个附加转动，第三种方法是行星轮系设计直接从轮架2获得对第十齿轮5.5的附加转动。第一种方法会导致转向运动与滚动运动耦合，增加控制难度；第二种方法需要在减速箱处设计行星轮系，可以实现解耦，但是用户电机进行电机选型时就会受到较大限制；第三种方案在两滚轮8中间设计行星轮系，能够实现解耦，且可以为用户提供驱动电机和转向电机的接口，特别适合滚轮8尺寸较大的重载环境。本实施例采用第三种方法：
当ω2＝ωr,ω1＝0,经计算可得：
当ω2＝ωr,ω1＝ωs,经计算可得：
若要转向运动不对滚轮8产生附加滚动运动，即ω'9＝ω9，则需满足：
上述方案为本发明的一个典型实施案例，但不限于此，其根本在于通过轮系及传动比设计，当轮架2旋转时，使第九齿轮5.4产生一个与轮架2旋转速度大小、方向相同的附加转动。应理解到，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围之内。
第二差速装置6原理与汽车的差速器相同，在转弯时，由于外侧滚轮8有滑拖的现象，内侧滚轮8有滑转的现象，两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，由于地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态这一“最小能耗原理”，必然导致两边滚轮8的转速不同，通过第一轮轴7.1、第二轮轴7.2反映到第十二齿轮6.3、第十三齿轮6.4上，迫使第十四齿轮6.5和第十五齿轮6.6产生自转，使内侧轮轴7转速减慢，外侧轮轴7转速加快，从而实现两边车轮转速的差异，保证了滚轮8无滑拖或滑转现象，使平台控制更加准确。第一滚轮8.1、第二滚轮8.2与第十一齿轮6.1的转速关系满足：
ωw1+ωw2＝2ω11
轮组中心的速度只与第十一齿轮6.1的转速有关。
上述方案为本发明的一个典型实施案例，但不限于此。应理解到，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，依据通过齿轮轮系设计将一路电机输入被动地变为内外滚轮8差速运动的原则，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围之内。
作为本发明的一个重要特征，滚轮8旋转中心对轮架2回转中心具有一个偏置b，可以通过对齿轮的空间布置实现。
附图2、3为本发明实现偏置的两种典型案例，但不限于此。应理解到，对齿轮排布方式进行改变仍在本发明保护范围内。凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围之内。
附图2为本发明的核心齿轮轮系三维结构，各部件编号与附图1相同，但由于三维遮挡，部分部件不能显示。图2中第一差速装置的行星齿轮系4包括第二齿轮4.1、第三齿轮4.2、第四齿轮4.3、第五齿轮4.4和第一行星架4.5。传动轮系5包括第六齿轮5.1、第七齿轮5.2、第八齿轮5.3、第九齿轮5.4和第十齿轮5.5。第六齿轮5.1的中心轴与第一行星架4.5的输出端同轴连接，第六齿轮5.1与第七齿轮5.2相啮合，第七齿轮5.2的中心轴与第八齿轮5.3的中心轴同轴连接。第八齿轮5.3与所述第九齿轮5.4相啮合，第九齿轮5.4的轴心位于轮架2的旋转中心，第九齿轮5.4可绕其安装轴转动。第九齿轮5.4的安装轴固定安装在轮架2上，第十齿轮5.5安装在所述第九齿轮5.4的轮毂上。
第二差速装置6包括第十一齿轮6.1、第二行星架6.2、第十二齿轮6.3、第十三齿轮6.4、第十四齿轮6.5和第十五齿轮6.6。对于附图2所示案例为附图1的具体实施，需满足解耦条件：
还需满足偏置条件：
对于附图3所示案例，对附图2的第一差速装置的传动轮系5进行精简，包括第十六齿轮5.1*、第十七齿轮5.2*和第十齿轮5.5。第十六齿轮5.1*为圆环内齿轮，第十七齿轮5.2*与第十六齿轮5.1*相啮合。轮架2通过第四轴承安装有四传动轴11，第十七齿轮5.2*和所述的第十齿轮5.5固定安装在第四传动轴11上，需满足解耦条件：
还需满足偏置条件：
附图2和3为本发明的一种典型应用场景，本发明为电机提供动力输入接口，电机的排布方式与动力输入方式的改变并不能改变本发明的保护内容。
本发明能够解除转向运动和滚动运动的耦合，实现转向运动和滚动运动的完全独立控制，避免滚轮8速度突变，使控制更加简单；本发明能够实现内外侧滚轮8的速度差分，从原理上避免了主动动力脚轮组件的滑转和滑移；本发明实现了滚轮8滚动中心对回转中心的偏置，保证使用本脚轮的移动平台能够实现轨迹连续的全向运动；本发明将解耦机构和差速行星齿轮机构设计在一个模块内，并预留接收驱动力的接口，用户可以自由搭配电机和减速器，方便维护。
Claims (9)
1.一种用于移动机器人的主动动力脚轮组件，包括轮架(2)、位于轮架(2)两侧的第一滚轮(8.1)和第二滚轮(8.2)、分别带动第一滚轮(8.1)和第二滚轮(8.2)滚动的第一轮轴(7.1)和第二轮轴(7.2)；其特征是：所述的轮架(2)设有用于接受驱动力的动力输入轴、用于接受转向力的转向齿轮、以及第一差速装置和第二差速装置(6)；所述的第一差速装置包括行星齿轮系(4)和传动轮系(5)；所述的行星齿轮系(4)具有连接动力输入轴的第二齿轮(4.1)、与轮架(2)以相同角速度转动的第三齿轮(4.2)、设于第二齿轮(4.1)和第三齿轮(4.2)之间的第一辅助齿轮组和第一行星架(4.5)；所述的第二差速装置(6)设于第一轮轴(7.1)和第二轮轴(7.2)之间，所述的第一行星架(4.5)通过传动轮系(5)与第二差速装置(6)连接；所述动力输入轴的驱动力经行星齿轮系(4)、传动轮系(5)和第二差速装置(6)传递，在转向时向第一轮轴(7.1)和第二轮轴(7.2)进行差速输出；
所述第一差速装置的传动轮系(5)包括第六齿轮(5.1)、第七齿轮(5.2)、第八齿轮(5.3)、第九齿轮(5.4)和第十齿轮(5.5)；所述第六齿轮(5.1)的中心轴与所述第一行星架(4.5)的输出端同轴连接，所述第六齿轮(5.1)与所述第七齿轮(5.2)相啮合，所述第七齿轮(5.2)的中心轴与所述第八齿轮(5.3)的中心轴同轴连接；所述第八齿轮(5.3)与所述第九齿轮(5.4)相啮合，所述第九齿轮(5.4)的轴心位于所述轮架(2)的旋转中心，所述第九齿轮(5.4)可绕其安装轴转动，所述第九齿轮(5.4)的安装轴固定安装在轮架(2)上，所述第十齿轮(5.5)安装在所述第九齿轮(5.4)的轮毂上；
满足解耦条件：
还满足偏置条件：
通过第一差速装置的轮系及传动比设计，当轮架旋转时，使第九齿轮产生一个与轮架旋转速度大小、方向相同的附加转动，以此保证轮组转向时滚轮不产生附加滚动，解除轮组转向运动和滚动运动的耦合。
2.根据权利要求1所述的主动动力脚轮组件，其特征是：所述的第三齿轮(4.2)是与所述的轮架(2)同轴心固定的圆环内齿轮；所述的第二齿轮(4.1)布置在第三齿轮(4.2)的中心，并通过齿轮组与驱动电机的输出轴相连接；所述的第二齿轮(4.1)与第三齿轮(4.2)之间设有相啮合的第一辅助齿轮组；所述第一行星架(4.5)的一端与所述的第一辅助齿轮组连接，另一端为运动输出端。
3.根据权利要求2所述的主动动力脚轮组件，其特征是：所述第一辅助齿轮组包括安装在第一行星架(4.5)上的第四齿轮(4.3)和第五齿轮(4.4)；所述的第四齿轮(4.3)和第五齿轮(4.4)位于第二齿轮(4.1)的两侧，并分别与第二齿轮(4.1)及第三齿轮(4.2)相啮合。
4.根据权利要求1所述的主动动力脚轮组件，其特征是：所述第二差速装置(6)包括第十一齿轮(6.1)、与第一轮轴(7.1)固定连接的第十二齿轮(6.3)、与第二轮轴(7.2)固定连接的第十三齿轮(6.4)、第二行星架(6.2)和第二辅助齿轮组；所述的第十一齿轮(6.1)是锥齿轮，通过第五轴承能转动的安装在第一轮轴(7.1)或第二轮轴(7.2)上；所述第十一齿轮(6.1)的锥形齿轮面与传动轮系(5)的输出齿轮相啮合，第十一齿轮(6.1)的顶端面两侧与所述的第二行星架(6.2)固定连接；所述的第二辅助齿轮组固定安装在第二行星架(6.2)的两端；所述的第十二齿轮(6.3)和第十三齿轮(6.4)分别是锥齿轮，且分别与第二辅助齿轮组啮合。
5.根据权利要求4所述的主动动力脚轮组件，其特征是：所述第二辅助齿轮组包括安装在第二行星架(6.2)内侧的第十四齿轮(6.5)和第十五齿轮(6.6)；所述第十四齿轮(6.5)和第十五齿轮(6.6)分别与所述的第十二齿轮(6.3)及所述的第十三齿轮(6.4)啮合。
6.根据权利要求1所述的主动动力脚轮组件，其特征是：所述转向齿轮为固定安装在轮架(2)上的第一齿轮(1)，所述的第一齿轮(1)、轮架(2)和第三齿轮(4.2)绕同一旋转中心轴线转动；所述的第一齿轮(1)通过传动机构与转向电机相连接。
7.根据权利要求1所述的主动动力脚轮组件，其特征是：所述的轮架(2)通过第一轴承安装有用于输入动力的第一传动轴(3)，所述的第一传动轴(3)与所述的第二齿轮(4.1)相连接；所述轮架(2)通过第二轴承安装有第二传动轴(9)，第二传动轴(9)的一端与第一行星架(4.5)相连接，另一端与传动轮系(5)相连接。
8.根据权利要求1所述的主动动力脚轮组件，其特征是：所述的轮架(2)通过第三轴承安装有第三传动轴(10)，所述第七齿轮(5.2)和所述第八齿轮(5.3)安装固定在所述第三传动轴(10)的两端；所述的轮架(2)通过第四轴承安装有第四传动轴(11)，所述的第九齿轮(5.4)和所述的第十齿轮(5.5)固定安装在所述第四传动轴(11)上。
9.根据权利要求1所述的主动动力脚轮组件，其特征是：所述第一差速装置的传动轮系(5)包括第十六齿轮(5.1*)、第十七齿轮(5.2*)和第十齿轮(5.5)；所述的第十六齿轮(5.1*)为圆环内齿轮，所述的第十七齿轮(5.2*)与第十六齿轮(5.1*)相啮合；所述的轮架(2)通过第四轴承安装有第四传动轴(11)，所述的第十七齿轮(5.2*)和所述的第十齿轮(5.5)固定安装在所述第四传动轴(11)上。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| TWM266347U (en) * | 2004-11-08 | 2005-06-01 | Plus R Environmental Engineeri | Double input differential device |
| CN204341183U (zh) * | 2014-12-26 | 2015-05-20 | 吉林大学 | 一种单电机驱动差速转向装置 |
| CN205945393U (zh) * | 2016-07-12 | 2017-02-08 | 广州富士汽车整线集成有限公司 | 一种单减速电驱动力总成 |
| CN107264657A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-10-20 | 长沙九十八号工业设计有限公司 | 具有高效动力变速系统的两履带拖拉机及其传动方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM266347U (en) * | 2004-11-08 | 2005-06-01 | Plus R Environmental Engineeri | Double input differential device |
| CN204341183U (zh) * | 2014-12-26 | 2015-05-20 | 吉林大学 | 一种单电机驱动差速转向装置 |
| CN205945393U (zh) * | 2016-07-12 | 2017-02-08 | 广州富士汽车整线集成有限公司 | 一种单减速电驱动力总成 |
| CN107264657A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-10-20 | 长沙九十八号工业设计有限公司 | 具有高效动力变速系统的两履带拖拉机及其传动方法 |
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