CN112360894B - 一种动力切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种动力切换装置，包括传动轴、支撑机构、传动机构、两个运动机构和内、外离合器；其中，传动轴一端与传动机构输入端固定连接，传动轴另一端与车身动力源连接；支撑机构套设在传动轴上并与车身固定连接，支撑机构始终保持静止；传动轴通过传动机构同时与两个运动机构连接；内离合器和外离合器分别位于第一运动机构的内外侧；通过内离合器的闭合与分离，控制第一运动机构与支撑机构之间是否存在相对运动；通过外离合器的闭合与分离，控制传动机构与第一运动机构之间是否存在相对运动。本发明仅通过两个离合器实现了动力切换、刹车及被动姿态调整功能，且实现了在不同的动力输出机构之间进行动力切换。

Description

一种动力切换装置

技术领域

本发明属于离合传动装置技术领域，具体涉及一种动力切换装置。

背景技术

当前，绝大多数车辆均为轮式驱动，但在恶劣路况下易发生陷车等状况。相比之下，履带式车辆通过性高，但高速行驶效率较低。如果能够使用轮履转换装置，在不同路况下使用不同的驱动方式，就可以综合两种的优点，但其难点在于如何驱动轮式传动和履带式传动。针对此问题，现已有几种典型的解决方案。

第一种方案就是轮式状态和履带式状态分别驱动：轮式传动时和普通车辆一样，使用电机或者内燃机作为动力源；履带传动时再单独使用一个动力源。但这种方案结构繁琐，占用体积大。对于整车的性能和维护保养都会产生不利影响。

第二种方案是履带和车轮共用一套动力系统，使用动力切换装置，完成轮式传动和履带传动的转变。目前，国内已经有类似的动力转换装置。例如申请号为2017106406281的中国发明专利申请公开的一种可快速转换形态的轮履复合式机器人，就是通过单个离合完成轮式传动和履带传动的切换。在离合分离时，履带抬起不运动，此时即为轮式传动。在离合接合时，履带放下并转动，此时为履带式传动。相对于分别驱动的方案，单离合是一种改进。不过在这种方案中，履带和普通车轮是两套独立的机构，依然存在着结构复杂、占用体积大的问题。

综上所述，针对车辆领域，目前的动力切换机构多为将动力输出至同一机构，无法实现切换后输出至不同机构的目的，即使有输出至不同机构的设计，其性能也不尽人意。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足之处，提供了一种动力切换装置，是一种可以实现动力切换的三段式双离合机构，可以更好地满足在不同机构之间切换动力输出的需求。

针对上述机构所存在的问题，本发明提供了一种三段式双离合机构，其能够快速、平滑地进行动力切换，同时可以将输出动力传递至不同机构，适用场合更广泛。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提出的一种动力切换装置，其特征在于，包括传动轴、支撑机构、传动机构、第一运动机构、第二运动机构、内离合器和外离合器；其中，传动轴一端与传动机构输入端固定连接，使得传动机构随传动轴的转动而转动，传动轴另一端与车身动力源连接；支撑机构套设在传动轴上并与车身固定连接，支撑机构始终保持静止；传动轴可在支撑机构内自由转动，并通过传动机构同时与第一运动机构和第二运动机构连接；内离合器和外离合器分别位于第一运动机构的内外侧；

当外离合器闭锁、内离合器分离时，第一运动机构、第二运动机构和传动机构共同随传动轴的转动而运动；

当内离合器闭锁、外离合器分离时，第一运动机构保持静止，第二运动机构和传动机构随传动轴的转动而运动；

当内离合器和外离合器同时闭锁时，传动轴通过传动机构使第一运动机构和第二运动机构停止运动。

综上所述，本发明的有益效果如下：

本发明仅通过两个离合器实现了动力切换、刹车及被动姿态调整功能，整体结构简单，占用体积小，易于安装，操作方便快捷，响应时间快，可靠性高。

本发明实现了在不同的动力输出机构之间进行动力切换，适用性广泛，为更多其他尺寸的车轮提供了众多型号的设计可能性。

本发明仅需要一个动力源用来驱动传动机构，并且在动力切换时不需要调整，易于操作，可以提高效率。

附图说明

图1是本发明实施例的一种动力切换装置的整体结构示意图。

图2是图1所示动力切换装置的剖视图。

图3是本发明动力切换装置中带传动形式的传动机构的结构示意图。

图4是本发明动力切换装置中离合器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

为了更好地理解本发明，以下详细阐述本发明提出的一种动力切换装置的应用实例。

参见图1～图2，本发明实施例的一种动力切换装置包括传动轴170、支撑机构110、传动机构120、第一运动机构130、第二运动机构140、内离合器160和外离合器150。其中，传动轴170一端与传动机构120的输入端固定连接，使得传动机构120随传动轴170的转动而转动，传动轴170另一端与车身动力源连接；支撑机构110套设在传动轴170上并与车身固定连接，支撑机构110始终保持静止；传动轴170可在支撑机构110内自由转动，并通过传动机构120同时与第一运动机构130和第二运动机构140连接；内离合器160和外离合器150分别位于第一运动机构130的内外侧。

本发明实施例中各组成部件的具体实现方式及功能分别描述如下：

支撑机构110包括支撑架111，该支撑架111为一凸台，沿凸台轴向设有贯穿的通孔，用于穿过传动轴170，且传动轴170在凸台内可自由转动。凸台的颈部通过轴承(该轴承在图中未示意出)设套有第一运动机构130，第一运动机构130可相对于凸台转动。凸台的凸缘内侧与车辆的悬架、转向节、车梁或承载式车身的任意一者固定连接，在车辆的运动过程中，凸台与车身始终保持静止。

传动轴170的一端穿过支撑架111的贯穿通孔后与传动机构120固定连接，使得传动机构120随传动轴170的转动而转动。传动轴170的另一端与车身动力源连接，由车身动力源驱动传动轴170。

传动机构120同时与第一运动机构130和第二运动机构连接140，包括但不限于齿轮传动、链式传动或带传动，本实施例中采用齿轮传动，包括中心主齿轮121和与该中心主齿轮121啮合的传动齿轮122；中心主齿轮121的中心处与传动轴170一端固定连接，传动齿轮齿轮122的旋转轴与第一运动机构130固连。在另一实施例中，传动机构120采用带传动，参见图3，包括与第二运动机构140配合的传动齿轮122a，该传动齿轮122a的旋转轴123a与第一运动机构130固接，传动轴170一端与传动齿轮122a的旋转轴123a一端通过传动带121a连接。

内离合器160安装于支撑架111的凸缘外侧且位于第一运动机构130和支撑架111凸缘之间，通过内离合器的闭合与分离，可控制第一运动机构130与支撑架111之间是否存在相对运动。外离合器150安装于第一运动机构130外侧且位于第一运动机构130与传动机构120之间，通过外离合器的闭合与分离，可控制传动机构120与第一运动机构130之间是否存在相对运动。本实施例中内外离合器均采用油压式碟刹系统。其中，内侧碟刹系统固定于支撑架111的凸缘外侧的预留孔位处，外侧碟刹系统固定于第一运动机构130外侧边缘。参见图4，本实施例所采用的碟刹系统为市面上常见的油压碟刹系统，外侧碟刹系统包括安装在第一运动机构130外侧的刹车盘152和刹车卡钳151，其中刹车盘152与传动轴170固连，刹车卡钳151与第一运动机构130固连；内侧碟刹系统包括安装在第一运动机构130内侧和支撑机构110的凸缘外侧之间的刹车盘162和刹车卡钳161，其中刹车盘162与第一运动机构130固连，刹车卡钳161与支撑机构110固连。

第一运动机构130和第二运动机构140可根据使用场景进行确定，本实施例的动力切换装置用于轮-履混合行走机构，仅由一套装置即可完成车轮主体与履带的动力切换，且可以实现刹车功能与被动姿态调整功能。本实施例的第一运动机构130为车轮主体，第二运动机构140为履带。

本实施例用于轮-履混合行走机构时，通过外离合器150与内离合器160可控制车轮主体与履带处于不同的运动状态，包括三个稳定工作状态与一个暂稳工作状态，分别描述如下：

(1)稳定工作状态1：外离合器闭锁，内离合器分离

本工作状态用于车轮主体和履带共同运动模式。外离合器150接合使动力从传动机构120传递至车轮主体，车轮主体和履带相对静止，即相当于车轮主体和履带整体受传动机构120驱动而转动，动力传递至车轮主体，实现车轮主体、履带共同运动。

(2)稳定工作状态2：内离合器闭锁，外离合器分离

本工作状态用于车轮主体静止、履带运动的模式。内离合器160接合使车轮主体相对支撑机构110保持静止，动力经传动机构120传递至其履带，即相当于车轮主体和支撑机构110相对静止，动力传递至履带。

(3)稳定工作状态3：内离合器和外离合器同时闭锁

本工作状态是传动系统减速的工作模式。内离合器和外离合器同时处于闭合状态，使传动机构120、车轮主体、支撑机构110通过两套离合系统实现锁止，即相当于传动机构120停止运动即减速，实现刹车功能。

(4)暂稳工作状态：内离合器和外离合器同时处于分离状态

本工作状态是进行车轮主体被动姿态校正(当车轮主体由于变形或其他原因存在需要进行姿态校正的情况时)的工作模式。内离合器和外离合器同时在分离状态，车轮主体此时不与传动机构120或支撑机构110二者任一相连接，其姿态会受到外界影响被动自由调整，实现对应的姿态校正。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种动力切换装置，其特征在于，包括传动轴（170）、支撑机构（110）、传动机构（120）、第一运动机构（130）、第二运动机构（140）、内离合器（160）和外离合器（150）；其中，传动轴（170）一端与传动机构（120）输入端固定连接，使得传动机构（120）随传动轴（170）的转动而转动，传动轴（170）另一端与车身动力源连接；支撑机构（110）套设在传动轴（170）上并与车身固定连接，支撑机构（110）始终保持静止；传动轴（170）可在支撑机构（110）内自由转动，并通过传动机构（120）同时与第一运动机构（130）和第二运动机构（140）连接；内离合器（160）和外离合器（150）分别位于第一运动机构（130）的内外侧；

当外离合器（150）闭锁、内离合器（160）分离时，第一运动机构（130）、第二运动机构（140）和传动机构（120）共同随传动轴（170）的转动而运动；

当内离合器（160）闭锁、外离合器（150）分离时，第一运动机构（130）保持静止，第二运动机构（140）和传动机构（120）随传动轴（170）的转动而运动；

当内离合器（160）和外离合器（150）同时闭锁时，传动轴（170）通过传动机构（120）使第一运动机构（130）和第二运动机构（140）停止运动。

2.根据权利要求1所述的动力切换装置，其特征在于，所述支撑机构（110）包括支撑架（111），该支撑架（111）为一凸台，沿凸台轴向设有贯穿的通孔，用于穿过所述传动轴（170），且传动轴（170）在凸台内可自由转动；凸台的颈部通过轴承设套可相对于凸台颈部的所述第一运动机构（130）；凸台的凸缘内侧与车辆的悬架、转向节、车梁或承载式车身的任意一者固定连接，在车辆的运动过程中，凸台与车身始终保持静止。

3.根据权利要求2所述的动力切换装置，其特征在于，所述传动轴（170）的一端穿过所述支撑架（111）的贯穿通孔后与所述传动机构（120）固定连接。

4.根据权利要求1所述的动力切换装置，其特征在于，所述传动机构（120）采用齿轮传动、链式传动或带传动；所述传动机构（120）的输入端与所述传动轴（170）一端连接，所述传动机构（120）的输出端同时与第一运动机构（130）和第二运动机构（140）连接。

5.根据权利要求2所述的动力切换装置，其特征在于，所述内离合器（160）安装于所述支撑架（111）的凸缘外侧且位于第一运动机构（130）和支撑架（111）的凸缘之间；所述外离合器（150）安装于所述第一运动机构（130）外侧且位于第一运动机构（130）与传动机构（120）之间。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的动力切换装置，其特征在于，所述动力切换装置用于轮-履混合行走机构，所述第一运动机构（130）为车轮主体，所述第二运动机构（140）为履带。