CN112400074A - 用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构 - Google Patents

用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构 Download PDF

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Abstract

对于履带车辆而言，需要转向时，停止左侧或右侧履带的转动，仅使一侧的履带处于行驶状态，以实现转向。因此，为了完成转向，需要在左右侧分别设置用于约束动力的装置，且车辆履带的侧面阻力大，从而履带容易脱轨或产生动力损失。本发明旨在利用差动齿轮原理来解决上述问题。即，本发明的用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，包括：左轮动力传递齿轮(200)及右轮动力传递齿轮(210)，用于经由动力传递轴接收发动机的动力；左轮动力输入离合器齿轮(320)及右轮动力输入离合器齿轮(420)，用于从所述左轮动力传递齿轮和所述右轮动力传递齿轮接收动力；左轮同步器(310)及右轮同步器(410)，将来自所述左轮动力输入离合器齿轮和所述右轮动力输入离合器齿轮的动力施以约束而传递至所述左轮动力输出轴(300)和所述右轮动力输出轴(400)；左轮动力输出轴连接用锥齿轮(330)及右轮动力输出轴连接用锥齿轮(430)，位于差动齿轮箱内，并与所述左轮动力输出轴(300)及所述右轮动力输出轴(400)相连；第一锥齿轮(510)及第二锥齿轮(520)，在所述差动齿轮箱的内部，于前后方向上与所述左轮动力输出轴连接用锥齿轮(330)及所述右轮动力输出轴连接用锥齿轮(430)相连；以及差动齿轮箱制动器(530)，用于控制所述差动齿轮箱的旋转。本发明通过如上所述的结构，在从一个动力源(发动机、电机等)向履带轮传递动力的轮轴上，设置用于约束左右动力的手段，从而提供使得履带车辆的转向变得容易的动力传递结构。

Description

用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构
技术领域
本发明涉及用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构。
背景技术
在本发明之前现有技术的发明中，揭示了有关具有电机和发动机的混合动力汽车。该汽车包括：发动机，通过燃料的燃烧产生驱动力；离合器，使得所述发动机的输出经由发电机而能够进行选择性的动力传递；推进轴，通过所述离合器使得所述发动机的输出得以传递；第一、二太阳齿轮，使得动力通过所述推进轴的两侧得以传递；第一、二行星齿轮级，从所述第一、二太阳齿轮接收动力并传递给输出轴；复合行星齿轮级，位于所述第一、二行星齿轮级之间，与所述第一、二行星齿轮级相连以传递动力；第一、二牵引电机，位于所述复合行星齿轮级的两端，分别与所述第一、二太阳齿轮相连以进行驱动；转向电机，位于所述复合行星齿轮级与一侧的第一牵引电机之间，并与第一行星齿轮级和转向轴相连；控制器，与发电机相连，用于控制所述第一、二牵引电机和转向电机。
在另一现有技术中揭示的多功能农机动力车辆，包括：发动机部10，用于提供动力；油压电动装置(HST)20，使得齿轮变速简便；变速部40，用于实现变速；履带式的行驶部30；主框架60，用于构成车体；装载部70，位于所述主框架60的上部；其中，所述发动机部10与油压电动装置(HST)20以法兰联轴节方式直接相连，在所述油压电动装置(HST)20的后方设有变速部40，后轮轴51通过万向节41与所述变速部40相连，车辆从后轮轴51接收动力以实现驱动。
发明内容
要解决的技术问题
对于履带车辆而言，需要转向时，停止左侧或右侧履带的转动，仅使一侧的履带处于行驶状态，以实现转向。因此，为了完成转向，需要在左右侧分别设置用于约束动力的装置，转弯半径大，履带侧面受到的地面摩擦阻力增加从而履带容易脱轨，且摩擦导致的动力损失也会增加。本发明旨在利用差动齿轮原理来解决上述现有技术中存在的问题。
技术方案
为了解决上述问题，根据本发明的用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，包括：
左轮动力传递齿轮200及右轮动力传递齿轮210，用于经由动力传递轴接收发动机的动力；
左轮动力输入离合器齿轮320及右轮动力输入离合器齿轮420，用于从所述左轮动力传递齿轮和右轮动力传递齿轮接收动力；
左轮同步器310及右轮同步器410，将来自左轮动力输入离合器齿轮和右轮动力输入离合器齿轮的动力施以约束而传递至左轮动力输出轴300和右轮动力输出轴400；
左轮动力输出轴连接用锥齿轮330及右轮动力输出轴连接用锥齿轮430，位于差动齿轮箱内，并与所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400相连；
第一锥齿轮510及第二锥齿轮520，在所述差动齿轮箱的内部，于前后方向上与所述左轮动力输出轴连接用锥齿轮330及右轮动力输出轴连接用锥齿轮430相连；以及差动齿轮箱制动器530，用于控制所述差动齿轮箱的旋转。
而且，本发明的用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，还包括：左轮动力输出轴制动器340及右轮动力输出轴制动器440，以用于当所述左轮同步器310及右轮同步器410未连接所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400时，固定所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400。
并且，本发明的用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，还包括：编码器350、450，设置在所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400上，以用于检测所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400的旋转。
有益效果
本发明通过如上所述的结构，在从一个动力源(发动机、电机等)向履带轮传递动力的轮轴上，设置用于约束左右动力的手段，从而提供使得履带车辆的转向变得容易的动力传递结构。
附图说明
图1是本发明的动力传递装置构成图。
图2是本发明的右转向动力传递连接图。
图3是本发明的左转向动力传递连接图。
图4是本发明的右旋转动力传递连接图。
图5是本发明的左旋转动力传递连接图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的作用及效果。
参照图1，当本发明发动机的动力得以输入时，左轮动力传递齿轮及右轮动力传递齿轮接收所传递的动力而旋转，通过左轮同步器和右轮同步器的连接，所述动力传递到左轮动力输出轴和右轮动力输出轴，从而履带车辆实现前进或后退。
参照图2，示出了右转向时的情形，此时从上述的前进模式连接中，阻断右轮同步器的动力，以中断动力传递到右轮动力输出轴，从而履带车辆实现向右转向。
此时，为了完全停止右轮因惯性所致的移动，可以使用右轮动力输出轴制动器。
图3与上述的构成相似，区别仅在于阻断左轮同步器的动力上。
图4是在图2的作用下，使得差动齿轮箱(差动齿轮箱)制动器工作以阻断差动齿轮箱的旋转，从而所述右轮动力输出轴以与所述左轮动力输出轴相反的方向旋转，进而履带车辆的左侧和右侧的履带轮彼此反向旋转，达到以较小的转弯半径实现转弯的效果。
图5示出了与所述图4相反的旋转动作。
另外，本发明在所述左轮动力输出轴和右轮动力输出轴上分别设有编码器，从而根据驾驶员的转向信号将所述左轮同步器和右轮同步器的动力传递以所述编码器的旋转比例来进行调整，进而调节所述左轮动力输出轴和右轮动力输出轴的转速。
以往，履带车辆转向时，在某一侧履带轮停止的状态下进行转向，接着直线行驶，而后根据转向信号，某一侧履带轮又一次停止而进行转向，以此反复执行上述的过程，但是本发明在左右侧的履带轮连续转动的状态下，根据驾驶员的转向信号，通过左轮动力输出轴旋转检测用的编码器以及右轮动力输出轴旋转检测用的编码器来控制所述左轮同步器和右轮同步器，从而实现履带车辆的转向。
为此，除了同步器的构成之外，可以使用爪式离合器(dog clutch)和变矩器(Torque converter)等，在动力较小时可以使用电子离合器。
并且，本发明不仅可以使用于履带轮的动力传递上，而且还可以使用于如平衡车(Segway)等在水平方向具有两个圆形车轮的个人骑行装置上。
此时，代替同步器使用电子离合器等，通过一个动力源可以实现从原地旋转乃至根据转向程度的各种转弯半径的行驶。
即，所述构成可以包括用于接收驾驶员输入的转向角(未图示)的控制器(未图示)，该控制器可以通过旋转编码器、加速度传感器、线性编码器等控制转向角。
作为所述控制器的另外输入，可以是左轮及右轮动力输出轴旋转检测用的编码器信号。
所述控制器，根据从所述旋转编码器接收的转向角，计算所述左轮及右轮动力输出轴旋转检测用的编码器的旋转比例，对代替图1中左轮同步器和右轮同步器所设置的左侧和右侧的电子离合器进行PWM(Pulse Width Modulation)控制，以使所述左轮动力输出轴和右轮动力输出轴能够以所述旋转比例来旋转，由此本发明提供包括如上控制步骤的动力传递控制方法。
并且，本发明除了上述构成之外，还可以包括陀螺仪传感器(未图示)或地磁传感器(未图示)，本发明计算所述编码器的旋转比例并加以利用，通过所述陀螺仪传感器或地磁传感器来检测对代替左轮同步器和右轮同步器所设置的左侧和右侧的电子离合器进行PWM(Pulse Width Modulation)控制的结果是否以预期角度旋转，从而判断所述履带车辆是转向过度还是转向不足，进而重新修整所述左轮及右轮动力输出轴旋转检测用的编码器的旋转比例，由此本发明提供如上的动力传递控制方法。
而且，当转向过度或转向不足的角度超过10％以上时，地面处于溜滑或摩擦严重的状态，因此将车辆的行驶速度限制为30Km/h以下，由此本发明提供如上的动力传递控制方法。
并且，通过所述加速度传感器，判断车轮以驱动力运动的方向与实际接受加速度的方向是否一致，并以此来判断履带车辆是否发生侧向滑动(slip)，当发生侧向滑动时，将速度限制为当前行驶速度的70％以下，由此本发明提供如上的动力传递控制方法。
本发明通过如下的构成来达到了如上所述的作用及效果。
本发明的用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，包括：
左轮动力传递齿轮200及右轮动力传递齿轮210，用于经由动力传递轴接收发动机的动力；
左轮动力输入离合器齿轮320及右轮动力输入离合器齿轮420，用于从所述左轮动力传递齿轮和右轮动力传递齿轮接收动力；
左轮同步器310及右轮同步器410，将来自所述左轮动力输入离合器齿轮和右轮动力输入离合器齿轮的动力施以约束而传递至左轮动力输出轴300和右轮动力输出轴400；
左轮动力输出轴连接用锥齿轮330及右轮动力输出轴连接用锥齿轮430，位于差动齿轮箱内，并与所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400相连；
第一锥齿轮510及第二锥齿轮520，在所述差动齿轮箱的内部，于前后方向上与所述左轮动力输出轴连接用锥齿轮330及右轮动力输出轴连接用锥齿轮430相连；以及
差动齿轮箱制动器530，用于控制所述差动齿轮箱的旋转。
而且，本发明的用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，还包括：左轮动力输出轴制动器340及右轮动力输出轴制动器440，以用于当所述左轮同步器310及右轮同步器410未连接所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400时，固定所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400。
并且，本发明的用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，还包括：编码器，设置在所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400上，以用于检测所述左轮动力输出轴300及右轮动力输出轴400的旋转。
并且，本发明在所述差动齿轮箱(差动齿轮箱)的外侧以交替N极和S极的方式设置磁铁，在差动齿轮箱的周围于对应磁铁的位置上相间隔而设置线圈(coil)，从而通过向线圈接通直流电来可以停止所述差动齿轮箱，而且通过所述差动齿轮箱的旋转，在所述线圈上可以得到电力。
而且，通过向所述线圈接通交流电，以使所述差动齿轮箱旋转，从而可以使得车辆移动。

Claims (3)

1.一种用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，包括：
左轮动力传递齿轮(200)及右轮动力传递齿轮(210)，用于经由动力传递轴接收发动机的动力；
左轮动力输入离合器齿轮(320)及右轮动力输入离合器齿轮(420)，用于从所述左轮动力传递齿轮和所述右轮动力传递齿轮接收动力；
左轮同步器(310)及右轮同步器(410)，将来自所述左轮动力输入离合器齿轮和所述右轮动力输入离合器齿轮的动力施以约束而传递至所述左轮动力输出轴(300)和所述右轮动力输出轴(400)；
左轮动力输出轴连接用锥齿轮(330)及右轮动力输出轴连接用锥齿轮(430)，位于差动齿轮箱内，并与所述左轮动力输出轴(300)及所述右轮动力输出轴(400)相连；
第一锥齿轮(510)及第二锥齿轮(520)，在所述差动齿轮箱的内部，于前后方向上与所述左轮动力输出轴连接用锥齿轮(330)及所述右轮动力输出轴连接用锥齿轮(430)相连；以及
差动齿轮箱制动器(530)，用于控制所述差动齿轮箱的旋转。
2.如权利要求1所述的用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，其特征在于，还包括：左轮动力输出轴制动器(340)及右轮动力输出轴制动器(440)，以用于当所述左轮同步器(310)及所述右轮同步器(410)未连接所述左轮动力输出轴(300)及所述右轮动力输出轴(400)时，固定所述左轮动力输出轴(300)及所述右轮动力输出轴(400)。
3.如权利要求2所述的用于提高履带车辆转向特性的动力传递结构，其特征在于，还包括：编码器，设置在所述左轮动力输出轴(300)及所述右轮动力输出轴(400)上，以用于检测所述左轮动力输出轴(300)及所述右轮动力输出轴(400)的旋转。
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