CN112534158B - 一种变速装置及其控制方法、转向系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种变速装置，包括外转动轮(3)；内转动轮(1)，内转动轮(1)的旋转轴线(P1)与外转动轮(3)的旋转轴线(P2)平行且不同轴；多个啮合件(5)，且沿内转动轮(1)或外转动轮(3)的周向布设；外转动轮(3)和内转动轮(1)的其中一个转动轮上开设有多个滑槽(7)，且多个滑槽(7)与多个啮合件(5)一一对应，另一个转动轮上具有与啮合件(5)相啮合的固定啮合齿(8)；啮合件(5)能够沿着相对应的滑槽(7)滑动，在啮合件(5)由滑槽(7)的第一端朝第二端滑动的情况下，啮合件(5)与内转动轮(1)的旋转轴线(P1)逐渐减小。还公开了一种变速控制方法、一种转向系统以及一种转向控制方法。

Description

一种变速装置及其控制方法、转向系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及机械变速技术领域，尤其涉及一种变速装置及其控制方法、转向系统及其控制方法。

背景技术

变速箱是车辆上非常重要的部件，它的主要功能包括改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速；改变车辆动力传递方向，实现倒车；中断动力传递，实现空档等作用。经过100余年的发展，变速箱从最初的手动变速箱，到液力自动变速箱和电控机械式自动变速箱，再到现在的无级变速箱，在实现功能和减轻驾驶员操作强度的同时，也使得变速箱档位变化更加平顺、系统更加省油、换挡过程中的冲击更小。

目前现有的变速装置主要包括两类，一类为齿轮啮合式变速装置，包括自动变速器(Automated Transmission，AT)，手动变速器(Mechanical transmission，MT)，电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission，AMT)以及双离合变速器(Dual-clutch Transmission，DCT)在内，此类变速装置主要通过齿轮组之间的相互啮合，实现动力的传递，动力在通过不同规格齿轮组之间的啮合实现传动比和传动方向的改变，由于各齿轮的齿数是固定的，因此齿轮组之间的传动比固定，这样容易造成在档位变换中存在着一定的冲击，通过布置更多组的齿轮组，可以降低各档位之间的传动比差异，进而降低换挡冲击，但是由于变速箱尺寸的限制，不能在有限的空间内增加更多的齿轮组，因此，目前齿轮啮合式变速装置的发展已经遇到了瓶颈；另一类为摩擦式无级变速装置，主要为无极变速器(Continuously Variable Transmission，CVT)，参照图1a和图1b，该CVT变速装置包括两组成对的滑轮组件和钢带，即主滑轮组件包括相对布设呈V形结构的第一移动滑轮011和第一固定滑轮012，从滑轮组件包括相对布设呈V形结构的第二移动滑轮021和第二固定滑轮022，通过钢带03连接主滑轮组件和从滑轮组件，靠近第一移动滑轮011的位置具有第一压力腔041，通过第一压力腔041内的油压对第一移动滑轮011施加推力，以改变第一移动滑轮011和第一固定滑轮012之间的间距，靠近第二移动滑轮021的位置具有第二压力腔042，通过第二压力腔042内的油压对第二移动滑轮021施加推力，以改变第二移动滑轮021和第二固定滑轮022之间的间距。参照图1a，当第二压力腔042内的油压作用在第二移动滑轮021时，第二移动滑轮021向第二固定滑轮022靠拢，推动钢带03朝靠近第二移动滑轮021和第二固定滑轮022的外沿的方向运动，且第一移动滑轮011远离第一固定滑轮012，这使得钢带03在主滑轮组件上的运转半径增大，变速装置处于高速状态，参照图1b，当第一压力腔041内油压作用在第一移动滑轮011时，第一移动滑轮011向第一固定滑轮012靠拢，推动钢带03朝靠近第一移动滑轮011和第一固定滑轮012的外沿的方向运动，且第二移动滑轮021远离第二固定滑轮022，这使得钢带03在主滑轮组件上的运转半径减小，变速装置处于低速状态。由于第一移动滑轮011和第一固定滑轮012之间的间距变化是连续的，第二移动滑轮021和第二固定滑轮022之间的间距变化也是连续的，所以，该CVT变速装置是可以连续获得变速范围内任何传动比的变速装置，即为无极变速装置，将该无极变速装置应用在汽车上时，能够使换挡时十分平稳，没有突跳的感觉，提高舒适度。

但是，该无极变速装置中是通过钢带带动主滑轮组件和从滑轮组件，即通过钢带与主滑轮组件和从滑轮组件的摩擦力传递动力，当传递的扭矩较大时，容易在摩擦面出现打滑现象，所以，该无极变速装置无法传递大扭矩动力。

发明内容

本申请的实施例提供一种变速装置、变速控制方法、转向系统及转向控制方法，主要目的是提供一种采用啮合传动的变速装置，相比摩擦传递可增加传递动力，避免传递动力过程中易出现打滑现象。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种变速装置，该变速装置包括：

外转动轮；

内转动轮，位于外转动轮的内部，内转动轮的旋转轴线与外转动轮的旋转轴线平行且不同轴；

多个啮合件，位于内转动轮与外转动轮相对的侧面之间，且沿内转动轮或外转动轮的周向布设；

外转动轮和内转动轮的其中一个转动轮上开设有多个滑槽，且多个滑槽与多个啮合件一一对应，另一个转动轮上具有用于与啮合件相啮合的固定啮合齿，固定啮合齿沿与滑槽的延伸方向一致的方向延伸；

啮合件能够沿着相对应的滑槽滑动，在啮合件由滑槽的第一端朝第二端滑动的情况下，啮合件与内转动轮的旋转轴线之间的距离逐渐减小。

本申请实施例提供的变速装置，由于外转动轮和内转动轮通过相啮合的啮合件和固定啮合齿实现内啮合传动，且啮合件可沿滑槽滑动，又由于啮合件由滑槽的第一端朝第二端滑动的情况下，啮合件至内转动轮的旋转轴线的距离逐渐减小。也就是说，当啮合件滑动至第一端时，内转动轮和外转动轮的传动比i＝1+X/L1，X为内转动轮的旋转轴线与外转动轮的旋转轴线之间的距离，L1为第一端所处的位置到内转动轮的旋转轴线的距离；当啮合件滑动至第二端时，内转动轮和外转动轮的传动比i＝1+X/L2，L2为第二端所处的位置到内转动轮的旋转轴线的距离。即内转动轮和外转动轮的传动比i＝1+X/Lx，Lx为第一端和第二端之间任一位置到内转动轮的旋转轴线的距离，由于啮合件在第一端和第二端之间运动时，啮合件所处的位置与内转动轮的旋转轴线的距离是连续变化的，所以内转动轮和外转动轮的传动比是连续变化的，即由第一端至第二端，内转动轮与外转动轮的传动比是逐渐增大的，则该变速装置可实现无极变速。另外，该变速装置的内转动轮和外转动轮之间的动力传递是通过啮合传动传递的，该啮合传动相比现有的摩擦传动，不仅变速效率快，在进行较大的动力传递过程中，不容易出现打滑现象，所以，本申请实施例提供的变速装置可适用于较大载荷的扭矩环境。

在第一方面可能的实现方式中，沿滑槽的第一端至第二端，内转动轮的径向尺寸和外转动轮的径向尺寸均逐渐减小，且沿滑槽的第一端至第二端，滑槽的槽深逐渐变浅。将内转动轮的径向尺寸和外转动轮的径向尺寸均设计的逐渐减小，这样就可方便的实现沿着第一端到第二端的方向，啮合件至内转动轮的旋转轴线的距离逐渐减小，并沿第一端至第二端，滑槽的槽深逐渐变浅，以使啮合件不论在第一端、第二端还是在第一端与第二端之间的其他位置，均能够与固定啮合齿实现啮合传动。

在第一方面可能的实现方式中，还包括：多个调速杆，多个调速杆与多个啮合件一一对应；调节环，设置在内转动轮的内部，调节环的中轴线与内转动轮的旋转轴线同轴，调节环与第一驱动源连接，第一驱动源的输出轴的轴线与内转动轮的旋转轴线同轴，第一驱动源能够带动调节环沿内转动轮的旋转轴线的方向移动；滑槽开设在内转动轮上，任一个调速杆的一端与相对应的啮合件连接，另一端与调节环连接，第一驱动源带动调节环沿内转动轮的旋转轴线的方向移动时，调速杆与调节环沿内转动轮的旋转轴线的方向同步移动；沿调节环的周向调速杆与调节环相对固定，调节环和调速杆能够绕第一驱动源的输出轴的周向同步转动。

通过采用多个调速杆与相对应的多个啮合件一一对应连接，并将调速杆和与第一驱动源连接的调节环连接，这样就可实现采用一个第一驱动源带动调节环移动，进而通过多个调速杆带动所有的啮合件在相对应的滑槽内同步运动，相比采用多个驱动源分别相对应的带动多个啮合件运动，可简化整个变速装置的结构，且容易控制所有的啮合件同步运动。

另外，在变速装置运行的过程中，啮合件除过在滑槽内滑动外，还需要同内转动轮同步转动。为了实现啮合件能够随内转动轮同步转动，本申请提供的实施例是：沿调节环的周向调速杆与调节环相对固定，调节环和调速杆能够绕第一驱动源的输出轴的周向同步转动，即调节环在第一驱动源的带动下，调速杆和与之连接的啮合件，以及调节环同步绕第一驱动源的输出轴的周向同步转动，这样就可实现啮合件与内转动轮的同步转动。

在第一方面可能的实现方式中，还包括：轴套，设置在内转动轮内，轴套与内转动轮相对固定，轴套的轴线与内转动轮的旋转轴线同轴；滑动轴，滑动设置在轴套内，滑动轴与第一驱动源的输出轴连接，调节环转动套设在轴套的外部且通过连接销与滑动轴连接，连接销的第一端与调节环相对固定，滑动轴的周向开设有供连接销的第二端滑动的卡槽，在调速杆和调节环同步绕轴套转动时，连接销沿卡槽转动，轴套上开设有供连接销的第二端沿轴套的轴向移动的导向槽，在第一驱动源带动滑动轴沿轴套的轴向移动时，连接销沿导向槽移动，以使调节环和调速杆同步沿轴套的轴向运动，连接销的第一端与第二端相对。

将调节环设置在内转动轮的内部时，由于内转动轮内的安装空间是有限的，一般会将第一驱动源设置在内转动轮的外部，这样通过轴套和与之配合的滑动轴依然保障调节环沿内转动轮的旋转轴线的方向移动，且通过连接销沿卡槽的转动实现调速杆和调节环同步沿滑动轴的周向转动。

在第一方面可能的实现方式中，第一连杆，第一连杆的一端与啮合件连接，第一连杆的另一端通过第一铰接轴与固定座铰接，固定座相对固定在轴套上；第二连杆，第二连杆的一端通过第二铰接轴与第一连杆的中部铰接，第二连杆的另一端通过第三铰接轴与调节环铰接；第一铰接轴、第二铰接轴和第三铰接轴的轴线均垂直于第一平面，第一连杆所在的直线为第一直线，第一直线与轴套的轴线共处的平面为第一平面；滑槽为弧形槽，弧形槽所在圆的圆心与第一连杆相对固定座的转动中心重合。由于每一个第一连接杆都与固定座铰接，这样就可保障所有的啮合件同步绕轴套的轴向转动，且将滑槽设置为弧形槽，方可保障第一连杆顺畅的带动啮合件在滑槽内滑动。

在第一方面可能的实现方式中，还包括：多个调速杆，多个调速杆与多个啮合件一一对应；调节环，套设在外转动轮的外部，且调节环的中轴线与外转动轮的旋转轴线同轴，调节环与第一驱动源连接，第一驱动源的输出轴的轴线与外转动轮的旋转轴线平行不同轴，第一驱动源能够带动调节环沿外转动轮的旋转轴线的方向移动；滑槽开设在外转动轮上，任一个调速杆的一端与相对应的啮合件连接，另一端与调节环连接，第一驱动源带动调节环沿外转动轮的旋转轴线的方向移动时，调速杆与调节环沿外转动轮的旋转轴线的方向同步移动；调节环与第一驱动源的输出轴相对固定，调速杆能够绕调节环的周向转动。

通过采用多个调速杆与相对应的多个啮合件一一对应连接，并将调速杆和与第一驱动源连接的调节环连接，这样就可实现采用一个第一驱动源带动调节环移动，进而通过多个调速杆带动所有的啮合件在相对应的滑槽内同步滑动，相比采用多个驱动源分别相对应的带动多个啮合件运动，可简化整个变速装置的结构，且容易控制所有的啮合件同步运动。

另外，在变速装置运行的过程中，啮合件除过在滑槽内滑动外，还需要同外转动轮同步转动。为了实现啮合件能够随外转动轮同步转动，本申请提供的实施例是：调节环与第一驱动源的输出轴相对固定，调速杆能够绕调节环的周向转动。即调节环不会绕第一驱动源的输出轴转动，而是采用调速杆沿调节环转动，进而带动啮合件绕外转动轮的旋转轴线转动。

在第一方面可能的实现方式中，调速杆的靠近调节环的一端开设有变速槽，变速槽的槽深大于或等于第一端与第二端沿外转动轮的径向的距离，调节环沿其径向夹持在变速槽内，调速杆通过变速槽与调节环滑动配合以使调速杆能够沿调节环的周向转动。通过在调速杆的靠近调节环的一端开设变速槽，并使变速槽的槽深大于或等于第一端与第二端沿外转动轮的径向的距离，即啮合件沿第一端朝第二端滑动时，通过变速槽能够实现调速杆与啮合件连接的位置到调速杆与调节环连接的位置之间的距离逐渐增大，这样可保障调速杆和与之连接的啮合件顺利的在滑槽内滑动，并且通过变速槽保障调速杆沿调节环的周向转动。

在第一方面可能的实现方式中，啮合件的部分伸至外转动轮的远离内转动轮的一侧；还包括：导轨环，导轨环与外转动轮相对固定，导轨环的沿其周向开设有多个导轨槽，导轨槽的延伸方向与滑槽的延伸方向一致，任一个调速杆的远离啮合件的一端依次穿过相对应的导轨槽与调节环连接。当啮合件的部分伸至外转动轮的远离内转动轮的一侧的情况下，就有可能存在所有的调速杆不能同步的沿所述外转动轮的旋转轴线的方向移动，进而导致所有的啮合件不能同步沿相对应的滑槽滑动，但是通过设置导轨环，并将所有的调速杆穿过开设在导轨环上的导轨槽与调节环连接，这样就会保障所有的滑动啮合槽同步滑动。

在第一方面可能的实现方式中，导轨环与调速杆相配合的位置处设置有限位结构，限位结构用于阻止调速杆朝背离导轨环的方向移动。由于外转动轮转动的过程中，调速杆和啮合件会相对应的具有离心力，通过限位结构阻止调速杆朝背离导轨环的方向移动，以保障啮合件始终处于滑槽内，最终保障整个变速装置的性能。

在第一方面可能的实现方式中，限位结构包括：导轨块，与调速杆连接且与调速杆相对固定，导轨块位于导轨环的远离外转动轮的一侧，导轨块与导轨环抵接；压板，压紧在导轨块的远离导轨环的一侧，且与导轨环相对固定，压板上开设有避让槽，避让槽的延伸方向与导轨槽的延伸方向一致，调速杆的远离啮合件的一端依次穿过导轨槽和避让槽并与调节环连接。通过压板压紧在导轨块上，以对导轨块施加朝外转动轮的内部的压力，以防止调速杆朝远离导轨环的方向移动。

在第一方面可能的实现方式中，还包括：第一转轴，与内转动轮连接且伸至外转动轮的外部，第一转轴的轴线与内转动轮的旋转轴线同轴；第二转轴，与外转动轮连接且伸至外转动轮的外部，第二转轴的轴线与外转动轮的旋转轴线同轴。

第二方面，本申请还提供了一种变速控制方法，该变速控制方法应用于如上述第一方面或第一方面的任一实现方式中的变速装置，内转动轮和外转动轮中的一个转动轮为输入轮，另一个转动轮为输出轮，该变速控制方法包括；

当输出轮的转动速度大于预设转动速度时，控制啮合件朝滑槽对的第一端的方向滑动，直至输出轮的转动速度等于预设转动速度；

当输出轮的转动速度小于预设转动速度时，控制啮合件朝滑槽的第二端的方向滑动，直至输出轮的转动速度等于预设转动速度。

本申请实施例提供的变速控制方法，由于变速控制方法采用的是上述任一技术方案的变速装置，当输出轮的转动速度大于预设转动速度时，控制啮合件朝第一端的方向滑动，当输出轮的转动速度小于预设转动速度时，控制啮合件朝第二端的方向滑动，直至输出轮的转动速度等于预设转动速度，以实现输出轮的变速。由于在内转动轮和外转动轮是啮合传动，该啮合传动相比现有的摩擦传动，不仅变速效率快，在进行较大的动力传递过程中，不容易出现打滑现象，所以，本申请实施例提供的变速控制方法可适用于较大载荷的扭矩环境。

第三方面，本申请还提供了一种转向系统，包括：

第二驱动源；

转向传动机构，第二驱动源通过驱动转向传动机构以使转向轮能够转向，转向传动机构的输入端与第二驱动源的输出端连接，转向传动机构的输出端与转向轮连接；

变速装置，该变速装置如上述第一方面或第一方面的任一实现方式中的变速装置，内转动轮和外转动轮中的一个转动轮与第二驱动源的输出端连接，另外一个转动轮与转向传动机构的输入端连接。

本申请实施例提供的转向系统，由于转向系统采用了上述第一方面的实施方式所述的变速装置，因此本申请实施例提供的转向系统与上述技术方案所述的变速装置能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。

第四方面，本申请还提供了一种转向控制方法，该转向控制方法应用于如上述第三方面的转向系统，该转向控制方法包括；

检测第二驱动源的输出端的转向扭矩，判断转向扭矩是否小于预设转向扭矩；

在转向扭矩小于预设转向扭矩时，控制啮合件朝靠近滑槽的第一端的方向运动，进而减小内转动轮和外转动轮的传动比，直至转向扭矩大于或等于预设转向扭矩，并通过控制第二驱动源驱动转向传动机构以带动转向轮转向。

本申请实施例提供的转向控制方法，当检测得到的转向扭矩小于预设转向扭矩时，通过控制啮合件朝第一端的方向滑动，进而使转向扭矩大于或等于预设转向扭矩，以保障转向轮按照预设转向扭矩进行转向。

在第四方面可能的实现方式中，在转向扭矩大于或等于预设转向扭矩时，通过控制第二驱动源驱动转向传动机构以带动转向轮转向。若转向扭矩大于或等于预设转向扭矩时，无需带动啮合件滑动，而通过第二驱动源的驱动带动转向轮转向。

在第四方面可能的实现方式中，第二驱动源包括第一电机和第二电机，第一电机的输出端和第二电机的输出端均与变速装置的内转动轮或外转动轮连接，在检测转向扭矩之前还包括：检测第一电机的输出功率和第二电机的输出功率；在第一电机和第二电机中的一个电机未具有输出功率时，再检测转向扭矩；在第一电机和第二电机中均具有输出功率时，控制转向传动机构以驱动转向轮转向。也就是说，当第一电机和第二电机均未出现故障时，直接通过第二驱动源带动转向轮转动；当第一电机或第二电机出现故障时再检测转向扭矩，所以，该实施例中即使第一电机或第二电机出现故障，依然可以保障转向轮安装预设角度进行转向。

第五方面，本申请还提供了一种转向控制方法，该转向控制方法应用于如上述第三方面的转向系统，该转向控制方法包括；检测转向轮的行进速度，判断行进速度是否大于预设速度；在行进速度大于预设速度时，控制啮合件朝靠近滑槽的第二端的方向运动，进而增加内转动轮和外转动轮的传动比，以使转向轮的行进速度小于或等于预设速度。

也就是说，当转向轮的行进速度大于预设速度时，控制啮合件朝靠近第二端的方向运动，进而增加内转动轮和外转动轮的传动比，降低扭矩，这样可以降低转向轮在高速行进状态下转向的灵敏性，以提高安全系数。

在第五方面可能的实现方式中，在判断行进速度小于或等于预设速度时，控制啮合件的位置，以使内转动轮和外转动轮的传动比等于1。当转向轮的行进速度小于或等于预设速度时，通过控制啮合件滑动，以使内转动轮和外转动轮的传动比等于1，也就是不改变转向轮的扭矩，保障转向轮安装预设角度进行转向。

附图说明

图1a为现有技术中一种变速装置的工作状态示意图；

图1b为现有技术中一种变速装置的工作状态示意图；

图2为本申请实施例的一种变速装置的结构示意图；

图3a为本申请实施例的一种变速装置的工作状态示意图；

图3b为本申请实施例的一种变速装置的工作状态示意图；

图4为本申请实施例的另一种变速装置的结构示意图；

图5a为本申请实施例的一种变速装置的第一端处除过啮合件后的断面图；

图5b为本申请实施例的一种变速装置的第一端处的断面图；

图6a为本申请实施例的一种变速装置的第二端处除过啮合件后的断面图；

图6b为本申请实施例的一种变速装置的第二端处的断面图；

图6c为本申请实施例的一种变速装置的第一端处和第二端处的断面对比图；

图7a为本申请实施例的一种变速装置的第一端处除过啮合件后的断面图；

图7b为本申请实施例的一种变速装置的第一端处的断面图；

图8a为本申请实施例的一种变速装置的第二端处除过啮合件后的断面图；

图8b为本申请实施例的一种变速装置的第二端处的断面图；

图8c为本申请实施例的一种变速装置的第一端处和第二端处的断面对比图；

图9为本申请实施例的另一种变速装置的结构示意图；

图10为图9的剖视图；

图11为图9的内转动轮和第一转轴的连接关系示意图；

图12为图9的外转动轮和第二转轴的连接关系示意图；

图13为图9的导轨环的结构示意图；

图14a为图9的一种调速杆与啮合件的连接关系示意图；

图14b为图9的另一种调速杆与啮合件的连接关系示意图；

图15为图9的调速杆和调节环的连接关系示意图；

图16为本申请实施例的另一种变速装置的结构示意图；

图17为图16的调节环的结构示意图；

图18为图16的轴套的结构示意图；

图19为图16的滑动轴的结构示意图；

图20为本申请实施例的转向系统的结构框图；

图21为本申请实施例的转向控制方法的流程框图。

附图标记：

011-第一移动滑轮；012-第一固定滑轮；021-第二移动滑轮；022-第二固定滑轮；03-钢带；041-第一压力腔；042-第二压力腔；1-内转动轮；2-第一转轴；P1-内转动轮的旋转轴线；3-外转动轮；4-第二转轴；P2-外转动轮的旋转轴线；A-第一端；B-第二端；5-啮合件；6-第一驱动源；7-滑槽；8-固定啮合齿；9-调速杆；901-第一止位块；902-第二止位块；903-变速槽；904-导轨块；905-第一连杆；906-第二连杆；907-第一铰接轴；908-第二铰接轴；909-第三铰接轴；10-调节环；101-铰接支座；102-插孔；11-导轨环；111-导轨槽；112-限位块；12-轴套；121-固定座；122-导向槽；13-滑动轴；131-卡槽；14-连接销；15-压板；151-避让槽。

具体实施方式

本申请实施例涉及一种变速装置及其控制方法、转向系统及其控制方法，下面结合附图进行详细描述。

一方面，本申请实施例提供了一种变速装置，参照图2和图5a以及图5b，该变速装置包括内转动轮1、外转动轮3，以及多个啮合件5，内转动轮1的旋转轴线P1与外转动轮3的旋转轴线P2平行且不同轴，其中，多个啮合件5位于内转动轮1与外转动轮3相对的侧面之间，且沿内转动轮1或外转动轮3的周向布设，外转动轮3和内转动轮1的其中一个转动轮上开设有多个滑槽7，且多个滑槽7与多个啮合件5一一对应，另一个转动轮上具有与啮合件5相啮合的固定啮合齿8，固定啮合齿8沿与滑槽7的延伸方向一致的方向延伸，啮合件5能够沿着相对应的滑槽7滑动，在啮合件5由滑槽7的第一端朝第二端滑动的情况下，啮合件5与内转动轮1的旋转轴线P1之间的距离逐渐减小。

也就是说，内转动轮1的外侧面与外转动轮1的内侧面之间的区域形成有啮合区和非啮合区，在啮合区内，固定啮合齿8与啮合件5啮合，在非啮合区内，固定啮合齿8与啮合件5脱离。

该变速装置的工作原理为：当外转动轮3和内转动轮1中的其中一个转动轮转动时，会通过啮合件5与固定啮合齿8的啮合传动，以带动另外一个转动轮转动，最终输出扭矩。即该变速装置采用的是啮合传递动力，相比现有的摩擦传递动力，可传动大扭矩动力，不容易出现打滑现象，所以，该变速装置可应用于重载大扭矩传递，且啮合动力传递相比摩擦动力传递，具有较大的传递效率，进而可实现提速快、动力大的优点。该变速装置的变速原理为：如图3a所示，当啮合件5处于滑槽的第一端A时，且转动的内转动轮1带动外转动轮3时，根据内转动轮1的线速度V1等于外转动轮3的线速度V2，则W1L1＝W2O1，得到

进而得到传动比

其中上述公式中的W1为内转动轮1的角速度，L1为滑槽的第一端A所处的位置到内转动轮的旋转轴线P1的距离，W2为外转动轮3的角速度，O1为滑槽的第一端A所处的位置到外转动轮的旋转轴线P2的距离，X为内转动轮的旋转轴线P1到外转动轮的轴线P2的距离。

如图3b所示，当啮合件5处于滑槽的第二端B时，且转动的内转动轮1外转动轮3时，根据内转动轮1的线速度V1等于外转动轮3的线速度V2，则W1L2＝W2O2，得到

进而得到传动比

其中上述公式中的W1为内转动轮1的角速度，L2为滑槽的第二端B所处的位置到内转动轮的旋转轴线P1的距离，W2为外转动轮3的角速度，O2为滑槽的第二端B所处的位置到外转动轮的旋转轴线P2的距离，X为内转动轮的旋转轴线P1到外转动轮的旋转轴线P2的距离。

由图3a和图3b的所示的变速原理得知，当传动比

其中，该公式中的ix为啮合件5处于滑槽的第一端A和滑槽的第二端B之间的任一位置时的传动比，Lx为任意位置到内转动轮的旋转轴线P1的距离，由该公式可以得知，传动比与Lx是相关的，又因为从第一端至第二端，Lx的变化是连续的，则传动比ix也是连续变化的，进而说明该变速装置可实现无极变速。

当啮合件5由滑槽的第一端A朝滑槽的第二端B滑动的情况下，该变速装置为减速装置，当啮合件5由滑槽的第二端B朝滑槽的第一端A滑动的情况下，该变速装置为增速装置。

内转动轮1的形状和外转动轮3的形状具有多种可实施的方式，下述通过两种实施例进行说明。

实施例一，参照图2，沿着滑槽的第一端A到第二端B，内转动轮1的径向尺寸逐渐减小(如图5a和图6a所示，以及如图7a和图8a所示，第一端A处的内转动轮1的直径D11大于第二端B处的内转动轮1的直径D12)。沿着第一端A到第二端B的方向，外转动轮3的径向尺寸也均逐渐减小(如图5a和图6a所示，以及如图7a和图8a所示，第一端A处的外转动轮3的直径D21大于第二端B处的外转动轮3的直径D22)。通过该种结构很容易实现沿第一端至第二端，啮合件5至内转动轮的旋转轴线P1的距离逐渐减小的。

实施例二，参照图4，内转动轮1和外转动轮3均为圆柱形结构，这样也可以实现啮合件5至内转动轮的旋转轴线P1的距离逐渐减小。但是该结构相比如图2所示的结构，可提高加工制造难度，所以，优选于本申请实施例提供的如图2所示的内转动轮1结构和外转动轮3结构。

啮合件5的设置位置具有下述三种实施例。

实施例一，如图5b和图6b所示，以及如图7b和图8b，图11和图12所示，啮合件5设置在外转动轮3上，即滑槽7开设在外转动轮3上，固定啮合齿8设置在内转动轮1上。

实施例二，如图16所示，啮合件5设置在内转动轮1上，即滑槽7开设在内转动轮1上，固定啮合齿8设置在外转动轮3上。

实施例三，外转动轮上设置第一啮合件，内转动轮上设置第二啮合件。即外转动轮上开设供第一啮合件滑动的第一滑槽，内转动轮上开设有供第二啮合件滑动的第二滑槽。

上述三个实施例均可实现无极变速，但是，在实施例三中，由于外转动轮3和内转动轮1上均具有啮合件，即需要带动第一啮合件和第二啮合件均在第一端和第二端之间滑动，同时又要保障内转动轮1和外转动轮3时刻处于啮合状态，这样就增加了控制啮合件滑动的难度，且增加了整个变速装置的制造精度。相反，在实施例一和实施例二中，啮合件5设置在内转动轮1上或外转动轮3上，另外一个转动轮上设置固定啮合齿，这样便于控制，且制造难度会大大降低。所以，本申请优选于啮合件设置在内转动轮上或外转动轮上。

在一些实施方式中，滑槽所处的直线与内转动轮的旋转轴线处于同一平面内，相比将滑槽设计为曲线，便于实施，降低加工难。

啮合件5具有多种可实现的结构，下述通过两种实施例进行说明。

实施例一，参照图5b和图6b，啮合件5为球形结构。

实施例二，参照图7b和图8b，啮合件5为啮合齿形结构。

另外，啮合件5也可以为其他结构，本申请对啮合件5的具体结构不做限定，任何结构均在本申请的保护范围之内。

无论啮合件5为什么结构，滑槽7的形状需要与啮合件5相配合。例如，参照图5b和图6b，啮合件5为球形结构时，则滑槽7的横断面为与球形结构相匹配的圆形结构的部分；再例如，参照图7b和图7b，啮合件5为啮合齿形结构时，则滑槽7为与啮合齿形结构相匹配的渐开线槽。

由于内转动轮1的径向尺寸和外转动轮3的径向尺寸沿着第一端到第二端均逐渐减小，即在第二端处，内转动轮1的圆面的周长小于在第一位端处，内转动轮1的圆面的周长，同样的在第二端处，外转动轮3的圆面的周长小于在第一端处，外转动轮3的圆面的周长。

在具体实施时，参照图5a和图6a，以及图7a和图8a，沿着第一端到第二端的方向，滑槽7的槽深逐渐减小，也就是说，参照图6c和图8c，7(A)为在第一端处的滑槽，7(B)为在第二端处的滑槽，1(A)为在第一端处的内转动轮的横断面的结构，1(B)为在第二端处的内转动轮的横断面的结构。在第二端处，滑槽7的横断面所处的最大截面M和在第一端处，滑槽7的横断面所处的最大截面M是相同的，只是在第二端处，滑槽7的槽深S2小于在第一端处滑槽7的槽深S1。这样设计的目的是：由于在第二端处，内转动轮1的周面的周长小于在第一端处，内转动轮1的周面的周长，为了使啮合件5无论滑动至第一端和第二端之间的任一位置，均可实现内转动轮和外转动轮的内啮合。

由于啮合件5沿外转动轮3的周向或沿内转动轮1的周向具有多个，且在改变内转动轮1和外转动轮3的传功比时，需要使多个啮合件5同步在第一端和第二端之间滑动，可使多个啮合件5同步滑动的实施例具有下述两种情况。

实施例一，每一个啮合件5都连接一个第一驱动源。

实施例二，所有的啮合件5均与同一个第一驱动源连接，即通过一个第一驱动源带动所有的啮合件同步滑动。采用一个驱动源的好处是：一是降低制造成本，二是便于控制。所以，本申请优选于采用一个第一驱动源带动所有的啮合件同步滑动。

下述给出一种利用一个第一驱动源带动所有的啮合件同步滑动的结构。当然，也可以为其他结构，本申请对此不限定。

参照图9、图10和图16，该变速装置还包括：调速杆9和调节环10，调速杆9具有多个，且多个调速杆9与多个啮合件5一一对应，调节环10与第一驱动源6连接，第一驱动源能够带动调节环10沿外转动轮的旋转轴线的方向移动。也就是说，将每一个啮合件5与相对应的调速杆9连接，并将多个调速杆9与调节环10连接，通过第一驱动源6带动调节环10移动，以带动多个调速杆9同步移动，最终带动多个啮合件5同步滑槽内滑动。

上述实施例仅通过多个调速杆9和一个调节环就可实现对多个啮合件同步滑动，结构简单，会简化整个变速装置的结构。

调速杆9与啮合件5的连接方式具有多种，例如，调速杆9与啮合件5活动连接，参照图14a，调速杆9的端部开设有镶嵌槽，啮合件5卡在镶嵌槽内。再例如，参照图14b，调速杆9与啮合件5固定连接，具体实施时，调速杆9与啮合件5可以成一体结构。

调节环的设置位置具有两种情况。

第一种实施方式，参照图10，调节环10套设在外转动轮3的外部，调节环10的中轴线与外转动轮3的旋转轴线同轴，调节环10与第一驱动源6连接，第一驱动源6的输出轴的轴线与外转动轮3的旋转轴线平行不同轴。在此实施例一中，滑槽开设在设置在外转动轮3上，如图10所示。

在该第一种实施方式中，任一个调速杆9的一端与相对应的啮合件5连接，另一端与调节环10连接，第一驱动源带动调节环10沿外转动轮3的旋转轴线的方向移动时，调速杆9与调节环10沿外转动轮的旋转轴线的方向同步移动。这样就可保障第一驱动源在带动调节环和所有的调速杆沿外转动轮3的旋转轴线的方向移动时，所有的啮合件沿相对应的滑槽滑动。

第二种实施方式，参照图16，调节环10套设在内转动轮1的内部，调节环10的中轴线与内转动轮1的旋转轴线同轴，调节环10与第一驱动源连接，第一驱动源的输出轴的轴线与内转动轮的旋转轴线同轴，第一驱动源能够带动调节环沿内转动轮的旋转轴线的方向移动。在此实施例二中，滑槽7开设在为内转动轮1上。

在该第二种实施方式中，任一个调速杆9的一端与相对应的啮合件5连接，另一端与调节环10连接，第一驱动源带动调节环10沿内转动轮的旋转轴线的方向移动时，调速杆9与调节环10沿内转动轮的旋转轴线的方向同步移动。这样就可保障第一驱动源在带动调节环和所有的调速杆沿内转动轮的旋转轴线的方向移动时，所有的啮合件沿相对应的滑槽滑动。

在上述第一种实施方式中，由于啮合件5在由第一端朝第二端滑动时，啮合件5与内转动轮的旋转轴线之间的距离是逐渐减小的，为了保障与啮合件连接的调速杆也顺畅的移动，调速杆与啮合件连接的位置到调速杆与调节环连接的位置之间的距离逐渐增大。实现调速杆与所述啮合件连接的位置到所述调速杆与所述调节环连接的位置之间的距离逐渐增大的具体实施方式具有多种情况，下述进行详细描述。

示例的，调速杆9为伸缩杆，即通过伸缩结构实现调速杆与所述啮合件连接的位置到所述调速杆与所述调节环连接的位置之间的距离逐渐增大。

再示例的，参照图15，调速杆9的靠近调节环的一端开设有变速槽903，变速槽903的槽深h(如图14a所示)大于或等于第一端与第二端沿外转动轮的径向的距离H(如图2所示)，该变速槽903通过相对的第一止位块901和第二止位块902形成。即调速杆9和与止连接的啮合件5沿外转动轮3的旋转轴线运动时，通过变速槽903就可调节调速杆9与调节环10连接的位置。

在上述第一种实施方式中，调节环10与第一驱动源6的输出轴相对固定，调速杆9能够绕调节环10的周向转动。能够实现调速杆9绕调节环10的周向转动的结构具有多种。

实施例一，参照图15，调速杆9的靠近调节环10的一端开设有变速槽903，调节环10沿其径向夹持在变速槽903内，调速杆9通过变速槽903与调节环10滑动配合以使调速杆9能够沿调节环10的周向转动。所以，调速杆9的靠近调节环10的一端开设的变速槽903，不仅实现调速杆与啮合件连接的位置到调速杆与调节环连接的位置之间的距离逐渐变化，还能够实现沿调节环10的周向转动，通过一个结构，实现两种功能，且实施方便。

实施例二，调速杆9为伸缩杆，调速杆9的靠近调节环10的一端通过连接销连接，且调节环10的周向开设有供连接销滑动的导槽，即通过连接销沿导槽滑动实现调速杆9沿调节环10的周向转动。

在上述第一种实施方式中，且当啮合件5的部分伸至外转动轮3的远离内转动轮1的一侧，也就是说，啮合件5的部分伸至外转动轮3的外部时，有可能存在所有的调速杆不能同步的沿外转动轮的旋转轴线的方向移动，这样就会造成所有的啮合件不会同步沿相对应的滑槽滑动。

为了促使所有的啮合件同步沿相对应的滑槽滑动，参照图10，该变速装置还包括导轨环11，导轨环11与外转动轮3相对固定，参照图13，导轨环11的沿其周向开设有多个导轨槽111，导轨槽111的延伸方向与滑槽的延伸方向一致，任一个调速杆的远离啮合件的一端依次穿过相对应的导轨槽与调节环连接。也就是说，将所有的调速杆9穿过相对应的导轨槽后，再与调节环10连接，即通过导轨环11上的多个导轨槽111对调速杆的限定，以使所有的与啮合件连接的调速杆沿外转动轮的旋转轴线同步运动。

当调速杆9和啮合件5在随外转动轮3转动时，会产生离心力，这样调速杆和啮合件就会具有朝远离外转动轮的方向运动的趋势，为了防止在离心力的作用下，调速杆和啮合件发生朝远离外转动轮的方向运动，该变速装置还包括限位结构，该限位结构用于阻止调速杆朝背离导轨环的方向移动。由于调速杆与啮合件连接，通过对调速杆的限定，就保障了对啮合件的限定。

参照图9和图10以及图14a，限位结构包括：导轨块904和压板15，导轨块904与调速杆连接且与调速杆相对固定，导轨块位于导轨环11的远离外转动轮3的一侧，导轨块与导轨环抵接；压板15压紧在导轨块的远离导轨环的一侧，且与导轨环相对固定，压板上开设有避让槽151，避让槽151的延伸方向与导轨槽的延伸方向一致，调速杆的远离啮合件的一端依次穿过导轨槽和避让槽并与调节环连接。

当调速杆9沿导轨槽111滑动时，为了进一步保障调速杆9不会沿导轨环11的周向发生移动，在导轨环的导轨槽的两侧设置限位块，导轨块滑动设置在相对的两个限位块之间，通过导轨块和限位块的相配合，保障了调速杆的运动路径。另外，压板15就可以设置在相对的限位块之间，这样就不会因为压板设置在导轨环的外侧而凸出，影响外形美观度。

在上述第二种实施方式中，调节环10能够绕第一驱动源6的输出轴转动的结构具有多种。

实施例一，调节环10套设在第一驱动源6的输出轴的外部，且通过连接销与第一驱动源6的输出轴连接，第一驱动源6的输出轴的圆周面上开设有卡槽，连接销滑动设置在卡槽内，调节环10通过沿卡槽转动的连接销以沿第一驱动源6的输出轴的周向转动。通过使连接销沿卡槽转动，就可使调速杆、调节环同步绕第一驱动源的输出轴转动，且采用相配合连接销和卡槽，结构结构，实施也方便。

实施例二，调节环10的周向具有导轨，第一驱动源6的输出轴的周向开设有与导轨相配合的导向槽。即通过导轨与导向槽的相配合实现调节环绕第一驱动源6的输出轴转动。

实施例三，调节环10的周向具有导向槽，第一驱动源6的输出轴的周向开设有与导向槽相配合的导轨。即通过导轨与导向槽的相配合实现调节环绕第一驱动源6的输出轴转动。

当调节环10位于内转动轮1的内部时，再加上多个调速杆9的设置，内转动轮1的安装空间就比较紧张，若在将第一驱动源6设置在内转动轮1的内部，就会出现结构紧凑，这样容易出现结构干涉的现象。

为了避免发生干涉现象，参照图16，该变速装置还包括：轴套12和滑动轴13，轴套12设置在内转动轮1内，轴套12与内转动轮1相对固定，轴套12的轴线与内转动轮1的旋转轴线同轴；滑动轴13滑动设置在轴套12内，滑动轴13与设置在内转动轮1外部的第一驱动源的输出轴连接。

参照图16、图18和图19，调节环10套设在轴套12的外部且通过连接销14与滑动轴13连接(如图17所示，调节环10上开设有供连接销14穿过的插孔102)，卡槽131开设在滑动轴13的周向，轴套12上开设有供连接销14沿轴套12的轴向移动的导向槽122，移动的滑动轴13通过连接销14沿导向槽122滑动以带动调节环10同步移动。具体工作原理为：当内转动轮1和外转动轮3转动时，轴套12随内转动轮同步转动，进而调节环10通过连接销14沿卡槽131运动以使调节环10绕滑动轴13的周向转动，最终保障调节环、调速杆和所有啮合件同步转动；当第一驱动源6的输出轴带动滑动轴13沿轴套12的轴向移动时，通过连接销沿导向槽122的滑动以调节环10沿轴套12的轴向滑动。

在上述第二种实施方式中，参照图16，调速杆9包括相铰接的第一连杆905和第二连杆906，第一连杆905的一端与啮合件5连接，第一连杆905的另一端通过第一铰接轴907与固定座121铰接，固定座121相对固定在轴套13上，第二连杆906的一端通过第二铰接轴908与第一连杆905的中部铰接，第二连杆906的另一端通过第三铰接轴909与调节环10铰接；第一铰接轴907、第二铰接轴908和第三铰接轴909的轴线均垂直于第一平面，第一连杆所在的直线为第一直线，第一直线与轴套的轴线共处的平面为第一平面。

另外，该滑槽为弧形槽，弧形槽所在圆的圆心与第一连杆相对固定座的转动中心重合。由于第一连杆可通过第一铰接轴绕固定座转动，通过将滑槽设置为弧形槽，且将弧形槽所在圆的圆心与第一连杆相对固定座的转动中心重合，以保障第一连杆顺畅的转动，最终带动啮合件沿弧形槽滑动。

参照图17，调节环10的周向具有多个铰接支座101，第二连杆906的端部通过第三铰接轴铰接在铰接支座101上。

本申请涉及的第一驱动源6可以是直线驱动电机；也可以是伸缩油缸；也可以是伸缩气缸，或者其他结构。

为了便于将内转动轮1和外转动轮3与用于带动他们转动的驱动结构连接，参照图10，该变速装置还包括：第一转轴2和第二转轴4，第一转轴2与内转动轮1连接且伸至外转动轮3的外部，第一转轴2的轴线与内转动轮1的旋转轴线同轴；第二转轴4与外转动轮3连接且伸至外转动轮3的外部，第二转轴4的轴线与外转动轮3的旋转轴线同轴。

第一转轴2和第二转轴4的设置位置可以位于内转动轮的同侧，或者位于相对的两侧(如图10所示)。

另一方面，本申请实施例还提供一种变速控制方法，该变速控制方法应用于上述实施例提供的变速装置，内转动轮和外转动轮中的一个转动轮为输入轮，另一个转动轮为输出轮，该变速控制方法包括：

当输出轮的转动速度大于预设转动速度时，控制啮合件5朝滑槽的第一端A的方向滑动，直至输出轮的转动速度等于预设转动速度；

当输出轮的转动速度小于预设转动速度时，控制啮合件5朝滑槽的第二端B的方向滑动，直至输出轮的转动速度等于预设转动速度。

也就是说，通过带动啮合件在第一端和第二端之间的滑动，以改变输出轮的转动速度。另外，在该变速装置中，外转动轮和内转动轮是通过啮合传递动力的，啮合传动相比现有的摩擦传动，可实现较大的动力传递，不会造成内转动轮和外转动轮之间出现打滑现象。

另一方面，本申请实施例提供了一种转向系统，参照图20，该转向系统包括：第二驱动源、转向传动机构和上述实施例提供的变速装置，其中，第二驱动源通过驱动转向传动机构以使转向轮能够转向，转向传动机构的输入端与第二驱动源的输出端连接，转向传动机构的输出端与转向轮连接；内转动轮和外转动轮中的一个转动轮与第二驱动源的输出端连接，另外一个转动轮与转向传动机构的输入端连接。

由于该转向系统包括上述实施例提供的变速装置，该变速装置是通过啮合传动实现内转动轮和外转动轮的转动时，相比摩擦传动，可传动大扭矩动力，不容易出现打滑现象。

另一方面，本申请实施例还提供一种转向控制方法，该转向控制方法应用于上述实施例提供的转向系统，该转向控制方法包括下述步骤：

检测第二驱动源的输出端的转向扭矩。

判断转向扭矩是否小于预设转向扭矩，在转向扭而减小内转动轮和外转动轮的传动比，直至转向扭矩大于或等于预设转向扭矩，并通过控制矩小于预设转向扭矩时，控制啮合件朝靠近滑槽的第一端的方向运动，进第二驱动源驱动转向传动机构以带动转向轮转向。

也就是说，首先检测第二驱动源的输出端的转向扭矩；若该转向扭矩小于预设转向扭矩时，再控制啮合件朝靠近滑槽的第一端的方向运动，直至转向扭矩大于或等于预设转向扭矩。即利用变速装置增加了转向扭矩，以保障转向轮的顺利转向。

若检测得到的转向扭矩大于或等于预设转向扭矩时，通过控制第二驱动源驱动转向传动机构以带动转向轮转向。即直接通过第二驱动源驱动转向传动机构以带动转向轮进行转向动作。

通常，第二驱动源包括第一电机和第二电机，第一电机的输出端和第二电机的输出端均与变速装置的内转动轮或外转动轮连接，且与转向传动机构的输入端连接。在具体实施时，有可能会出现其中一个电机故障。

该转向控制系统还包括：在检测转向扭矩之前还包括：

检测第一电机的输出功率和第二电机的输出功率。

在第一电机和第二电机中的一个电机未具有输出功率时，再检测转向扭矩；在第一电机和第二电机中均具有输出功率时，通过控制第二驱动源驱动转向传动机构以带动转向轮转向。

也就是说，当第一电机和第二电机中均具有输出功率时，也就是均正常运行时，不需要检测转向扭矩，直接通过第二驱动源驱动转向传动机构以带动转向轮转向；当第一电机或第二电机未具有输出功率时，即第一电机或第二电机出现故障时，再检测转向扭矩，以保障转向轮的正常转向。

参照图21，给出了具体的转向的控制方法，首先接收转向指令，再启动第一电机和第二电机，再检测第一电机和第二电机是否具有输出功率，当第一电机和第二电机均具有输出功率时，通过转向传动机构带动转向轮转向，当第一电机或第二电机未具有输出功率时，再检测转向扭矩，并判断转向扭矩是否大于预设转向扭矩，当转向扭矩小于预设转向扭矩时，再通过变速装置，控制啮合件朝靠近滑槽的第一端的方向运动，直至转向扭矩大于或等于预设转向扭矩，当转向扭矩大于或等于预设转向扭矩时，通过控制第一电机和第二电机驱动转向传动机构以带动转向轮转向。

再一方面，本申请实施例还提供了一种转向控制方法，该转向控制方法应用于上述实施例提供的转向系统，该转向控制方法包括下述步骤：

检测转向轮的行进速度。

判断行进速度是否大于预设速度；在行进速度大于预设速度时，控制啮合件朝靠近滑槽的第二端的方向运动，进而增加内转动轮和外转动轮的传动比，以使转向轮的行进速度小于或等于预设速度。

也就是说，当转向轮的行进速度大于预设速度时，控制啮合件朝靠近滑槽的第二端的方向运动，进而增加内转动轮和外转动轮的传动比，降低扭矩，这样可以降低转向轮在高速行进状态下转向的灵敏性，以提高安全系数。

在判断行进速度小于或等于预设速度时，控制啮合件的位置，以使内转动轮和外转动轮的传动比等于1。当转向轮的行进速度小于或等于预设速度时，通过控制啮合件滑动，以使内转动轮和外转动轮的传动比等于1，也就是不改变转向轮的扭矩。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种变速装置，其特征在于，包括：

外转动轮；

内转动轮，位于所述外转动轮的内部，所述内转动轮的旋转轴线与所述外转动轮的旋转轴线平行且不同轴；

多个啮合件，位于所述内转动轮的外侧面与所述外转动轮的内侧面之间，且沿所述内转动轮或所述外转动轮的周向布设；

所述外转动轮和所述内转动轮的其中一个转动轮上开设有多个滑槽，且所述多个滑槽与所述多个啮合件一一对应，另一个转动轮上具有沿其周向布设且用于与所述啮合件相啮合的固定啮合齿，所述固定啮合齿沿与所述滑槽的延伸方向一致的方向延伸；

所述啮合件能够沿着相对应的所述滑槽滑动，在所述啮合件由所述滑槽的第一端朝第二端滑动的情况下，所述啮合件与所述内转动轮的旋转轴线之间的距离逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，沿所述滑槽的第一端至第二端，所述外转动轮的径向尺寸和所述内转动轮的径向尺寸均逐渐减小，且所述滑槽的第一端至第二端，所述滑槽的槽深逐渐变浅。

3.根据权利要求1或2所述的变速装置，其特征在于，还包括：

多个调速杆，多个所述调速杆与多个所述啮合件一一对应；

调节环，设置在所述内转动轮的内部，且所述调节环的中轴线与所述内转动轮的旋转轴线同轴，所述调节环与第一驱动源连接，所述第一驱动源的输出轴的轴线与所述内转动轮的旋转轴线同轴，所述第一驱动源能够带动所述调节环沿所述内转动轮的旋转轴线的方向移动；

所述滑槽开设在所述内转动轮上，任一个所述调速杆的一端与相对应的所述啮合件连接，另一端与所述调节环连接，所述第一驱动源带动所述调节环沿所述内转动轮的旋转轴线的方向移动时，所述调速杆与所述调节环沿所述内转动轮的旋转轴线的方向同步移动；

沿所述调节环的周向，所述调速杆与所述调节环相对固定，所述调节环和所述调速杆能够绕所述第一驱动源的输出轴的周向同步转动。

4.根据权利要求3所述的变速装置，其特征在于，还包括：

轴套，设置在所述内转动轮内，所述轴套与所述内转动轮相对固定，所述轴套的轴线与所述内转动轮的旋转轴线同轴；

滑动轴，滑动设置在所述轴套内，所述滑动轴与所述第一驱动源的输出轴连接，所述调节环转动套设在所述轴套的外部且通过连接销与所述滑动轴连接，所述连接销的第一端与所述调节环相对固定，所述滑动轴的周向开设有供所述连接销的第二端滑动的卡槽，在所述调速杆和所述调节环同步绕所述轴套转动时，所述连接销沿所述卡槽转动，所述轴套上开设有供所述连接销的第二端沿所述轴套的轴向移动的导向槽，在所述第一驱动源带动所述滑动轴沿所述轴套的轴向移动时，所述连接销沿所述导向槽移动，以使所述调节环和所述调速杆同步沿所述轴套的轴向运动，所述连接销的第一端与第二端相对。

5.根据权利要求4所述的变速装置，其特征在于，所述调速杆包括：

第一连杆，所述第一连杆的一端与所述啮合件连接，所述第一连杆的另一端通过第一铰接轴与固定座铰接，所述固定座相对固定在所述轴套上；

第二连杆，所述第二连杆的一端通过第二铰接轴与所述第一连杆的中部铰接，所述第二连杆的另一端通过第三铰接轴与所述调节环铰接；所述第一铰接轴、所述第二铰接轴和所述第三铰接轴的轴线均垂直于第一平面，所述第一连杆所在的直线为第一直线，所述第一直线与所述轴套的轴线共处的平面为所述第一平面；

所述滑槽为弧形槽，所述弧形槽所在圆的圆心与所述第一连杆相对所述固定座的转动中心重合。

6.根据权利要求1或2所述的变速装置，其特征在于，还包括：

多个调速杆，多个所述调速杆与多个所述啮合件一一对应；

调节环，套设在所述外转动轮的外部，且所述调节环的中轴线与所述外转动轮的旋转轴线同轴，所述调节环与第一驱动源连接，所述第一驱动源的输出轴的轴线与所述外转动轮的旋转轴线平行不同轴，所述第一驱动源能够带动所述调节环沿所述外转动轮的旋转轴线的方向移动；

所述滑槽开设在所述外转动轮上，任一个所述调速杆的一端与相对应的所述啮合件连接，另一端与所述调节环连接，所述第一驱动源带动所述调节环沿所述外转动轮的旋转轴线的方向移动时，所述调速杆与所述调节环沿所述外转动轮的旋转轴线的方向同步移动；

所述调节环与所述第一驱动源的输出轴相对固定，所述调速杆能够绕所述调节环的周向转动。

7.根据权利要求6所述的变速装置，其特征在于，所述调速杆的靠近所述调节环的一端开设有变速槽，所述变速槽的槽深大于或等于所述第一端与所述第二端沿所述外转动轮的径向的距离，所述调节环沿其径向夹持在所述变速槽内，所述调速杆通过所述变速槽与所述调节环滑动配合以使所述调速杆能够沿所述调节环的周向转动。

8.根据权利要求6或7所述的变速装置，其特征在于，所述啮合件的部分伸至所述外转动轮的远离所述内转动轮的一侧；

所述变速装置还包括：

导轨环，所述导轨环与所述外转动轮相对固定，所述导轨环的沿其周向开设有多个导轨槽，所述导轨槽的延伸方向与所述滑槽的延伸方向一致，任一个所述调速杆的远离所述啮合件的一端依次穿过相对应的所述导轨槽与所述调节环连接。

9.根据权利要求8所述的变速装置，其特征在于，所述调速杆与所述导轨环相配合的位置处设置有限位结构，所述限位结构用于阻止所述调速杆朝背离所述导轨环的方向移动。

10.根据权利要求9所述的变速装置，其特征在于，所述限位结构包括：

导轨块，与所述调速杆连接且与所述调速杆相对固定，所述导轨块位于所述导轨环的远离所述外转动轮的一侧，所述导轨块与所述导轨环抵接；

压板，压紧在所述导轨块的远离所述导轨环的一侧，且与所述导轨环相对固定，所述压板上开设有避让槽，所述避让槽的延伸方向与所述导轨槽的延伸方向一致，所述调速杆的远离所述啮合件的一端依次穿过所述导轨槽和所述避让槽并与所述调节环连接。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的变速装置，其特征在于，还包括：

第一转轴，与所述内转动轮连接且伸至所述外转动轮的外部，所述第一转轴的轴线与所述内转动轮的旋转轴线同轴；

第二转轴，与所述外转动轮连接且伸至所述外转动轮的外部，所述第二转轴的轴线与所述外转动轮的旋转轴线同轴。

12.一种变速控制方法，其特征在于，所述变速控制方法应用于如权利要求1～11中任一项所述的变速装置，所述内转动轮和所述外转动轮中的一个转动轮为输入轮，另一个转动轮为输出轮，所述变速控制方法包括：

当所述输出轮的转动速度大于预设转动速度时，控制所述啮合件朝所述滑槽的第一端的方向滑动，直至所述输出轮的转动速度等于所述预设转动速度；

当所述输出轮的转动速度小于预设转动速度时，控制所述啮合件朝所述滑槽的第二端的方向滑动，直至所述输出轮的转动速度等于所述预设转动速度。

13.一种转向系统，其特征在于，包括：

第二驱动源；

转向传动机构，所述第二驱动源通过驱动所述转向传动机构以使转向轮能够转向，所述转向传动机构的输入端与所述第二驱动源的输出端连接，所述转向传动机构的输出端与所述转向轮连接；

变速装置，所述变速装置如权利要求1～11中任一项所述的变速装置，所述内转动轮和所述外转动轮中的一个转动轮与所述第二驱动源的输出端连接，另外一个转动轮与所述转向传动机构的输入端连接。

14.一种转向控制方法，其特征在于，所述转向控制方法应用于如权利要求13所述的转向系统，所述转向控制方法包括：

检测所述第二驱动源的输出端的转向扭矩；

判断所述转向扭矩是否小于预设转向扭矩，在所述转向扭矩小于所述预设转向扭矩时，控制所述啮合件朝靠近所述滑槽的第一端的方向运动，进而减小所述内转动轮和所述外转动轮的传动比，直至所述转向扭矩大于或等于所述预设转向扭矩，并通过控制所述第二驱动源驱动所述转向传动机构以带动所述转向轮转向。

15.根据权利要求14所述的转向控制方法，其特征在于，在检测得到的所述转向扭矩大于或等于所述预设转向扭矩时，通过控制所述第二驱动源驱动所述转向传动机构以带动所述转向轮转向。

16.根据权利要求14或15所述的转向控制方法，其特征在于，所述第二驱动源包括第一电机和第二电机，所述第一电机的输出端和所述第二电机的输出端均与所述变速装置的所述内转动轮或均与所述外转动轮连接，且与所述转向传动机构的输入端连接，在检测所述转向扭矩之前还包括：

检测所述第一电机的输出功率和所述第二电机的输出功率；

在所述第一电机和所述第二电机中的一个电机未具有输出功率时，再检测所述转向扭矩；

在所述第一电机和所述第二电机中均具有输出功率时，通过控制所述第二驱动源驱动所述转向传动机构以带动所述转向轮转向。

17.一种转向控制方法，其特征在于，所述转向控制方法应用于如权利要求13所述的转向系统，所述转向控制方法包括：

检测转向轮的行进速度，判断所述行进速度是否大于预设速度；

在所述行进速度大于所述预设速度时，控制所述啮合件朝靠近所述滑槽的第二端的方向运动，进而增加所述内转动轮和所述外转动轮的传动比，以使所述转向轮的行进速度小于或等于所述预设速度。

18.根据权利要求17所述的转向控制方法，其特征在于，在判断所述行进速度小于或等于所述预设速度时，控制所述啮合件的位置，以使所述内转动轮和所述外转动轮的传动比等于1。

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