一種機械式差速傳動機構的制作方法
【專利摘要】一種機械式差速傳動機構，其主要組成部件是換檔撥叉、嚙合套、直駛檔和中心轉向檔的主被動齒輪、差速器、半軸以及結構支撐件等。具有結構簡單、加工性好、成本低、工作可靠、使用廣泛的優(yōu)點。該機構通過換檔撥叉的不同檔位可實現(xiàn)直線行駛檔位和中心轉向檔位，操作靈活，可進行手動或電動操作。特別適合中心轉向型AGV車、中心轉向型排爆機器人、特種電驅動客車以及電驅動履帶車輛、殘障人士電動輪椅以及電動醫(yī)療床使用。
【專利說明】一種機械式差速傳動機構
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明是一種用于中心轉向型AGV物流車、中心轉向型排爆機器人以及殘障人士電動輪椅的機械式中心轉向機構。
【背景技術】:
[0002]以往的中心轉向型AGV物流車、機器人、履帶驅動車輛以及殘障人士輪椅多采用雙電機驅動的差速轉向模式，此種類型的布置方案可以增加車身的行駛靈活性，能夠對車身的行駛軌跡進行精確控制。但是由于中心轉向型AGV物流車等產品的行駛工況極為簡單，只包括直線行駛和原地中心轉向工況，因此雙電機布置和較為復雜的控制系統(tǒng)都使其制造成本較高，不適合大規(guī)模普及。

【發(fā)明內容】
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[0003]本發(fā)明是一種雙輪驅動機械式差速傳動機構。它可以提供直線行駛和原地中心轉向兩種驅動模式，兩種模式之間的切換可以通過手動切換或伺服電機切換的方式。
[0004]本發(fā)明的技術方案是:將傳統(tǒng)的差速器、半軸驅動單元和嚙合套式換擋機構組合，形成具有兩個檔位及其對應的驅動模式的機械傳動結構。兩個檔位下的動力由同一電機產生，并經過主動軸上的嚙合套傳遞至相應的空套在主動軸上的主動齒輪，與主動齒輪嚙合的從動齒輪分別固連于差速器殼體和其中的一個半軸上。由于嚙合套在一個檔位下只會將動力傳遞至一個主動齒輪，所以不會出現(xiàn)同時掛雙檔的現(xiàn)象。
[0005]本發(fā)明的技術特點是:在掛入直駛檔位時，動力直接傳遞到差速器殼體，而半軸上的從動齒輪上沒有扭矩輸入。依靠差速器本身的鎖緊系數使得動力從差速器內部傳遞到左右半軸驅動車輛行駛，實現(xiàn)直駛工況；在掛入中心轉向檔時，動力直接傳遞到一個半軸上，與撥叉聯(lián)動的機構在掛入此檔位時能夠將差速器殼體傳動路線上的主動齒輪鎖死，從而實現(xiàn)差速器鎖死。根據差速器運動學特性η左= 2η0，兩個半軸等速反轉，實現(xiàn)中心轉向工況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為機械式差速傳動機構的直駛檔動力傳動簡圖。
[0007]圖2為機械式差速傳動機構的中心轉向檔動力傳動簡圖。
[0008]圖3為機械式差速傳動機構實體模型的旋轉剖面線視圖。
[0009]圖4為機械式差速傳動機構實體模型在中心轉向檔下的旋轉剖視圖。
[0010]圖5為機械式差速傳動機構實體模型在直駛檔下的旋轉剖視圖。
【具體實施方式】:
[0011]在圖1中，向右側滑動操縱手柄將機構掛入直駛檔，嚙合套與直駛主動齒輪嚙合，此時動力由主動軸上嵌套的直駛主動齒輪經固連于差速器殼體的直駛從動齒輪傳遞至差速器，差速器驅動左右半軸以相同的轉速和方向旋轉，從而實現(xiàn)直駛工況。
[0012]在圖2中，向左側滑動操縱手柄將機構掛入中心轉向檔，嚙合套與中心轉向主動齒輪嚙合，此時動力由主動軸上嵌套的中心轉向主動齒輪經固連于左側半軸的中心轉向從動齒輪傳遞至左側半軸；與此同時，換檔撥叉與直駛主動齒輪嚙合鎖死，導致差速器殼體鎖死，右側半軸與左側半軸等速反向旋轉，從而實現(xiàn)中心轉向工況。
[0013]在圖4中，具體說明中心轉向檔的下的工作原理:左側支撐結構件I和右側支撐結構件7分別對主動軸3及其上零件和驅動電機7起到支撐和定位作用。在中心轉向工況下，向左滑動換擋撥叉5，使嚙合套4與中心轉向主動齒輪2嚙合，實現(xiàn)花鍵鏈接。與此同時，換擋撥叉5右側的鎖止內花鍵和直駛主動齒輪6左側的鎖止外花鍵嚙合，將直駛主動齒輪的旋轉自由度消除。由于直駛主動齒輪6和直駛從動齒輪9處于常嚙合狀態(tài)，并且直駛從動齒輪9通過周布螺栓13固連于差速器殼體12，所以導致差速器殼體被鎖死，差速器的旋轉自由度消除。
[0014]在中心轉向檔位下，驅動電機8產生的動力經過主動軸3和嚙合套4傳遞至中心轉向主動齒輪2，繼而傳遞至與其嚙合的中心轉向從動齒輪14，中心轉向從動齒輪14通過花鍵固連于左側半軸15，所以動力最終傳遞至左側半軸15。由于差速器殼體12的旋轉自由度被消除，根據差速器的運動學和動力學特性，通過花鍵鏈接在差速器上的左側半軸15和右側半軸11將以相等的角速度反向旋轉，從而實現(xiàn)中心轉向工況。
[0015]在圖5中，具體說明直線行駛檔的下的工作原理:在直線行駛工況下，向右滑動換檔撥叉5，使嚙合套4與中心直駛主動齒輪6嚙合，實現(xiàn)花鍵鏈接。與此同時，換擋撥叉5右側的鎖止內花鍵和直駛主動齒輪6左側的鎖止外花鍵分離，不再通過換檔撥叉5來約束直駛主動齒輪6。驅動電機8產生的動力經過主動軸3和嚙合套4傳遞至直駛主動齒輪6，繼而傳遞至與其嚙合的直駛從動齒輪9。由于直駛從動齒輪9通過周布螺栓13固連于差速器殼體12，所以動力最終傳遞至差速器殼體12。根據差速器的運動學和動力學特性以及其自身鎖緊系數，將驅動左側半軸15和右側半軸11以相等的角速度同向旋轉，從而實現(xiàn)直線行駛工況。
【權利要求】
1.一種用于中心轉向型AGV物流車、中心轉向型排爆機器人、殘障人士電動輪椅、特種電驅動客車以及電驅動履帶車輛的機械式差速傳動機構。其特征在于，所述部分的機械包括支撐結構件(I)和(7)以及固定在其上的驅動電機(8)。主動軸(3)通過兩端軸承安裝在支撐結構件(I)和(7 )上，其上通過滾針軸承嵌套著直駛主動齒輪(6 )和中心轉向主動齒輪(2)，這兩個主動齒輪分別帶有嚙合花鍵。嚙合套(4)和主動軸(3)上的花鍵嚙合，并可以通過換擋撥叉(5)的作用在主動軸花鍵上滑動。在掛入直駛檔時，嚙合套(4)同時與主動軸花鍵、直駛主動齒輪(6)的花鍵嚙合；在掛入中心轉向檔時，嚙合套(4)同時與主動軸花鍵、中心轉向主動齒輪(2)的花鍵嚙合。 在該機構中，直駛從動齒輪(9)與直駛主動齒輪(6)處于常嚙合狀態(tài)，并且通過周布的6個鏈接螺栓(13)固連于差速器殼體(12)上；中心轉向從動齒輪(14)與中心轉向主動齒輪(2)處于常嚙合狀態(tài)，并且通過鍵連接和擋圈固連于左側半軸(15)。左側半軸(15)、右側半軸(11)和差速器殼體(12)通過軸承和擋圈安裝在固定支撐座(10)上，機構整體再通過固定支撐座(10)固連于車身上。
2.按照權利要求1所述的一種用于中心轉向型AGV物流車、中心轉向型排爆機器人、殘障人士電動輪椅、特種電驅動客車以及電驅動履帶車輛的機械式差速傳動機構，其特征在于，左右滑動換擋撥叉(5)帶動嚙合套接合相應齒輪，從而產生中心轉向檔和直駛檔。
3.按照權利要求1所述的一種用于中心轉向型AGV物流車、中心轉向型排爆機器人、殘障人士電動輪椅、特種電驅動客車以及電驅動履帶車輛的機械式差速傳動機構，其特征在于，當向左移動換檔撥叉(5)時，將掛入中心轉向檔。此檔位下，不僅嚙合套(4)與中心轉向主動齒輪(2)相互嚙合，同時與換檔撥叉(5)聯(lián)動的鎖止花鍵也和直駛主動齒輪左側的鎖止花鍵嚙合，達到鎖止直駛主動齒輪(6)的目的，進而通過與之嚙合的直駛從動齒輪(9)達到鎖止差速器殼體的作用。
4.按照權利要求1所述的一種用于中心轉向型AGV物流車、中心轉向型排爆機器人、殘障人士電動輪椅、特種電驅動客車以及電驅動履帶車輛的機械式差速傳動機構，其特征在于，當向移動換檔撥叉(5)時，將掛入中心轉向檔。在此檔位下，動力傳遞路線經由主動軸(3)、嚙合套(4)、直駛主動齒輪(2)、直駛從動齒輪(14)最終傳遞至左側半軸(15)，即在中心轉向檔位下，動力只傳遞至左側半軸(15)，在鎖止的差速器殼體(12)的作用下，使右側半軸(11)產生與左側半軸(15 )等速反向的旋轉運動。
【文檔編號】B62D11/10GK103465963SQ201310386299
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權日:2013年8月30日
【發(fā)明者】陳瀟凱, 趙帆 申請人:北京理工大學