一种用于履带车辆的同轴零差速电传动装置的制作方法

本发明涉及机电复合传动技术领域，特别涉及一种用于履带车辆的同轴零差速电传动装置。

背景技术：

随着电力电子技术、控制技术、高性能永磁同步电机等技术的发展，电传动得到越来越广泛的应用，成为履带车辆传动的一个重要发展方向。国内外履带车辆电传动装置的研究和应用主要集中在双侧电机独立驱动型式和零差速式机电复合驱动型式。

双侧电机独立驱动型式结构比较简单，由两个驱动电机采用独立控制。直线行驶时，通过左、右两个驱动电机分别驱动左、右两侧主动轮，且需要控制两个驱动电机速度相同，当两侧履带负载波动大时，为保证两侧转速相同以直线行驶，需要两个驱动电机都具有很好的负载适应性和稳定的转速控制。转向时，则需要通过控制左、右两个电机产生相应的转速差以实现转向。由于履带车辆转向时内侧履带会产生再生功率，此时内侧驱动电机需处于发电状态，且要在发电状态下控制转速，这存在一定难度；同时，为了能够充分利用系统实现这部分能量回馈，外侧驱动电机必须具备很大功率。因此，双侧电机独立驱动型式对电机及其驱动系统要求高，系统控制复杂。为解决上述问题，专利“一种履带式机电复合传动装置”(申请号：cn201110104428)和“一种用于串联式混合动力履带车辆的机电复合传动装置”(申请号：cn201218002228)均提出在两个驱动电机之间设置耦合机构以实现转向时内侧再生功率直接回流至外侧，一定程度解决了转向过程再生功率回流问题，但在一定转向半径内还是需要由内侧驱动电机处于发电状态，发电后再传给外侧电机，且系统结构复杂性进一步增加。

零差速机电复合驱动型式的结构原理与传统的零差速双流传动相同，设置一个直驶驱动电机和一个转向驱动电机。直线行驶时，转向驱动电机制动，由直驶驱动电机直接驱动两侧主动轮，由于采用同一个电机驱动，两侧主动轮转速不会受两侧履带负载波动影响，行驶直线性好。转向时，利用汇流行星排及零轴，直接通过机械方式实现内侧再生功率的回流，功率回流效率高，对电机及驱动系统要求较双侧电机独立驱动型式低。但是，现有零差速机动复合驱动型式均需要设置专门的零轴，且零轴都是与汇流行星排平行布置，导致纵向尺寸较双侧电机独立驱动型式大，不便于总体布局。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于履带车辆的同轴零差速电传动装置，以解决现有的纵向尺寸较双侧电机独立驱动型式大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于履带车辆的同轴零差速电传动装置，包括左半轴、右半轴、第一电机、第二电机、左行星排和右行星排；其中，

所述第一电机套设安装在所述左半轴上，所述第二电机套设安装在所述右半轴上；所述左行星排和所述右行星排设置在所述第一电机和第二电机之间；所述左行星排连接所述左半轴和右行星排，所述右半轴连接左行星排和右行星排，所述第一电机连接左行星排，所述第二电机连接右行星排。

可选的，所述左行星排和右行星排同为ww型2k-h行星排，所述左行星排包括左行星排行星架、左行星排第一太阳轮和左行星排第二太阳轮，所述右行星排包括右行星排行星架、右行星排第一太阳轮和右行星排第二太阳轮；所述左行星排行星架连接左半轴和右行星排第二太阳轮，所述右半轴连接左行星排第一太阳轮和右行星排第一太阳轮，所述第一电机连接左行星排第二太阳轮，所述第二电机连接右行星排行星架。

可选的，所述第二电机上设置有制动器。

可选的，所述左行星排和右行星排同为nw型2k-h行星排，所述左行星排包括左行星排行星架、左行星排第一太阳轮和左行星排齿圈，所述右行星排包括右行星排行星架、右行星排第一太阳轮和右行星排齿圈，所述左行星排行星架连接左半轴和右行星排齿圈，所述右半轴连接左行星排第一太阳轮和右行星排第一太阳轮；所述第一电机连接左行星排齿圈，所述第二电机连接右行星排行星架。

可选的，所述第一电机上设置有制动器。

可选的，所述左半轴上设置有左输出轴，所述左输出轴与所述左半轴之间通过左减速机构连接；所述右半轴上设置有右输出轴，所述右输出轴与所述右半轴之间通过右减速机构连接。

可选的，所述左减速机构和所述右减速机构为机械减速机构。

可选的，所述左减速机构和所述右减速机构为齿轮减速机构。

可选的，所述制动器为摩擦式制动器。

在本发明中提供了一种用于履带车辆的同轴零差速电传动装置，当第一电机工作、第二电机制动时，左输出轴和右输出轴以相同速度输出；当第二电机工作时，左输出轴和右输出轴一个增速一个减速，且增速和减速值相等，实现零差速传动，并且不存在并行于直驶电机以及左右汇流行星排的零轴，全部传动件可以同轴布置，有利于减小纵向尺寸。

附图说明

图1是本发明提供的用于履带车辆的同轴零差速电传动装置一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明提供的用于履带车辆的同轴零差速电传动装置另一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种用于履带车辆的同轴零差速电传动装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

本发明提供了一种用于履带车辆的同轴零差速电传动装置，包括左半轴1、右半轴2、第一电机3、第二电机4、左行星排5和右行星排6；其中，所述第一电机3套设安装在所述左半轴1上，所述第二电机4套设安装在所述右半轴2上；所述左行星排5和所述右行星排6设置在所述第一电机3和第二电机4之间。所述左行星排5连接所述左半轴1和右行星排6，所述右半轴2连接左行星排5和右行星排6，所述第一电机3连接左行星排5，所述第二电机4连接右行星排6。其中，所述左行星排5和右行星排6同为ww型2k-h行星排或者同为nw型2k-h行星排。

具体的，当所述左行星排5和右行星排6同为ww型2k-h行星排时，所述左行星排5包括左行星排行星架501、左行星排第一太阳轮502和左行星排第二太阳轮503，所述右行星排6包括右行星排行星架601、右行星排第一太阳轮602和右行星排第二太阳轮603。进一步的，如图1所示，所述左行星排行星架501连接左半轴1和右行星排第二太阳轮603，所述右半轴2连接左行星排第一太阳轮502和右行星排第一太阳轮602，所述第一电机3连接左行星排第二太阳轮503，所述第二电机4连接右行星排行星架601；进一步的，所述第二电机4上设置有制动器11。

具体的，当所述左行星排5和右行星排6同为nw型2k-h行星排时，所述左行星排5包括左行星排行星架501、左行星排第一太阳轮502和左行星排齿圈504，所述右行星排6包括右行星排行星架601、右行星排第一太阳轮602和右行星排齿圈604。进一步的，如图2所示，所述左行星排行星架501连接左半轴1和右行星排齿圈604，所述右半轴2连接左行星排第一太阳轮502和右行星排第一太阳轮602；所述第一电机3连接左行星排齿圈504，所述第二电机4连接右行星排行星架601；进一步的，所述第一电机3上设置有制动器11。

具体的，请同时参阅图1和图2，所述左半轴1上设置有左输出轴7，所述左输出轴7与所述左半轴1之间通过左减速机构9连接；所述右半轴2上设置有右输出轴8，所述右输出轴8与所述右半轴2之间通过右减速机构10连接。其中，所述左减速机构9和所述右减速机构10为机械减速机构，优选为齿轮减速机构。所述制动器11为摩擦式制动器，或者其他形式的制动器。

对于采用ww型2k-h行星排的同轴零差速电传动装置：

请参阅图1，当直线行驶时，第二电机4不工作，制动器11制动，第一电机3工作并通过左行星排5、右行星排6、左半轴1、右半轴2、左减速机构9和右减速机构10分别驱动左输出轴7和右输出轴8以相同的速度运转，并经后续相应的传动驱动两侧主动轮和履带以相同的速度运转，保持直线行驶；

当需要转向时，制动器11分开，第二电机4运转，并通过左行星排5、右行星排6、左半轴1、右半轴2、左减速机构9和右减速机构10使左输出轴7和右输出轴8一个增速一个减速，实现差速转向。

对于采用nw型2k-h行星排的同轴零差速电传动装置：

请参阅图2，当直线行驶时，第一电机3不工作，制动器11制动，第二电机4工作并通过左行星排5、右行星排6、左半轴1、右半轴2、左减速机构9和右减速机构10分别驱动左输出轴7和右输出轴8以相同的速度运转，并经后续相应的传动驱动两侧主动轮和履带以相同的速度运转，保持直线行驶；

当需要转向时，制动器11分开，第一电机3运转，并通过左行星排5、右行星排6、左半轴1、右半轴2、左减速机构9和右减速机构10使左输出轴7和右输出轴8一个增速一个减速，实现差速转向。

以左行星排5和右行星排6同为ww型2k-h行星排为例，假设左行星排5的特征参数k1，右行星排6的特征参数k2，第一电机3转速为ni1，第二电机4转速为ni2，左输出轴7转速为n1，右输出轴8转速为n2，左减速机构9的传动比为i1，右减速机构10的传动比为i2，则通过ww型2k-h行星排各构件运动关系有：

进而可得左输出轴7的转速n1和右输出轴8的转速n2分别为：

从式(1)和(2)可以看出，当左行星排5和右行星排6确定后，左半轴1和右半轴2与第一电机3和第二电机4之间的转速关系也是确定的，且为线性关系。当设计右减速机构10传动比i2为左减速机构9传动比i1的k2倍即i2＝k2·i1，且k2＝k1-1时，代入式(2)则有：

由此可见能够实现完整的零差速传动关系，即：当第一电机3(相当于直驶电机)运转，第二电机4(相当于转向电机)制动(即ni2＝0)时，左输出轴7转速等于右输出轴8转速，且和第一电机3转速成等比例关系(相当于机械减速)；当第二电机4转动时，左输出轴7和右输出轴8转速一个增加一个减小，且增加值和减小值始终相等，即为零差速传动。

所述用于履带车辆的同轴零差速电传动装置取消了原平行于汇流行星排轴线布置的零轴，并且驱动电机(即第一电机和第二电机)、汇流行星排(即左行星排和右行星排)同轴布置，可以减小纵向尺寸，达到双侧电机独立驱动型式同轴布置的效果。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。