专利名称：机械锁式差速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手动操作的纯机械的机械锁式差速器。
背景技术：
目前差速器分三类开放式差速器、限滑差速器、锁止式差速器。本发明是锁止式差速器。锁止式差速器分电控锁式差速器、气动锁式差速器、自动锁式差速器三大类。电控锁式差速器通过开关启动电路接通电磁线圈，使用电磁力驱动差速器锁止装置开锁与闭锁，气动锁式差速器通过开关启动电路接通储气灌开关装置释放经空气压缩机压缩的气体驱动差速器锁止装置开锁与闭锁。以上两种锁式差速器在达到开闭锁目的过程中需要消耗电、压缩空气作为驱动锁止装置的能源。自动锁式差速器通过两车轮转数差达到设计值，同时车速在设计时速范围内时，启动锁止装置开锁与闭锁，其缺点是有车速限制，当车轮陷入困境打滑空转，同时车速在设计范围内时，才能启动锁止装置，使车辆失去第一时间行进方向的惯性优势，使脱困处于被动局面，且在遇到需要连续使用差速器锁止功能的路况时，会影响车辆行驶的连续性，增大行驶难度。
发明内容
为解决现有锁止式差速器需要额外能源作为驱动锁止装置的驱动力和限定条件在车辆陷入被动的同时车速在设计范围内时才启动锁止装置而失去主动，增大脱困难度的问题。本发明提供一种机械锁式差速器，无需使用能源作为驱动力，只需手动操作便能达到完全锁止开启差速器的目的。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是方案一参照附图，本机械锁式差速器分为锁止机构和驱动机构两部分。锁止机构是由差速器壳(1)、差速器壳突出部O)、差速器壳轴承G)、内牙盘(5)、拔叉(8)、拔叉杆(11)、光轴(13)、弹簧(14)、弹簧(15)、外牙盘(6)、差速器外壳(16)、差速器壳轴承座 (17)、差速器壳轴承压盖(21)、差速器外壳轴承(7)、差速器齿轮半轴(1 组成。差速器壳突出部( 构造特征差速器壳突出部( 是差速器壳(1)的一部分，是差速器壳轴承(4)安装位置的轴向向外的延伸，其形状为圆柱外花键样式，可与内牙盘(5) 轴向向外的牙块和轴套(36)大内花键相咬合；在方案一中其花键长度大于内牙盘( 与外牙盘(6)咬合行程，在方案二中其花键长度与轴套(36)大内花键长度相等。内牙盘(5)构造特征由径向向中心延伸的牙块与轴向向外凸出的牙块再与差速器壳突出部( 外径相配套的轴套组为一体且牙块的最大圆周与轴套的最大圆周重合，轴套上有与拔叉(8)凸台相配合的凹槽，径向向中心延伸的牙块与差速器壳突出部( 外花键和外牙盘(6)轴向凹槽相匹配。拔叉(8)构造特征由与内牙盘(5)圆周向凹槽匹配的凸台半圆和与光轴(13)配合的光轴轴套(9)和拔叉杆座(10)组为一体。外牙盘(6)构造特征其外径与内牙盘( 外径相等，且有与内牙盘( 轴向凸出的牙块匹配的轴向凹槽，外牙盘(6)中心孔为可与差速器齿轮半轴(1 外花键相咬合的内花键。光轴孔(18)、(19)构造特征在差速器轴承座(17)轴向端面上的光轴孔(18)为沉孔，在差速器外壳(16)轴向端面上的光轴孔(19)为通孔，两种光轴孔(18)、(19)的轴向
圆心重合。差速器齿轮半轴(1 构造特征差速器齿轮半轴(1 上有以半轴轴心为圆心的凸出半轴圆柱表面的外花键且花键轴向向外侧封口，另一侧开有圆周向凹槽可装入卡簧 (41)；花键长度及凹槽到封口的长度与外牙盘(6)轴向长度相等。锁止机构的动作原理是通过驱动机构的操纵拉索(34)拉动拔叉杆(11)，使与拔叉(8) —体的光轴轴套(9)挤压分别套在光轴(1 与拔叉杆(11)上的弹簧(14)、弹簧 (15)，在光轴(1 上作轴向向外的移动，通过拔叉(8)凸台带动内牙盘( 在差速器壳突出部( 上作轴向向外移动与固定在差速器齿轮半轴(1 上的外牙盘(6)咬合，使差速器壳(1)与两差速器齿轮半轴(1 锁定及两半轴钢性连接，达到锁止差速器的目的。当驱动机构的操纵拉索(34)松开拉力后，在弹簧(14)、弹簧(15)的作用下推动拔叉(8)向内延光轴(1 作轴向移动通过拔叉(8)凸台带动内牙盘(5)在差速器壳突出部( 上作轴向向内移动与外牙盘(6)分离，使差速器齿轮半轴(12)恢复自由状态，达到解锁的目的。驱动机构是由开关板09)、手柄(XT)、钢丝绳08)、拉伸弹簧06)、滑轮02)、滑轮固定架(23)、滑轮轴(M)、滑轮组外壳(25)、操纵拉索(34)组成。拉伸弹簧06)构造特征拉伸弹簧06)单位行程的拉力大于锁止机构所有弹簧同单位行程压缩阻力之和。滑轮02)构造特征滑轮02)中心开有与滑轮轴04)配合的中心孔，圆周面开有与操纵拉索(34)内钢丝线配合的凹槽。滑轮固定架03)构造特征由U形板的U形底端与圆柱的一端组为一体，圆柱另一端穿过滑轮组外壳05)上的圆孔留有可与拉伸弹簧06)连接的长度，U形板开口内空间可容纳滑轮轴04)向厚度且U形板面开有与滑轮轴04)匹配的孔。滑轮组外壳05)构造特征滑轮组外壳05)为中空长方体，其上下两面开有同位置、同大小的长圆孔，长圆孔的直径与滑轮轴04)的直径相配合，可使滑轮轴04)在与长圆孔表面垂直的状态下在长圆孔内移动，长圆孔的长度大于内牙盘( 与外牙盘(6)咬合行程，前端正中水平开有两圆孔，可与操纵拉索(34)的外层管连接，后端正中开有一圆孔， 圆孔直径大于滑轮固定架圆柱直径。驱动机构的动作原理是拉动手柄(XT)至闭锁卡槽(31)位置，手柄(XT)通过钢丝绳08)拉动拉伸弹簧( )，拉伸弹簧06)拉动由滑轮0 、滑轮固定架、滑轮轴04) 组成的滑轮组，滑轮轴04)长出滑轮固定架的两端延滑轮组外壳0 上的长圆孔移动，滑轮组的移动带动绕在滑轮上操纵拉索的(34)内层钢丝线移动，钢丝线的两端分别穿过与滑轮组外壳0 连接的操纵拉索(34)的外层管并与锁止机构的拔叉杆(11)连接， 由于钢丝线被滑轮带动产生对锁止机构拔叉(8)的拉力，使得锁止机构内的内牙盘(5)向外移动预与外牙盘(6)咬合，因为差速器在实际工作中内牙盘(5)与外牙盘(6)保持预咬合位置的机率非常小，所以锁止机构中的内牙盘(5)向外移动紧贴外牙盘(6)，在拉伸弹簧 (26)的持续拉力的作用下，内牙盘(5)随时保持着与外牙盘(6)咬合的轴向力。当差速器做差速动作时，一侧内牙盘( 与外牙盘(6)达到预咬合位置，以另一侧未咬合而紧贴的内牙盘(5)与外牙盘(6)作为支点，拉伸弹簧06)拉动滑轮组带动钢丝线作为发力点，使达到预咬合位置的内牙盘(5)与外牙盘(6)咬合，咬合端钢丝线多出的内牙盘(5)与外牙盘 (6)的咬合行程被拉伸弹簧06)拉动的滑轮组所吸收，使咬合端的钢丝线在拉伸弹簧06) 的作用下再次崩紧。当差速器继续动作时，以咬合端内牙盘(5)与外牙盘(6)为支点，拉伸弹簧(6)拉动滑轮组带动钢丝线作为发力点，使未咬合一侧达到内牙盘(5)与外牙盘(6) 预咬合位置的内牙盘(5)与外牙盘(6)咬合，达到锁止差速器目的。当拉动手柄(XT)至解锁卡槽(30)位置时，拉伸弹簧06)释放拉力，在锁止机构弹簧(14)、(15)的作用下内牙盘 (5)与外牙盘(6)分离，差速器解除锁止。方案二 参照附图，在技术方案一的基础上，把驱动机构中的拔叉杆(11)、弹簧 (15)、操纵拉索固定支架(32)、更换为拔叉杆(39)、弹簧(38)、操纵拉索固定支架(40)，把锁止机构中的内牙盘(5)、外牙盘(6)更换为轴套(36)，齿轮半轴(1 更换为齿轮半轴
(37)。轴套(36)构造特征轴套(36)为圆柱体，其中心为能与差速器齿轮半轴(37)外花键咬合的小内花键，在内花键外圆与轴套(36)外圆之间有与差速器壳突出部( 相咬合的大内花键；轴套(36)圆柱表面有与拔叉(8)凸台相配合的凹槽。差速器齿轮半轴(37)构造特征在差速器齿轮半轴(1 的基础上去掉可装入卡簧的凹槽，花键长度与轴套(36)长度相等。技术方案二中驱动机构工作原理与方案一中驱动机构工作原理相同。技术方案二中锁止机构的工作原理是通过操纵拉索(34)拉动拔叉杆(39)，带动和拔叉(8) —体的光轴轴套(9)挤压分别套在光轴(1 与拔叉杆(39)上的弹簧(14)、
(38)，在光轴上做轴向向内移动，通过拔叉(8)凸台带动轴套(36)在齿轮半轴(37)上做轴向向内移动，使轴套(36)的大内花键与差速器壳突出部( 外花键咬合，使差速器壳(1) 与两差速器齿轮半轴(37)锁定，及两齿轮半轴钢性连接，达到锁止差速器的目的，当驱动机构的操纵拉索(34)松开拉力后，在弹簧(14)、(38)的作用下，推动拔叉(8)向外延光轴 (13)做轴向移动，通过拔叉(8)凸台带动轴套(36)在齿轮半轴(37)上做轴向向外移动与差速器壳突出部( 分离，使差速器齿轮半轴(37)恢复自由状态，达到解锁的目的。本发明的有益效果是能够手动完全锁止解锁差速器，不需要任何设计条件限制和任何额外的能源做为驱动力来驱动锁止机构动作，结构简单。
图1是本发明方案一的三维侧视图的局部剖视零件结构装配示意图。图2是本发明方案一的外牙盘(6)、齿轮半轴(12)、卡簧三维侧视图的局部剖视装配示意图。图3是本发明方案一的三维侧视图的局部剖视解锁状态图。图4是本发明方案一的三维侧视图的局部剖视闭锁状态图。图5是本发明方案二的三维侧视图的局部剖视零件结构装配示意图。图6是本发明方案二的轴套(36)和齿轮半轴(37)三维侧视图的局部剖视装配示意图。
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图7是本发明方案二的三维侧视图的局部剖视解锁状态图。图8是本发明方案二的三维侧视图的局部剖视闭锁状态图。图中1.差速器壳，2.差速器壳突出部，3.齿圈，4.差速器壳轴承，5.内牙盘，6.夕卜牙盘，7.差速器外壳轴承，8.拔叉，9.光轴轴套，10.拔叉杆座，11.拔叉杆，12.差速器齿轮半轴，13.光轴，14.弹簧，15.弹簧，16.差速器外壳，17.差速器壳轴承座，18.光轴孔， 19.光轴孔，20.拔叉杆孔，21.差速器壳轴承压盖，22.滑轮，23.滑轮架，24.滑轮轴，25.滑轮组外壳，26.拉伸弹簧，27.手柄，28.钢丝绳，29.开关板，30.解锁卡槽，31.闭锁卡槽， 32.操纵拉索固定支架，33.操纵拉索固定孔，34.操纵拉索，35.差速器外壳轴承固定孔， 36.轴套，37.差速器齿轮半轴，38.弹簧，39.拔叉杆，40.操纵拉索固定支架，41.卡簧。
具体实施例方式图1中，方案一中，齿圈C3)与差速器壳(1) 一端的栏盘相连，差速器壳轴承(4)装入差速器壳(1)留有差速器壳轴承(4)轴向宽度的位置，内牙盘( 轴向装入差速器壳突出部⑵外花键。光轴(13)穿过差速器外壳(16) —端的光轴孔(19)，再穿过弹簧(14)、 光轴轴套(9)，插入差速器壳轴承座(17)端面的光轴孔(18)内并固定，同时拔叉杆(11)穿过差速器外壳(16) —端的拔叉杆孔(20)，再穿过弹簧(15)，插入拔叉杆座(10)并固定。将差速器壳(1)、齿圈(3)、差速器壳轴承G)、内牙盘( 在组合状态下装入差速器外壳(16) 内，且差速器壳轴承(4)装入差速器壳轴承座(17)并由差速器壳轴承压盖固定，在安装过程中使拔叉(8)凸台放入内牙盘(5)圆周向凹槽内。差速器齿轮半轴(1 穿过差速器外壳(16)端面上的差速器外壳轴承固定孔(35)、外牙盘(6)、卡簧(41)、差速器壳(1)， 与差速器内部的齿轮连接，差速器外壳轴承(7)穿过差速器齿轮半轴(1 装入差速器外壳轴承固定孔(35)内。滑轮0 放入滑轮架型槽中，由滑轮轴04)从中穿过组成滑轮组，滑轮组装入滑轮组外壳0 内且滑轮轴04)长出滑轮架的部分穿过滑轮组外壳0 中的长圆孔，滑轮架的圆柱端穿过滑轮组外壳0 —端的圆孔与拉伸弹簧06)的一端相连，拉伸弹簧06)和手柄(XT)由钢丝绳08)连接，手柄(XT)放入开关板09)的解锁卡槽(30)位置。操纵拉索(34)的外层管两端分别与操纵拉索固定支架(32)、操纵拉索固定孔(3 相连，操纵拉索(34)内层钢丝线一端与拔叉杆(11)露出差速器外壳(16)的部位连接，另一端穿过操纵拉索(34)外层管，绕过滑轮0 圆周面凹槽，穿过滑轮组外壳05) 上的另一个操纵拉索(34)外层管，与差速器外壳(16)另一端的拔叉杆连接。图2中，方案一中，差速器齿轮半轴(1 外花键插入外牙盘(6)中心孔内花键，卡簧装入差速器齿轮半轴(1 外花键凹槽内以固定外牙盘，防止其轴向移动。图3中，方案一中，机械锁式差速器外于解锁状态，内牙盘( 与外牙盘(6)分离。图4中，方案一中，拉动手柄(27)带动拉伸弹簧06)拉动由滑轮(22)、滑轮架 (23)、滑轮轴04)组成的滑轮组在滑轮组外壳0 里移动，带动操纵拉索(34)拉动拔叉杆(11)，带动拔叉(8)在光轴上延拉力方向移动，移动过程中挤压弹簧(14)、(15)，拔叉(8) 带动安装在差速器壳突出部( 上的内牙盘(5)与安装在差速器齿轮半轴(1 上的外牙盘(6)咬合，锁上差速器。图5中，方案二中，齿圈(3)与差速器壳(1) 一端的栏盘相连，差速器壳轴承装入差速器壳(1)留有差速器壳轴承(4)轴向宽度的位置，光轴(1 穿过差速器外壳(16) 一端的光轴孔(19)再穿过光轴轴套(9)、弹簧(14)，插入差速器壳轴承座(17)端面的光轴孔(18)内并固定，同时拔叉杆(39)穿过弹簧(38)、差速器外壳(16) —端的拔叉杆孔Q0)， 插入拔叉杆座(10)并固定。将差速器壳(1)、齿圈(3)、差速器壳轴承(4)在组合状态下装入差速器外壳(1 内，且差速器壳轴承(4)装入差速器壳轴承座(17)并由差速器壳轴承压盖固定，差速器齿轮半轴(37)穿过差速器外壳(16)端面上的差速器外壳轴承固定孔(35)、轴套(36)、差速器壳(1)与差速器内部齿轮连接，差速器外壳轴承(7)穿过差速器齿轮半轴(37)装入差速器外壳轴承固定孔(3 内，在安装过程中使拔叉(8)凸台放入轴套(36)圆周向凹槽内；驱动机构除更换拔叉杆(11)、弹簧(15)、操纵拉索固定支架(32)为拔叉杆(39)、弹簧(38)、操纵拉索固定支架00)外，其余与方案一中驱动机构相同。图6中，方案二中，差速器齿轮半轴(37)外花键插入轴套(36)小内花键。图7中，方案二中，机械锁式差速器处于解锁状态，轴套(36)与差速器壳突出部 (2)处于分离状态。图8中，方案二中，拉动手柄(27)带动拉伸弹簧06)拉动由滑轮(22)、滑轮架 (23)、滑轮轴04)组成的滑轮组在滑轮组外壳0 里移动，带动操纵拉索(34)拉动拔叉杆(39)，带动拔叉(8)在光轴上延拉力方向移动，移动过程中挤压弹簧(14)、(38)，拔叉(8) 带动轴套(36)延差速器齿轮半轴(37)外花键轴向向内移动与差速器壳突出部( 外花键咬合，锁上差速器。
权利要求
1.一种机械锁式差速器，由驱动机构和锁上机构组成，其特征是由滑轮(22)、滑轮架 (23)、滑轮轴04)组成滑轮组装入滑轮组外壳0 内且滑轮轴04)长出滑轮架03)的部分穿过滑轮组外壳0 中的长圆孔，滑轮架的圆柱端穿过滑轮组外壳0 -端的圆孔与拉伸弹簧06)的一端相连，拉伸弹簧06)和手柄(XT)由钢丝绳08)连接；操纵拉索(34)的外层管两端分别与操纵拉索固定支架(32)、操纵拉索固定孔(3 相连，操纵拉索(34)内层钢丝线一端与拔叉杆露出差速器外壳(16)的部位连接，另一端穿过外层管绕过滑轮0 圆周面凹槽，再穿过滑轮组外壳0 上的另一个操纵拉索(34)外层管，与差速器外壳(16)另一端的拔叉杆连接，组成驱动机构；差速器壳轴承(4)装入差速器壳(1) 留有差速器壳轴承(4)轴向宽度的位置，内牙盘( 轴向装入差速器壳突出部( 外花键， 光轴(1 穿过差速器外壳(16) —端的光轴孔(19)，再穿过弹簧(14)、光轴轴套(9)，插入差速器壳轴承座(17)端面的光轴孔(18)内并固定，同时拔叉杆(11)穿过差速器外壳(16) 一端的拔叉杆孔(20)，再穿过弹簧(15)，插入拔叉杆座(10)并固定，将差速器壳(1)、齿圈(3)、差速器壳轴承0)、内牙盘( 在组合状态下装入差速器外壳(16)内，且差速器壳轴承(4)装入差速器壳轴承座(17)并由差速器壳轴承压盖固定，在安装过程中使拔叉(8) 凸台放入内牙盘(5)圆周向凹槽内，差速器齿轮半轴(1 穿过差速器外壳(16)端面上的差速器外壳轴承固定孔(3 、外牙盘(6)、卡簧、差速器壳(1)，与差速器内部的齿轮连接，差速器外壳轴承(7)穿过差速器齿轮半轴(1 装入差速器外壳轴承固定孔(3 内，组成方案一中的锁上机构；差速器壳轴承(4)装入差速器壳(1)留有差速器壳轴承(4)轴向宽度的位置，光轴(1 穿过差速器外壳(16) —端的光轴孔(19)再穿过光轴轴套(9)、弹簧(14)，插入差速器壳轴承座(17)端面的光轴孔(18)内并固定，同时拔叉杆(39)穿过弹簧(38)、差速器外壳(16) —端的拔叉杆孔(20)，插入拔叉杆座(10)并固定。将差速器壳 (1)、齿圈(3)、差速器壳轴承(4)在组合状态下装入差速器外壳(1 内，且差速器壳轴承 (4)装入差速器壳轴承座(17)并由差速器壳轴承压盖固定，差速器齿轮半轴(37)穿过差速器外壳(16)端面上的差速器外壳轴承固定孔(35)、轴套(36)、差速器壳(1)与差速器内部齿轮连接，差速器外壳轴承(7)穿过差速器齿轮半轴(37)装入差速器外壳轴承固定孔(35)内，在安装过程中使拔叉(8)凸台放入轴套(36)圆周向凹槽内，组成方案二中的锁上机构。
2.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是滑轮组是由滑轮(22)、滑轮架 (23)、滑轮轴04)组成，滑轮架由U形板的U形底端与圆柱的一端组为一体，圆柱另一端穿过滑轮组外壳05)上的圆孔留有可与拉伸弹簧06)连接的长度，U形板开口内空间可容纳滑轮0 轴向厚度且U形板面开有与滑轮轴04)匹配的孔。
3.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是滑轮组外壳0 为中空长方体，其上下两面开有同位置、同大小的长圆孔，长圆孔的直径与滑轮轴04)的直径相配合， 可使滑轮轴04)在与长圆孔表面垂直的状态下在长圆孔内移动，长圆孔的长度大于内牙盘( 与外牙盘(6)咬合行程，前端正中水平开有两圆孔，可与操纵拉索06)的外层管连接，后端正中开有一圆孔，圆孔直径大于滑轮固定架03)圆柱直径。
4.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是差速器壳突出部( 是差速器壳(1)的一部分，是差速器壳轴承(4)安装位置的轴向向外的延伸，其形状为圆柱外花键样式，可与内牙盘( 轴向向外的牙块和轴套(36)大内花键相咬合；在方案一中其花键长度大于内牙盘(5)与外牙盘(6)咬合行程，在方案二中其花键长度与轴套(36)大内花键长度相等。
5.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是内牙盘(5)，由径向向中心延伸的牙块与轴向向外凸出的牙块再与差速器壳突出部( 外径相配套的轴套组为一体且牙块的最大圆周与轴套的最大圆周重合，轴套上有与拔叉(8)凸台相配合的凹槽，径向向中心延伸的牙块与差速器壳突出部( 外花键和外牙盘(6)轴向凹槽相匹配。
6.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是外牙盘(6)，其外径与内牙盘 (5)外径相等，且有与内牙盘(5)轴向凸出的牙块匹配的轴向凹槽，外牙盘(6)中心孔为可与差速器齿轮半轴(1 外花键相咬合的内花键。
7.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是差速器齿轮半轴(1 上有以半轴轴心为圆心的凸出半轴圆柱表面的外花键且花键轴向向外侧封口，另一侧开有圆周向凹槽可装入卡簧Gl)；花键长度及凹槽到封口的长度与外牙盘(6)轴向长度相等。
8.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是轴套(36)为圆柱体，其中心为能与差速器齿轮半轴(37)外花键咬合的小内花键，在内花键外圆与轴套(36)外圆之间有与差速器壳突出部( 相咬合的大内花键；轴套(36)圆柱表面有与拔叉(8)凸台相配合的凹槽。
9.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是差速器齿轮半轴(37)是在差速器齿轮半轴(1 的基础上去掉可装入卡簧Gl)的凹槽，花键长度与轴套(36)长度相等。
10.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是拔叉(8)由与内牙盘( 圆周向凹槽匹配的凸台半圆和与光轴(1 配合的光轴轴套(9)和拔叉杆座(10)组为一体。
11.根据权利要求1所述的机械锁式差速器，其特征是光轴孔(18)、(19)，在差速器轴承座轴向端面上的光轴孔(18)为沉孔，在差速器外壳(16)轴向端面上的光轴孔(19)为通孔，两种光轴孔的轴向圆心重合。
全文摘要
一种机械锁式差速器。它是通过拉动手柄(27)带动拉伸弹簧(26)拉动由滑轮(22)、滑轮架(23)、滑轮轴(24)组成的滑轮组在滑轮组外壳(25)里移动，带动操纵拉索(34)拉动拔叉杆(39)，带动拔叉(8)在光轴上延拉力方向移动，移动过程中挤压弹簧(14)、(38)，拔叉(8)带动轴套(36)延差速器齿轮半轴(37)外花键轴向向内移动与差速器壳突出部(2)外花键咬合，锁上差速器。
文档编号F16H48/20GK102478109SQ20111016141
公开日2012年5月30日 申请日期2011年6月16日 优先权日2010年11月29日
发明者张惠杰 申请人:张惠杰