本发明涉及机械传动装置，具体涉及一种行星结构式三轴差速装置。
背景技术：
三轴差速装置是一种利用机械结构对不确定环境实现自适应的传动装置；当单动力源驱动时，该装置可将一路主输入运动分解成转速比值任意的三路分输出运动；当三路随机运动输入时，该装置可将其耦合成与输入运动具有确定关系的单路输出运动。与应用于车辆驱动桥的两自由度差速装置不同，三轴差速装置是一种三自由度机构，因此，在机械结构与使用性能上均有独特的要求。现有的三轴差速装置多为采用锥齿轮差动轮系组合而成，其加工复杂、轴向尺寸较长；同时，由于锥齿轮差动轮系转化机构的传动比只能为-1，所以当单动力源驱动时，对差速装置各轴分输出力矩的放大倍数较小。
技术实现要素：
本发明为了解决现有三轴差速装置多为采用锥齿轮差动轮系组合而成，加工复杂、轴向尺寸较长，当单动力源驱动时，对差速装置各轴分输出力矩的放大倍数较小的问题，进而提出一种行星结构式三轴差速装置。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种行星结构式三轴差速装置包括第i动力器、第ii动力器、第iii动力器、分动器、封闭齿轮、惰轮和壳体，分动器设置在壳体的中部，第i动力器、第ii动力器和第iii动力器沿圆周方向均布设置在分动器的外侧，
分动器包括分动器第一直齿太阳轮、分动器第二直齿太阳轮、分动器第三直齿太阳轮和主回转轴，主回转轴与封闭齿轮的回转轴同轴设置，第一直齿太阳轮、分动器第二直齿太阳轮和分动器第三直齿太阳轮依次套装在主回转轴上，
第i动力器包括第i动力器直齿反馈齿轮和第i动力器第二直齿太阳轮，第i动力器直齿反馈齿轮设置在第i动力器的一端，第i动力器直齿反馈齿轮与分动器第二直齿太阳轮啮合，第i动力器第二直齿太阳轮设置在第i动力器的另一端，第i动力器第二直齿太阳轮与封闭齿轮啮合，
第ii动力器包括第ii动力器直齿反馈齿轮和第ii动力器第二直齿太阳轮，第ii动力器直齿反馈齿轮设置在第ii动力器的一端，第ii动力器直齿反馈齿轮与分动器第一直齿太阳轮啮合，第ii动力器第二直齿太阳轮设置在第ii动力器的另一端，第ii动力器第二直齿太阳轮与封闭齿轮啮合，
第iii动力器包括第iii动力器直齿反馈齿轮和第iii动力器第二直齿太阳轮，第iii动力器直齿反馈齿轮设置在第iii动力器的一端，惰轮设置在第iii动力器直齿反馈齿轮的一侧，惰轮分别与第iii动力器直齿反馈齿轮和分动器第三直齿太阳轮啮合，第iii动力器第二直齿太阳轮设置在第iii动力器的另一端，第iii动力器第二直齿太阳轮与封闭齿轮啮合。
本发明与现有技术相比包含的有益效果是：
该三轴差速装置采用行星式结构，大量减少锥齿轮的使用，加工方便，构型简单，结构紧凑，功率体积比大。结构简化，多采用直齿齿轮啮合，安装方便，传动精确。当单动力源驱动时，对差速装置各轴分输出力矩的放大倍数较现有可提高65％以上。
附图说明
图1是本发明整体结构的一个剖视图，即图4中的a-a剖面视图；
图2是本发明整体结构的另一个剖视图，即图4中的b-b剖面视图；
图3是图1中的c-c剖面视图；
图4是图2中的d-d剖面视图；
图5是本发明中行星机构式三轴差速装置的传动原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种行星结构式三轴差速装置包括第i动力器1、第ii动力器2、第iii动力器3、分动器4、封闭齿轮5-1、惰轮5-2和壳体5-3，分动器4设置在壳体5-3的中部，第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3沿圆周方向均布设置在分动器4的外侧，
分动器4包括分动器第一直齿太阳轮4-1a、分动器第二直齿太阳轮4-2a、分动器第三直齿太阳轮4-5和主回转轴4-6，主回转轴4-6与封闭齿轮5-1的回转轴同轴设置，第一直齿太阳轮4-1a、分动器第二直齿太阳轮4-2a和分动器第三直齿太阳轮4-5依次套装在主回转轴4-6上，
第i动力器1包括第i动力器直齿反馈齿轮1-6b和第i动力器第二直齿太阳轮1-7，第i动力器直齿反馈齿轮1-6b设置在第i动力器1的一端，第i动力器直齿反馈齿轮1-6b与分动器第二直齿太阳轮4-2a啮合，第i动力器第二直齿太阳轮1-7设置在第i动力器1的另一端，第i动力器第二直齿太阳轮1-7与封闭齿轮5-1啮合，
第ii动力器2包括第ii动力器直齿反馈齿轮2-1和第ii动力器第二直齿太阳轮2-2，第ii动力器直齿反馈齿轮2-1设置在第ii动力器2的一端，第ii动力器直齿反馈齿轮2-1与分动器第一直齿太阳轮4-1a啮合，第ii动力器第二直齿太阳轮2-2设置在第ii动力器2的另一端，第ii动力器第二直齿太阳轮2-2与封闭齿轮5-1啮合，
第iii动力器3包括第iii动力器直齿反馈齿轮3-1和第iii动力器第二直齿太阳轮3-2，第iii动力器直齿反馈齿轮3-1设置在第iii动力器3的一端，惰轮5-2设置在第iii动力器直齿反馈齿轮3-1的一侧，惰轮5-2分别与第iii动力器直齿反馈齿轮3-1和分动器第三直齿太阳轮4-5啮合，第iii动力器第二直齿太阳轮3-2设置在第iii动力器3的另一端，第iii动力器第二直齿太阳轮3-2与封闭齿轮5-1啮合。
正向差速传动时可将单路主输入运动分解成转速比值任意但其符号数值之和与单路主输入运动速度数值具有确定关系的三路分输出运动，逆向耦合传动可将三路随机输入运动耦合成与输入运动具有确定关系的单路输出运动。第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3的结构相同；分动器4的主回转轴4-6与封闭齿轮5-1的回转轴同轴，且位于行星结构式三轴差速装置的中心；第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3均匀排布于行星结构式三轴差速装置的三角上，各个动力器之间无直接联系，第i动力器1的一端通过第i动力器直齿反馈齿轮1-6b与分动器第二直齿太阳轮4-2a连接，第i动力器1的另一端通过第i动力器第二直齿太阳轮1-7与封闭齿轮5-1连接，第ii动力器2的一端通过第ii动力器直齿反馈齿轮2-1与分动器第一直齿太阳轮4-1a连接，第ii动力器2的另一端通过第ii动力器第二直齿太阳轮2-2与封闭齿轮5-1连接，第iii动力器3的一端通过惰轮5-2和第iii动力器直齿反馈齿轮3-1与分动器第三直齿太阳轮4-5连接，第iii动力器3的另一端通过第iii动力器第二直齿太阳轮3-2和封闭齿轮5-1连接；惰轮5-2起到在第iii动力器直齿反馈齿轮3-1与分动器第三直齿太阳轮4-5之间辅助传动与换向的作用，壳体5-3起安装、连接及固定作用。
当单动力源驱动时，所述封闭齿轮5-1成为行星结构式三轴差速装置的动力输入；当三路随机运动输入时，所述封闭齿轮5-1成为行星结构式三轴差速装置的动力输出。
具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述第一直齿太阳轮4-1a和分动器第二直齿太阳轮4-2a分别与主回转轴4-6转动连接，分动器第三直齿太阳轮4-5与主回转轴4-6固接。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3还分别包括动力器第一直齿太阳轮x-1、动力器第一直齿行星轮x-2、动力器第二直齿行星轮x-3、动力器第三直齿行星轮x-4、动力器行星架x-5、动力器直齿内齿轮x-6a、动力器直齿动力齿轮x-8和动力器转轴x-9，动力器转轴x-9与主回转轴4-6平行设置，动力器第一直齿太阳轮x-1、动力器直齿内齿轮x-6a、动力器直齿动力齿轮x-8和动力器行星架x-5套装在动力器转轴x-9上，动力器第一直齿太阳轮x-1与动力器转轴x-9固接，动力器行星架x-5、动力器直齿内齿轮x-6a和动力器直齿动力齿轮x-8与动力器转轴x-9转动连接，动力器第一直齿行星轮x-2、动力器第二直齿行星轮x-3和动力器第三直齿行星轮x-4在动力器行星架x-5上沿圆周方向均布设置，动力器第一直齿行星轮x-2、动力器第二直齿行星轮x-3和动力器第三直齿行星轮x-4分别与第一直齿太阳轮x-1啮合，动力器第一直齿行星轮x-2、动力器第二直齿行星轮x-3和动力器第三直齿行星轮x-4分别与动力器直齿内齿轮x-6a啮合。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。
动力器第一直齿行星轮x-2、动力器第二直齿行星轮x-3、动力器第三直齿行星轮x-4在动力器行星架x-5沿圆周均布且绕动力器转轴x-9既有公转又有自转；所述动力器行星架x-5绕动力器转轴x-9旋转；动力器直齿内齿轮x-6a与第i动力器直齿反馈齿轮1-6b固连且均安装在动力器转轴x-9上并绕动力器转轴x-9转动。
三轴差速装置正向差速传动时三个输出力矩相等，且输出力矩对输入力矩的放大倍数可由动力器直齿内齿轮x-6a与动力器第一直齿太阳轮x-1的齿数比改变，在三轴差速装置整体尺寸允许的情况下，齿数比越大力矩的放大倍数越大。
具体实施方式四：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述动力器第一直齿行星轮x-2、动力器第二直齿行星轮x-3和动力器第三直齿行星轮x-4与动力器行星架x-5转动连接。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述第i动力器1中的动力器直齿内齿轮x-6a与第i动力器直齿反馈齿轮1-6b固接，第ii动力器2中的动力器直齿内齿轮x-6a与第ii动力器直齿反馈齿轮2-1固接，第iii动力器3中的动力器直齿内齿轮x-6a与第iii动力器直齿反馈齿轮3-1固接。其它组成和连接方式与具体实施方式三或四相同。
第i动力器1通过第i动力器直齿反馈齿轮1-6b、第i动力器第二直齿太阳轮1-7和第i动力器1中的动力器直齿动力齿轮x-8与外部联系；当单动力源驱动时，动力器直齿动力齿轮x-8成为行星结构式三轴差速装置的动力输出之一；当三路随机运动输入时，动力器直齿动力齿轮x-8成为行星结构式三轴差速装置的动力输入之一。
第ii动力器2通过第ii动力器直齿反馈齿轮2-1、第ii动力器第二直齿太阳轮2-2、第ii动力器2中的动力器直齿动力齿轮x-8与外部联系；当单动力源驱动时，动力器直齿动力齿轮x-8成为行星结构式三轴差速装置的动力输出之一；当三路随机运动输入时，动力器直齿动力齿轮x-8成为行星结构式三轴差速装置的动力输入之一。
第iii动力器3通过第iii动力器直齿反馈齿轮3-1、第iii动力器第二直齿太阳轮3-2、第iii动力器3中的动力器直齿动力齿轮x-8与外部联系；当单动力源驱动时，动力器直齿动力齿轮x-8成为行星结构式三轴差速装置的动力输出之一；当三路随机运动输入时，动力器直齿动力齿轮x-8成为行星结构式三轴差速装置的动力输入之一。
具体实施方式六：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述第i动力器直齿反馈齿轮1-6b的齿数是第iii动力器直齿反馈齿轮3-1齿数的2倍。其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述分动器4还包括分动器第一锥齿太阳轮4-1b、分动器第二锥齿太阳轮4-2b、分动器第一锥齿行星轮4-3、分动器第二锥齿行星轮4-4和分动器竖轴4-7，分动器第一锥齿太阳轮4-1b和分动器第二锥齿太阳轮4-2b套装在主回转轴4-6上，分动器竖轴4-7的中部与主回转轴4-6垂直固接，分动器竖轴4-7设置在分动器第一锥齿太阳轮4-1b与分动器第二锥齿太阳轮4-2b之间，分动器第一锥齿行星轮4-3套装在分动器竖轴4-7的一端，分动器第二锥齿行星轮4-4套装在分动器竖轴4-7的另一端，分动器第一锥齿行星轮4-3分别与分动器第一锥齿太阳轮4-1b和分动器第二锥齿太阳轮4-2b啮合，分动器第二锥齿行星轮4-4分别与分动器第一锥齿太阳轮4-1b和分动器第二锥齿太阳轮4-2b啮合。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、三、四或六相同。
分动器第一锥齿行星轮4-3、分动器第二锥齿行星轮4-4分别装配于分动器竖轴4-7的两端且绕分动器竖轴4-7自转以及绕主回转轴4-6公转。分动器4通过分动器第一直齿太阳轮4-1a、分动器第二直齿太阳轮4-2a和分动器第三直齿太阳轮4-5与外部联系。
具体实施方式八：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述分动器第一锥齿太阳轮4-1b和分动器第二锥齿太阳轮4-2b分别与主回转轴4-6转动连接。其它组成和连接方式与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述分动器第一直齿太阳轮4-1a与分动器第一锥齿太阳轮4-1b固接，分动器第二直齿太阳轮4-2a与分动器第二锥齿太阳轮4-2b固接，分动器第一锥齿行星轮4-3和分动器第二锥齿行星轮4-4分别与分动器竖轴4-7转动连接。其它组成和连接方式与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述分动器第一直齿太阳轮4-1a、分动器第二直齿太阳轮4-2a和分动器第三直齿太阳轮4-5的齿数相同。其它组成和连接方式与具体实施方式八或九相同。
工作原理
本发明的行星结构式三轴差速装置的传动具有方向性，可将单动力源驱动时的传动称为正向差速传动，将三路随机运动输入时的传动称为逆向耦合传动。
行星结构式三轴差速装置正向差速传动时，单动力源驱动封闭齿轮5-1，封闭齿轮5-1将原始动力分别经第i动力器第二直齿太阳轮1-7、第ii动力器第二直齿太阳轮2-2和第iii动力器第二直齿太阳轮3-2分配给第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3，由于第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3受到的外部约束不同，因此第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3内部除第i动力器第二直齿太阳轮1-7、第ii动力器第二直齿太阳轮2-2和第iii动力器第二直齿太阳轮3-2外的各对应齿轮将产生不同的转速，此时第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3中有一路或两路会将动力经第i动力器直齿反馈齿轮1-6b与分动器第二直齿太阳轮4-2a、第ii动力器直齿反馈齿轮2-1与分动器第一直齿太阳轮4-1a和第iii动力器直齿反馈齿轮3-1与分动器第三直齿太阳轮4-5的啮合传入分动器4，传入分动器4的动力在分动器4内部进行协调后又经剩余的两路或一路分动器直齿太阳轮与动力器直齿反馈齿轮的啮合传回动力器。最终，在每个动力器中，封闭齿轮5-1传入的部分动力减去传入分动器4的动力或加上分动器4反馈的动力合成到三个动力器直齿动力齿轮x-8上，从而使得三个动力器直齿动力齿轮x-8具有不同的转速并作为行星结构式三轴差速装置的最终输出。三轴差速装置正向差速传动时三个输出力矩相等，且输出力矩对输入力矩的放大倍数可由动力器直齿内齿轮x-6a与动力器第一直齿太阳轮x-1的齿数比改变，在三轴差速装置整体尺寸允许的情况下，齿数比越大力矩的放大倍数越大。
行星结构式三轴差速装置逆向耦合传动时，三路随机转速分别经三个动力器直齿动力齿轮x-8传入第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3并给第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3输入动力，由于第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3受到的外部约束不同，此时第i动力器1、第ii动力器2和第iii动力器3中有一路或两路会将动力经第i动力器直齿反馈齿轮1-6b与分动器第二直齿太阳轮4-2a、第ii动力器直齿反馈齿轮2-1与分动器第一直齿太阳轮4-1a和第iii动力器直齿反馈齿轮3-1与分动器第三直齿太阳轮4-5的啮合传入分动器4，传入分动器4的动力在分动器内部进行协调后又经另外的两路或一路分动器直齿太阳轮与动力器直齿反馈齿轮的啮合传回动力器，这一过程使得三个动力器直齿动力齿轮x-8具有不同的转速。最终，在每个动力器中，由动力器直齿动力齿轮x-8转速与动力器直齿反馈齿轮转速共同作用，并且在封闭齿轮5-1的啮合约束下，行星结构式三轴差速装置中三个动力器直齿动力齿轮x-8的三路随机输入转速耦合成封闭齿轮5-1的一路输出转速。