[發(fā)明專利]一種機(jī)械式四軸差速裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910476912.9
• 申請(qǐng)日: 2019-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN112032275B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐德威;尹燦輝;申一霖;全齊全;鄧宗全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F16H48/06
• 分類號(hào): F16H48/06
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

本發(fā)明提供了一種機(jī)械式四軸差速裝置，包括分動(dòng)器、封閉齒輪、殼體和四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的動(dòng)力器，分動(dòng)器的主回轉(zhuǎn)中心與封閉齒輪的回轉(zhuǎn)中心同軸，且位于四軸差速傳動(dòng)裝置的中心；四個(gè)動(dòng)力器均勻排布于機(jī)械式四軸差速傳動(dòng)裝置的外周；各動(dòng)力器的主回轉(zhuǎn)軸相互平行，且平行于分動(dòng)器的主回轉(zhuǎn)中心；動(dòng)力器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ之間無直接傳動(dòng)聯(lián)系，它們一端均分別與分動(dòng)器進(jìn)行傳動(dòng)聯(lián)系，另一端則均分別與封閉齒輪進(jìn)行傳動(dòng)聯(lián)系；殼體起安裝、連接及固定作用。本發(fā)明提供的機(jī)械式四軸差速傳動(dòng)裝置是一種利用機(jī)械結(jié)構(gòu)在復(fù)雜以及不確定環(huán)境下實(shí)現(xiàn)單一驅(qū)動(dòng)時(shí)自適應(yīng)分動(dòng)和四軸隨機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)力耦合的傳動(dòng)裝置，形成功率封閉，并可進(jìn)行精度自校準(zhǔn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種機(jī)械式四軸差速裝置。

背景技術(shù)

差速裝置是一種利用機(jī)械結(jié)構(gòu)在復(fù)雜以及不確定環(huán)境下實(shí)現(xiàn)單一驅(qū)動(dòng)時(shí)自適應(yīng)分動(dòng)和多軸隨機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)力耦合的傳動(dòng)裝置；當(dāng)單動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)時(shí)，該裝置可將一路主輸入運(yùn)動(dòng)分解成轉(zhuǎn)速比值任意的多路分輸出運(yùn)動(dòng)，并且各分輸出力矩相等；當(dāng)多路隨機(jī)運(yùn)動(dòng)輸入時(shí)，該裝置可將其耦合成與輸入運(yùn)動(dòng)具有確定關(guān)系的單路主輸出運(yùn)動(dòng)，并將各路分運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力進(jìn)行合成。因此，該裝置在機(jī)器人領(lǐng)域有著諸多應(yīng)用，一方面可以減少致動(dòng)器的數(shù)目，另一方面避免復(fù)雜控制系統(tǒng)的使用；例如，當(dāng)外部約束未知或復(fù)雜而難以重建時(shí)，多個(gè)執(zhí)行末端可隨約束的變化而實(shí)時(shí)協(xié)同運(yùn)行；并且各執(zhí)行末端輸出的作用力值為最小阻力末端的輸出力值，從而自主保證操作的柔順性。同時(shí)，該裝置可大大降低對(duì)致動(dòng)器最大輸出能力的要求，從而降低技術(shù)難度與成本要求，以多個(gè)較小輸出力矩的致動(dòng)器進(jìn)行動(dòng)力合成以滿足對(duì)大動(dòng)力的要求。當(dāng)前，具有差速不差力功能的差速機(jī)構(gòu)最多實(shí)現(xiàn)三軸差速，這限制了分運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種機(jī)械式四軸差速裝置，在一定程度上提升了分運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)主運(yùn)動(dòng)與四個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，該裝置形成功率封閉，可進(jìn)行精度自校準(zhǔn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種機(jī)械式四軸差速裝置，包括殼體及設(shè)置在殼體內(nèi)的動(dòng)力器Ⅰ、動(dòng)力器Ⅱ、動(dòng)力器Ⅲ、動(dòng)力器Ⅳ、分動(dòng)器Ⅴ和封閉齒輪，所述的分動(dòng)器Ⅴ位于殼體的中心，所述的動(dòng)力器Ⅰ、動(dòng)力器Ⅱ、動(dòng)力器Ⅲ和動(dòng)力器Ⅳ按圓周陣列排布在分動(dòng)器Ⅴ的外周；

所述的分動(dòng)器Ⅴ包括分動(dòng)器第一直齒太陽輪、分動(dòng)器第二直齒太陽輪、分動(dòng)器第三直齒太陽輪、分動(dòng)器第四直齒太陽輪、分動(dòng)器第一橫軸和分動(dòng)器第二橫軸，所述分動(dòng)器第一橫軸為分動(dòng)器Ⅴ的主回轉(zhuǎn)軸，分動(dòng)器第一直齒太陽輪和分動(dòng)器第二直齒太陽輪均套裝在分動(dòng)器第一橫軸上，分動(dòng)器第三直齒太陽輪和分動(dòng)器第四直齒太陽輪均套裝在分動(dòng)器第二橫軸上，所述的封閉齒輪與分動(dòng)器的主回轉(zhuǎn)軸同軸布置，所述的封閉齒輪繞分動(dòng)器的主回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的分動(dòng)器第一橫軸與分動(dòng)器第二橫軸同軸且均與設(shè)置在殼體內(nèi)的換向機(jī)構(gòu)固連，所述的換向機(jī)構(gòu)設(shè)置在分動(dòng)器第一橫軸與分動(dòng)器第二橫軸的端部之間；

所述的動(dòng)力器Ⅰ包括動(dòng)力器Ⅰ直齒動(dòng)力齒輪、動(dòng)力器Ⅰ直齒反饋齒輪和動(dòng)力器Ⅰ轉(zhuǎn)軸，所述動(dòng)力器Ⅰ轉(zhuǎn)軸為動(dòng)力器Ⅰ的主回轉(zhuǎn)軸，所述動(dòng)力器Ⅰ轉(zhuǎn)軸與分動(dòng)器Ⅴ的主回轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置，所述的動(dòng)力器Ⅰ直齒動(dòng)力齒輪和動(dòng)力器Ⅰ直齒反饋齒輪均設(shè)置在動(dòng)力器Ⅰ轉(zhuǎn)軸上，所述動(dòng)力器Ⅰ直齒動(dòng)力齒輪與封閉齒輪嚙合，所述動(dòng)力器Ⅰ直齒反饋齒輪與分動(dòng)器第一直齒太陽輪嚙合；

所述的動(dòng)力器Ⅱ包括動(dòng)力器Ⅱ直齒動(dòng)力齒輪、動(dòng)力器Ⅱ直齒反饋齒輪和動(dòng)力器Ⅱ轉(zhuǎn)軸，所述動(dòng)力器Ⅱ轉(zhuǎn)軸為動(dòng)力器Ⅱ的主回轉(zhuǎn)軸，所述動(dòng)力器Ⅱ轉(zhuǎn)軸與分動(dòng)器Ⅴ的主回轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置，所述的動(dòng)力器Ⅱ直齒動(dòng)力齒輪和動(dòng)力器Ⅱ直齒反饋齒輪均設(shè)置在動(dòng)力器Ⅱ轉(zhuǎn)軸上，所述動(dòng)力器Ⅱ直齒動(dòng)力齒輪與封閉齒輪嚙合，所述動(dòng)力器Ⅱ直齒反饋齒輪與分動(dòng)器第二直齒太陽輪嚙合；

所述的動(dòng)力器Ⅲ包括動(dòng)力器Ⅲ直齒動(dòng)力齒輪、動(dòng)力器Ⅲ直齒反饋齒輪和動(dòng)力器Ⅲ轉(zhuǎn)軸，所述動(dòng)力器Ⅲ轉(zhuǎn)軸為動(dòng)力器Ⅲ的主回轉(zhuǎn)軸，所述動(dòng)力器Ⅲ轉(zhuǎn)軸與分動(dòng)器Ⅴ的主回轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置，所述的動(dòng)力器Ⅲ直齒動(dòng)力齒輪和動(dòng)力器Ⅲ直齒反饋齒輪均設(shè)置在動(dòng)力器Ⅲ轉(zhuǎn)軸上，所述動(dòng)力器Ⅲ直齒動(dòng)力齒輪與封閉齒輪嚙合，所述動(dòng)力器Ⅲ直齒反饋齒輪與分動(dòng)器第三直齒太陽輪嚙合；