一种双输入旋转差速驱动装置的制造方法
一种双输入旋转差速驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机构驱动技术领域，特别涉及一种双输入旋转差速驱动装置。
【背景技术】
[0002]随着机构驱动技术的发展和我国智能制造对高性能驱动的要求，研制具有较高调速、换向、精度、安全、响应、稳定性能的驱动装置的需求日益迫切。目前，常规驱动装置多采用单输入-单输出驱动方式，例如行星减速器、谐波减速器和RV减速器等。此类驱动方式具有固定的减速比，只能根据电机转速变化实现输出调速；此类驱动方式输出换向，只能由电机换向实现，电机换向过程不仅耗时，而且易引起输出扰动；此类驱动方式各类型装置中，齿轮间隙和空回由装置决定，无法实现主动减弱和消除；此类驱动方式为单输入，没有冗余备份功能，当电机失效后无法实现继续运行和保护；此类驱动响应由电机响应和装置固有特性决定，无法实现有效提升；此类驱动方式在低速运行具有局限，在普通交流或直流电机驱动下，由于电机固有特性，其低速运行性能不能很好发挥。
[0003]综上所述，研制双输入旋转差速驱动装置，使其具有结构简单、无极调速、灵活换向、冗余备份、低速运行、传动精度高等特性，是提升机构驱动性能并满足智能制造对高性能驱动需要的重要研宄方向。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种双输入旋转差速驱动装置，以解决现有的常规驱动装置所存在的调速、换向、消除和减弱齿轮间隙及空回、冗余备份、驱动响应，以及低速运行等局限性问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种双输入旋转差速驱动装置，包括:
第一输入组件，其用于从一电机接收任一转速，并输出转速；
第二输入组件，其用于从另一电机接收任一转速，并输出转速；
后行星齿轮组，其具有浮动内齿圈，所述后行星齿轮组接收所述第一输入组件输出的转速并驱动所述浮动内齿圈转动；
前行星齿轮组，其具有前太阳轮及前行星轮，所述前太阳轮与所述前行星轮啮合，所述前行星齿轮组接收所述第一输入组件输出的转速并驱动所述前太阳轮转动，并带动所述前行星轮转动；
所述前行星轮位于所述前太阳轮及所述浮动内齿圈之间，且与所述浮动内齿圈相啮合，所述前行星轮与前轴架固定连接，所述前轴架用于输出所述浮动内齿圈与所述前太阳轮间的旋转速差。
[0006]较佳地，还包括机架、后轴与前轴，所述机架用于支撑并固定所述后行星齿轮组及前行星齿轮组，所述后轴与前轴固定在所述机架的同一轴线上且彼此独立，所述第一输入组件通过所述后轴将转速传递给所述后行星齿轮组，所述第二输入组件通过所述前轴将转速传递给所述前行星齿轮组。
[0007]较佳地，所述第一输入组件包括输入I轴、输入I小传动轮及输入I大传动轮，所述输入I小传动轮固定在所述输入I轴上，所述输入I小传动轮与所述输入I大传动轮相啮合，所述输入I大传动轮固定在所述后轴上；所述输入I轴用于从一电机接收任一转速，带动所述输入I大传动轮转动，从而带动所述后轴转动，所述后轴用于输出转速。
[0008]较佳地，所述第二输入组件包括输入II轴、输入II小传动轮及输入II大传动轮，所述输入II小传动轮固定在所述输入II轴上，所述输入II小传动轮与所述输入II大传动轮相啮合，所述输入II大传动轮固定在所述前轴上；所述输入II轴用于从另一电机接收任一转速，带动所述输入II大传动轮转动，从而带动所述前轴转动，所述前轴用于输出转速。
[0009]较佳地，所述后行星齿轮组还包括后行星轮及后太阳轮，所述后行星轮分别与所述后太阳轮及所述浮动内齿圈啮合，且所述后行星轮位于所述后太阳轮及所述浮动内齿圈之间，所述后太阳轮固定在所述后轴上。
[0010]较佳地，所述前太阳轮固定在所述前轴上，所述前轴用于带动所述前太阳轮转动，从而带动所述前行星轮转动。
[0011]较佳地，该装置还包括后壳，所述第一输入组件的输入I轴及第二输入组件的输入II轴的转速输入端穿过所述后壳与电机相连，所述后壳用于保护并固定所述输入I轴及输入II轴。
[0012]较佳地，该装置还包括后轴架，所述后轴架用于固定于后轴承上，所述后行星轮的数量为若干个，对应设有同等数量的后行星轮轴，所述后行星轮轴固定于所述后轴架上，所述后行星轮绕若干个后行星轮轴自转。
[0013]较佳地，所述前轴架设于前轴承上，所述前行星轮的数量为若干个，对应设有同等数量的前行星轮轴，所述前行星轮绕所述前行星轮轴自转的同时带动所述前轴架在所述前轴承上进行公转。
[0014]较佳地，该装置还包括后轴盖板及前轴盖板，所述后轴盖板及前轴盖板分别设于所述后轴外侧及所述前轴外侧，分别用于保护及固定所述后轴及前轴。
[0015]本发明提供了一种双输入旋转差速驱动装置，该装置具有输入I轴和输入II轴两个独立的输入端，可分别与两个具有不同转速的电机相连，作为该装置两个独立旋转输入。两输入最终利用前行星轮、前太阳轮、浮动内齿圈建立差速驱动，浮动内齿圈为输入I轴的输入传递，前太阳轮为输入II轴的输入传递。在前太阳轮和浮动内齿圈的共同作用下，前行星轮不仅发生自转，而且当前太阳轮和浮动内齿圈之间存在速度差时，会驱动前行星轮带动前轴架进行公转转动，从而实现差速驱动输出。两个独立输入端只需要工作在速度控制模式下，便可实现该装置的旋转输出的输出端前轴架的灵活换向和无级调速。
[0016]本发明不同于当前常规单输入-单输出驱动方式，采用双输入-单输出驱动方式，并基于双输入差速驱动，具有结构简单、无极调速、灵活换向、冗余备份、低速运行、传动精度高等优点。
【附图说明】
[0017]图1是本发明优选实施例的双输入旋转差速驱动装置的整体结构图；
图2是本发明优选实施例的双输入旋转差速驱动装置中后轴传动结构图；
图3是本发明优选实施例的双输入旋转差速驱动装置中前轴传动结构图。
[0018]标号说明:1_后壳；2_后轴盖板；3_后轴架；41_后彳丁星轮轴；42_前彳丁星轮轴；5-机架；6_前轴架；7-轴承；8_前轴盖板；9_机架盖板；10_前轴；11-前行星轮；12_前太阳轮；13_浮动内齿圈；14_后行星轮；15_后太阳轮；16_后轴；17_输入I小传动轮；18_输入I大传动轮；19_输入I轴；20_输入II大传动轮；21-输入II小传动轮；22_输入II轴。
【具体实施方式】
[0019]为更好地说明本发明，兹以一优选实施例，并配合附图对本发明作详细说明，具体如下:
如图1所示，本实施例提供的双输入旋转差速驱动装置包括后壳1、后轴盖板2、后轴架
3、后行星轮轴41、前行星轮轴42、机架5、前轴架6、轴承7、前轴盖板8、机架盖板9、前轴10、前行星轮11、前太阳轮12、浮动内齿圈13、后行星轮14、后太阳轮15、后轴16、输入I小传动轮17、输入I大传动轮18、输入I轴19、输入II大传动轮20、输入II小传动轮21、输入II轴22。
[0020]后轴16与前轴10固定在机架5的同一轴线上且彼此独立，机架5内设有后轴架3及前轴架6，后轴架3固定在机架5内且外侧设有后轴盖板2，后轴盖板2用于保护及固定后轴16的后轴承外圆周，前轴架6外侧设有前轴盖板8，前轴盖板8内固定有与该装置相连的前轴承，前轴盖板8固定于轴承7内圆周，用于保护及固定前轴10，前轴盖板8外侧设有机架盖板9，机架盖板9固定于轴承7的外圆周。后轴架3上固定有与该装置相连的后轴承，后轴架3上设有若干个后行星轮轴41，同等数量的后行星轮14分别绕该若干个后行星轮轴41进行自传。前轴架6上固定有与该装置相连的前轴承，前轴架6与前轴10之间发生相对转动，并可绕前轴承转动，前轴架6设有若干个前行星轮轴42，同等数量的前行星轮11分别绕该若干个前行星轮轴42进行自传，同时绕轴承7进行公转。输入I轴19及输入II轴22的穿过该装置的后壳I与外界相接触，后壳I用于保护并固定输入I轴19及输入II轴22。其中，前轴架6通过前行星轮轴42与前行星轮11相连，并且前轴架6作为输出端用于输出浮动内齿圈13与前太阳轮12间的旋转速差。
[0021]后轴16与前轴10固定在机架5的同一轴线上且彼此独立工作，同时后轴16与前轴10分别套设于与其同轴线的后轴承及前轴承内。前行星轮11、前太阳轮12及浮动内齿圈13构成前行星齿轮组，浮动内齿圈13、后行星轮14及后太阳轮15构成后行星齿轮组。前行星轮11位于前太阳轮12及浮动内齿圈13之间。前行星轮11与前太阳轮12相互啮合，前太阳轮12固定在前轴10上。前行星轮11与浮动内齿圈13相互啮合，浮动内齿圈13与后行星轮 14相互啮合，后行星轮14与后太阳轮15相互啮合，后太阳轮15固定在后轴16上。浮动内齿圈13自由转动，处于该装置轴线浮动状态。
[0022]其中，输入I小传动轮17、输入I大传动轮18及输入I轴19构成第一输入组件，输入I小传动轮17固定在输入I轴19上，输入I小传动轮17与输入I大传动轮18相啮合，输入I大传动轮18固定在后轴16上。输入I轴19用于与一电机相连，该电机输出第一转速至输入I轴19，输入I轴19带动输入I小传动轮17、输入I大传动轮18进行转动，从而使后轴16转动以输出转速。
[0023]输入II小传动轮21、输入II大传动轮20及输入II轴22构成第二输入组件，输入II小传动轮21固定在输入II轴22上，输入II小传动轮21与输入II大传动轮20相啮合，输入II大传动轮20固定在前轴10上。输入II轴22用于与另一电机相连，该电机输出第二转速至输入II轴22，输入II轴22带动输入II小传动轮21、输入II大传动轮20进行转动，从而使前轴10转动以输出转速。
[0024]当输入I电机以第一转速带动输入I轴19转动，进而带动输入I小传动轮17转动，并驱动输入I大传动轮18带动后轴16转动；输入II电机以第二转速输入II轴22直接与电机连接带动输入II小传动轮21转动，并输入II大传动轮20带动前轴10转动。后轴16通过轴固定的后行星轮14驱动浮动内齿圈13转动，前轴10驱动前太阳轮12转动，前太阳轮12与浮动内齿圈13共同驱动前行星轮11进行自转，并基于差速原理驱动前行星轮11进行公转。
[0025]图2是本实施例的双输入旋转差速驱动装置中后轴传动结构图，其具有多个后行星轮14，当后轴16带动后太阳轮15转动时，由于后行星轮轴41固定于后轴架3，因此后行星轮14只绕后行星轮轴41自转而不沿装置轴线发生公转，而浮动内齿圈13则在后行星轮14驱动下发生转动。
[0026]图3是本实施例的双输入旋转差速驱动装置中前轴传动结构图，其具有多个前行星轮11，当前太阳轮12与浮动内齿圈13发生转动时，前行星轮11发生自转并根据前太阳轮12与浮动内齿圈13速度差带动前行星轮轴42驱动前轴架6转动。前行星轮11在前太阳轮12和浮动内齿圈13共同驱动下，不仅发生自转而且根据前太阳轮12和浮动内齿圈13的速度差沿装置轴线发生公转，从而驱动前轴架6转动输出。
[0027]该装置工作时，当浮动内齿圈13与前太阳轮12具有相同线速度时，前行星轮11只发生自转而没有带动行星轮轴4驱动前轴架6转动；当浮动内齿圈13与前太阳轮12具有线速度差时，前行星轮11在发生自转同时带动行星轮轴4驱动前轴架6转动。前轴架6作为输出端，其旋转方向和转速与当浮动内齿圈13与前太阳轮12之间线速度差的方向和数值有关。输入I和输入II电机采用速度控制模式，通过浮动内齿圈13与前太阳轮12之间的速度差来实现输出端前轴架6的高性能驱动。具体体现在:无级调速，由于速度差值可实现连续变化，因此可实现输出连续调速；灵活换向，速度差的方向变化可实现输出端的方向变化，而不需要输入I和输入II电机改变转动方向；冗余备份，当双输入(输入I轴19、输入II轴22)中任何一个输入端发生故障，输出端仍可通过存在的输入速度差实现驱动；低速运行，速度差只需要保持一个稳定的值便可实现输出端低速运行输出，而输入端可运行在高转速状态，对电机没有特殊低速驱动要求；传动精度高，浮动内齿圈13与前太阳轮12齿轮分别紧靠前行星轮11两边，在保持力矩平衡状态下，可减小齿形误差扰动，并能减小空回和间隙影响。
[0028]本发明双输入旋转差速驱动装置，具有结构简单、无极调速、灵活换向、冗余备份、低速运行、传动精度高等特点，可用于高性能、高响应、高可靠、高精度机构驱动，非常适合于关节等精密机构驱动。
[0029]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，包括: 第一输入组件，其用于从一电机接收任一转速，并输出转速； 第二输入组件，其用于从另一电机接收任一转速，并输出转速； 后行星齿轮组，其具有浮动内齿圈，所述后行星齿轮组接收所述第一输入组件输出的转速并驱动所述浮动内齿圈转动； 前行星齿轮组，其具有前太阳轮及前行星轮，所述前太阳轮与所述前行星轮啮合，所述前行星齿轮组接收所述第二输入组件输出的转速并驱动所述前太阳轮转动，并带动所述前行星轮转动； 所述前行星轮位于所述前太阳轮及所述浮动内齿圈之间，且与所述浮动内齿圈相啮合，所述前行星轮与前轴架固定连接，所述前轴架用于输出所述浮动内齿圈与所述前太阳轮间的旋转速差。2.根据权利要求1所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，还包括机架、后轴与前轴，所述机架用于支撑并固定所述后行星齿轮组及前行星齿轮组，所述后轴与前轴固定在所述机架的同一轴线上且彼此独立，所述第一输入组件通过所述后轴将转速传递给所述后行星齿轮组，所述第二输入组件通过所述前轴将转速传递给所述前行星齿轮组。3.根据权利要求2所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述第一输入组件包括输入I轴、输入I小传动轮及输入I大传动轮，所述输入I小传动轮固定在所述输入I轴上，所述输入I小传动轮与所述输入I大传动轮相啮合，所述输入I大传动轮固定在所述后轴上；所述输入I轴用于从一电机接收任一转速，带动所述输入I大传动轮转动，从而带动所述后轴转动，所述后轴用于输出转速。4.根据权利要求2所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述第二输入组件包括输入II轴、输入II小传动轮及输入II大传动轮，所述输入II小传动轮固定在所述输入II轴上，所述输入II小传动轮与所述输入II大传动轮相啮合，所述输入II大传动轮固定在所述前轴上；所述输入II轴用于从另一电机接收任一转速，带动所述输入II大传动轮转动，从而带动所述前轴转动，所述前轴用于输出转速。5.根据权利要求2或3所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述后行星齿轮组还包括后行星轮及后太阳轮，所述后行星轮分别与所述后太阳轮及所述浮动内齿圈啮合，且所述后行星轮位于所述后太阳轮及所述浮动内齿圈之间，所述后太阳轮固定在所述后轴上。6.根据权利要求2或4所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述前太阳轮固定在所述前轴上，所述前轴用于带动所述前太阳轮转动，从而带动所述前行星轮转动。7.根据权利要求1所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，该装置还包括后壳，所述第一输入组件的输入I轴及第二输入组件的输入II轴的转速输入端穿过所述后壳与电机相连，所述后壳用于保护并固定所述输入I轴及输入II轴。8.根据权利要求5所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，该装置还包括后轴架，所述后轴架用于固定于后轴承上，所述后行星轮的数量为若干个，对应设有同等数量的后行星轮轴，所述后行星轮轴固定于所述后轴架上，所述后行星轮绕若干个后行星轮轴自转。9.根据权利要求2所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述前轴架设于前轴承上，所述前行星轮的数量为若干个，对应设有同等数量的前行星轮轴，所述前行星轮绕所述前行星轮轴自转的同时带动所述前轴架在所述前轴承上进行公转。10.根据权利要求2所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，该装置还包括后轴盖板及前轴盖板，所述后轴盖板及前轴盖板分别设于所述后轴外侧及所述前轴外侧，分别用于保护并固定所述后轴及前轴。
【专利摘要】本发明提供了一种双输入旋转差速驱动装置，该装置具有输入Ⅰ轴和输入Ⅱ轴两个独立的输入端，可分别与两个具有不同转速的电机相连，作为该装置两个独立旋转输入。两输入最终分别利用第一输入组件、第二输入组件驱动后行星齿轮组的内齿圈及前行星齿轮组的前太阳轮转动，在前太阳轮和浮动内齿圈的共同作用下，前行星轮不仅发生自转，而且当前太阳轮和浮动内齿圈之间存在速度差时，会驱动前行星轮带动前轴架进行公转转动，从而实现差速驱动输出。本发明基于双输入-单输出的差速驱动，两个独立输入端工作在速度控制模式下，可实现该装置的旋转输出的灵活换向和无级调速，此外该装置还具有结构简单、冗余备份、低速运行、传动精度高等优点。
【IPC分类】F16H57/08, F16H3/76
【公开号】CN104896043
【申请号】CN201510244744
【发明人】高鹏, 任安业
【申请人】上海宇航系统工程研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
【技术领域】
[0001]本发明涉及机构驱动技术领域，特别涉及一种双输入旋转差速驱动装置。
【背景技术】
[0002]随着机构驱动技术的发展和我国智能制造对高性能驱动的要求，研制具有较高调速、换向、精度、安全、响应、稳定性能的驱动装置的需求日益迫切。目前，常规驱动装置多采用单输入-单输出驱动方式，例如行星减速器、谐波减速器和RV减速器等。此类驱动方式具有固定的减速比，只能根据电机转速变化实现输出调速；此类驱动方式输出换向，只能由电机换向实现，电机换向过程不仅耗时，而且易引起输出扰动；此类驱动方式各类型装置中，齿轮间隙和空回由装置决定，无法实现主动减弱和消除；此类驱动方式为单输入，没有冗余备份功能，当电机失效后无法实现继续运行和保护；此类驱动响应由电机响应和装置固有特性决定，无法实现有效提升；此类驱动方式在低速运行具有局限，在普通交流或直流电机驱动下，由于电机固有特性，其低速运行性能不能很好发挥。
[0003]综上所述，研制双输入旋转差速驱动装置，使其具有结构简单、无极调速、灵活换向、冗余备份、低速运行、传动精度高等特性，是提升机构驱动性能并满足智能制造对高性能驱动需要的重要研宄方向。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种双输入旋转差速驱动装置，以解决现有的常规驱动装置所存在的调速、换向、消除和减弱齿轮间隙及空回、冗余备份、驱动响应，以及低速运行等局限性问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种双输入旋转差速驱动装置，包括:
第一输入组件，其用于从一电机接收任一转速，并输出转速；
第二输入组件，其用于从另一电机接收任一转速，并输出转速；
后行星齿轮组，其具有浮动内齿圈，所述后行星齿轮组接收所述第一输入组件输出的转速并驱动所述浮动内齿圈转动；
前行星齿轮组，其具有前太阳轮及前行星轮，所述前太阳轮与所述前行星轮啮合，所述前行星齿轮组接收所述第一输入组件输出的转速并驱动所述前太阳轮转动，并带动所述前行星轮转动；
所述前行星轮位于所述前太阳轮及所述浮动内齿圈之间，且与所述浮动内齿圈相啮合，所述前行星轮与前轴架固定连接，所述前轴架用于输出所述浮动内齿圈与所述前太阳轮间的旋转速差。
[0006]较佳地，还包括机架、后轴与前轴，所述机架用于支撑并固定所述后行星齿轮组及前行星齿轮组，所述后轴与前轴固定在所述机架的同一轴线上且彼此独立，所述第一输入组件通过所述后轴将转速传递给所述后行星齿轮组，所述第二输入组件通过所述前轴将转速传递给所述前行星齿轮组。
[0007]较佳地，所述第一输入组件包括输入I轴、输入I小传动轮及输入I大传动轮，所述输入I小传动轮固定在所述输入I轴上，所述输入I小传动轮与所述输入I大传动轮相啮合，所述输入I大传动轮固定在所述后轴上；所述输入I轴用于从一电机接收任一转速，带动所述输入I大传动轮转动，从而带动所述后轴转动，所述后轴用于输出转速。
[0008]较佳地，所述第二输入组件包括输入II轴、输入II小传动轮及输入II大传动轮，所述输入II小传动轮固定在所述输入II轴上，所述输入II小传动轮与所述输入II大传动轮相啮合，所述输入II大传动轮固定在所述前轴上；所述输入II轴用于从另一电机接收任一转速，带动所述输入II大传动轮转动，从而带动所述前轴转动，所述前轴用于输出转速。
[0009]较佳地，所述后行星齿轮组还包括后行星轮及后太阳轮，所述后行星轮分别与所述后太阳轮及所述浮动内齿圈啮合，且所述后行星轮位于所述后太阳轮及所述浮动内齿圈之间，所述后太阳轮固定在所述后轴上。
[0010]较佳地，所述前太阳轮固定在所述前轴上，所述前轴用于带动所述前太阳轮转动，从而带动所述前行星轮转动。
[0011]较佳地，该装置还包括后壳，所述第一输入组件的输入I轴及第二输入组件的输入II轴的转速输入端穿过所述后壳与电机相连，所述后壳用于保护并固定所述输入I轴及输入II轴。
[0012]较佳地，该装置还包括后轴架，所述后轴架用于固定于后轴承上，所述后行星轮的数量为若干个，对应设有同等数量的后行星轮轴，所述后行星轮轴固定于所述后轴架上，所述后行星轮绕若干个后行星轮轴自转。
[0013]较佳地，所述前轴架设于前轴承上，所述前行星轮的数量为若干个，对应设有同等数量的前行星轮轴，所述前行星轮绕所述前行星轮轴自转的同时带动所述前轴架在所述前轴承上进行公转。
[0014]较佳地，该装置还包括后轴盖板及前轴盖板，所述后轴盖板及前轴盖板分别设于所述后轴外侧及所述前轴外侧，分别用于保护及固定所述后轴及前轴。
[0015]本发明提供了一种双输入旋转差速驱动装置，该装置具有输入I轴和输入II轴两个独立的输入端，可分别与两个具有不同转速的电机相连，作为该装置两个独立旋转输入。两输入最终利用前行星轮、前太阳轮、浮动内齿圈建立差速驱动，浮动内齿圈为输入I轴的输入传递，前太阳轮为输入II轴的输入传递。在前太阳轮和浮动内齿圈的共同作用下，前行星轮不仅发生自转，而且当前太阳轮和浮动内齿圈之间存在速度差时，会驱动前行星轮带动前轴架进行公转转动，从而实现差速驱动输出。两个独立输入端只需要工作在速度控制模式下，便可实现该装置的旋转输出的输出端前轴架的灵活换向和无级调速。
[0016]本发明不同于当前常规单输入-单输出驱动方式，采用双输入-单输出驱动方式，并基于双输入差速驱动，具有结构简单、无极调速、灵活换向、冗余备份、低速运行、传动精度高等优点。
【附图说明】
[0017]图1是本发明优选实施例的双输入旋转差速驱动装置的整体结构图；
图2是本发明优选实施例的双输入旋转差速驱动装置中后轴传动结构图；
图3是本发明优选实施例的双输入旋转差速驱动装置中前轴传动结构图。
[0018]标号说明:1_后壳；2_后轴盖板；3_后轴架；41_后彳丁星轮轴；42_前彳丁星轮轴；5-机架；6_前轴架；7-轴承；8_前轴盖板；9_机架盖板；10_前轴；11-前行星轮；12_前太阳轮；13_浮动内齿圈；14_后行星轮；15_后太阳轮；16_后轴；17_输入I小传动轮；18_输入I大传动轮；19_输入I轴；20_输入II大传动轮；21-输入II小传动轮；22_输入II轴。
【具体实施方式】
[0019]为更好地说明本发明，兹以一优选实施例，并配合附图对本发明作详细说明，具体如下:
如图1所示，本实施例提供的双输入旋转差速驱动装置包括后壳1、后轴盖板2、后轴架
3、后行星轮轴41、前行星轮轴42、机架5、前轴架6、轴承7、前轴盖板8、机架盖板9、前轴10、前行星轮11、前太阳轮12、浮动内齿圈13、后行星轮14、后太阳轮15、后轴16、输入I小传动轮17、输入I大传动轮18、输入I轴19、输入II大传动轮20、输入II小传动轮21、输入II轴22。
[0020]后轴16与前轴10固定在机架5的同一轴线上且彼此独立，机架5内设有后轴架3及前轴架6，后轴架3固定在机架5内且外侧设有后轴盖板2，后轴盖板2用于保护及固定后轴16的后轴承外圆周，前轴架6外侧设有前轴盖板8，前轴盖板8内固定有与该装置相连的前轴承，前轴盖板8固定于轴承7内圆周，用于保护及固定前轴10，前轴盖板8外侧设有机架盖板9，机架盖板9固定于轴承7的外圆周。后轴架3上固定有与该装置相连的后轴承，后轴架3上设有若干个后行星轮轴41，同等数量的后行星轮14分别绕该若干个后行星轮轴41进行自传。前轴架6上固定有与该装置相连的前轴承，前轴架6与前轴10之间发生相对转动，并可绕前轴承转动，前轴架6设有若干个前行星轮轴42，同等数量的前行星轮11分别绕该若干个前行星轮轴42进行自传，同时绕轴承7进行公转。输入I轴19及输入II轴22的穿过该装置的后壳I与外界相接触，后壳I用于保护并固定输入I轴19及输入II轴22。其中，前轴架6通过前行星轮轴42与前行星轮11相连，并且前轴架6作为输出端用于输出浮动内齿圈13与前太阳轮12间的旋转速差。
[0021]后轴16与前轴10固定在机架5的同一轴线上且彼此独立工作，同时后轴16与前轴10分别套设于与其同轴线的后轴承及前轴承内。前行星轮11、前太阳轮12及浮动内齿圈13构成前行星齿轮组，浮动内齿圈13、后行星轮14及后太阳轮15构成后行星齿轮组。前行星轮11位于前太阳轮12及浮动内齿圈13之间。前行星轮11与前太阳轮12相互啮合，前太阳轮12固定在前轴10上。前行星轮11与浮动内齿圈13相互啮合，浮动内齿圈13与后行星轮 14相互啮合，后行星轮14与后太阳轮15相互啮合，后太阳轮15固定在后轴16上。浮动内齿圈13自由转动，处于该装置轴线浮动状态。
[0022]其中，输入I小传动轮17、输入I大传动轮18及输入I轴19构成第一输入组件，输入I小传动轮17固定在输入I轴19上，输入I小传动轮17与输入I大传动轮18相啮合，输入I大传动轮18固定在后轴16上。输入I轴19用于与一电机相连，该电机输出第一转速至输入I轴19，输入I轴19带动输入I小传动轮17、输入I大传动轮18进行转动，从而使后轴16转动以输出转速。
[0023]输入II小传动轮21、输入II大传动轮20及输入II轴22构成第二输入组件，输入II小传动轮21固定在输入II轴22上，输入II小传动轮21与输入II大传动轮20相啮合，输入II大传动轮20固定在前轴10上。输入II轴22用于与另一电机相连，该电机输出第二转速至输入II轴22，输入II轴22带动输入II小传动轮21、输入II大传动轮20进行转动，从而使前轴10转动以输出转速。
[0024]当输入I电机以第一转速带动输入I轴19转动，进而带动输入I小传动轮17转动，并驱动输入I大传动轮18带动后轴16转动；输入II电机以第二转速输入II轴22直接与电机连接带动输入II小传动轮21转动，并输入II大传动轮20带动前轴10转动。后轴16通过轴固定的后行星轮14驱动浮动内齿圈13转动，前轴10驱动前太阳轮12转动，前太阳轮12与浮动内齿圈13共同驱动前行星轮11进行自转，并基于差速原理驱动前行星轮11进行公转。
[0025]图2是本实施例的双输入旋转差速驱动装置中后轴传动结构图，其具有多个后行星轮14，当后轴16带动后太阳轮15转动时，由于后行星轮轴41固定于后轴架3，因此后行星轮14只绕后行星轮轴41自转而不沿装置轴线发生公转，而浮动内齿圈13则在后行星轮14驱动下发生转动。
[0026]图3是本实施例的双输入旋转差速驱动装置中前轴传动结构图，其具有多个前行星轮11，当前太阳轮12与浮动内齿圈13发生转动时，前行星轮11发生自转并根据前太阳轮12与浮动内齿圈13速度差带动前行星轮轴42驱动前轴架6转动。前行星轮11在前太阳轮12和浮动内齿圈13共同驱动下，不仅发生自转而且根据前太阳轮12和浮动内齿圈13的速度差沿装置轴线发生公转，从而驱动前轴架6转动输出。
[0027]该装置工作时，当浮动内齿圈13与前太阳轮12具有相同线速度时，前行星轮11只发生自转而没有带动行星轮轴4驱动前轴架6转动；当浮动内齿圈13与前太阳轮12具有线速度差时，前行星轮11在发生自转同时带动行星轮轴4驱动前轴架6转动。前轴架6作为输出端，其旋转方向和转速与当浮动内齿圈13与前太阳轮12之间线速度差的方向和数值有关。输入I和输入II电机采用速度控制模式，通过浮动内齿圈13与前太阳轮12之间的速度差来实现输出端前轴架6的高性能驱动。具体体现在:无级调速，由于速度差值可实现连续变化，因此可实现输出连续调速；灵活换向，速度差的方向变化可实现输出端的方向变化，而不需要输入I和输入II电机改变转动方向；冗余备份，当双输入(输入I轴19、输入II轴22)中任何一个输入端发生故障，输出端仍可通过存在的输入速度差实现驱动；低速运行，速度差只需要保持一个稳定的值便可实现输出端低速运行输出，而输入端可运行在高转速状态，对电机没有特殊低速驱动要求；传动精度高，浮动内齿圈13与前太阳轮12齿轮分别紧靠前行星轮11两边，在保持力矩平衡状态下，可减小齿形误差扰动，并能减小空回和间隙影响。
[0028]本发明双输入旋转差速驱动装置，具有结构简单、无极调速、灵活换向、冗余备份、低速运行、传动精度高等特点，可用于高性能、高响应、高可靠、高精度机构驱动，非常适合于关节等精密机构驱动。
[0029]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，包括: 第一输入组件，其用于从一电机接收任一转速，并输出转速； 第二输入组件，其用于从另一电机接收任一转速，并输出转速； 后行星齿轮组，其具有浮动内齿圈，所述后行星齿轮组接收所述第一输入组件输出的转速并驱动所述浮动内齿圈转动； 前行星齿轮组，其具有前太阳轮及前行星轮，所述前太阳轮与所述前行星轮啮合，所述前行星齿轮组接收所述第二输入组件输出的转速并驱动所述前太阳轮转动，并带动所述前行星轮转动； 所述前行星轮位于所述前太阳轮及所述浮动内齿圈之间，且与所述浮动内齿圈相啮合，所述前行星轮与前轴架固定连接，所述前轴架用于输出所述浮动内齿圈与所述前太阳轮间的旋转速差。2.根据权利要求1所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，还包括机架、后轴与前轴，所述机架用于支撑并固定所述后行星齿轮组及前行星齿轮组，所述后轴与前轴固定在所述机架的同一轴线上且彼此独立，所述第一输入组件通过所述后轴将转速传递给所述后行星齿轮组，所述第二输入组件通过所述前轴将转速传递给所述前行星齿轮组。3.根据权利要求2所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述第一输入组件包括输入I轴、输入I小传动轮及输入I大传动轮，所述输入I小传动轮固定在所述输入I轴上，所述输入I小传动轮与所述输入I大传动轮相啮合，所述输入I大传动轮固定在所述后轴上；所述输入I轴用于从一电机接收任一转速，带动所述输入I大传动轮转动，从而带动所述后轴转动，所述后轴用于输出转速。4.根据权利要求2所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述第二输入组件包括输入II轴、输入II小传动轮及输入II大传动轮，所述输入II小传动轮固定在所述输入II轴上，所述输入II小传动轮与所述输入II大传动轮相啮合，所述输入II大传动轮固定在所述前轴上；所述输入II轴用于从另一电机接收任一转速，带动所述输入II大传动轮转动，从而带动所述前轴转动，所述前轴用于输出转速。5.根据权利要求2或3所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述后行星齿轮组还包括后行星轮及后太阳轮，所述后行星轮分别与所述后太阳轮及所述浮动内齿圈啮合，且所述后行星轮位于所述后太阳轮及所述浮动内齿圈之间，所述后太阳轮固定在所述后轴上。6.根据权利要求2或4所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述前太阳轮固定在所述前轴上，所述前轴用于带动所述前太阳轮转动，从而带动所述前行星轮转动。7.根据权利要求1所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，该装置还包括后壳，所述第一输入组件的输入I轴及第二输入组件的输入II轴的转速输入端穿过所述后壳与电机相连，所述后壳用于保护并固定所述输入I轴及输入II轴。8.根据权利要求5所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，该装置还包括后轴架，所述后轴架用于固定于后轴承上，所述后行星轮的数量为若干个，对应设有同等数量的后行星轮轴，所述后行星轮轴固定于所述后轴架上，所述后行星轮绕若干个后行星轮轴自转。9.根据权利要求2所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，所述前轴架设于前轴承上，所述前行星轮的数量为若干个，对应设有同等数量的前行星轮轴，所述前行星轮绕所述前行星轮轴自转的同时带动所述前轴架在所述前轴承上进行公转。10.根据权利要求2所述的双输入旋转差速驱动装置，其特征在于，该装置还包括后轴盖板及前轴盖板，所述后轴盖板及前轴盖板分别设于所述后轴外侧及所述前轴外侧，分别用于保护并固定所述后轴及前轴。
【专利摘要】本发明提供了一种双输入旋转差速驱动装置，该装置具有输入Ⅰ轴和输入Ⅱ轴两个独立的输入端，可分别与两个具有不同转速的电机相连，作为该装置两个独立旋转输入。两输入最终分别利用第一输入组件、第二输入组件驱动后行星齿轮组的内齿圈及前行星齿轮组的前太阳轮转动，在前太阳轮和浮动内齿圈的共同作用下，前行星轮不仅发生自转，而且当前太阳轮和浮动内齿圈之间存在速度差时，会驱动前行星轮带动前轴架进行公转转动，从而实现差速驱动输出。本发明基于双输入-单输出的差速驱动，两个独立输入端工作在速度控制模式下，可实现该装置的旋转输出的灵活换向和无级调速，此外该装置还具有结构简单、冗余备份、低速运行、传动精度高等优点。
【IPC分类】F16H57/08, F16H3/76
【公开号】CN104896043
【申请号】CN201510244744
【发明人】高鹏, 任安业
【申请人】上海宇航系统工程研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
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