一种用于双驱动机械的转向差速驱动装置
阅读说明：本技术 一种用于双驱动机械的转向差速驱动装置 (Steering differential driving device for dual-drive machinery ) 是由 许江涛 冯勇 陈杰 周豪杰 岳林帮 赵鑫 程泽鹏 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于双驱动机械的转向差速驱动装置,包括驱动轮、动力设备、磁流变装置、电磁失电制动器、行星齿轮机构、动力输入轴和空心轴；行星齿轮机构包括行星架、齿圈、中心轮以及若干个行星轮,行星架与行星轮连接,空心轴通过固定盘与齿圈固定连接；动力设备通过动力输入轴与中心轮驱动连接,驱动轮与行星架连接；磁流变装置、电磁失电制动器可转动安装在空心轴上,可通过控制行星齿轮机构的转动速度,进而调节驱动轮的转动速度。本发明相较于前后无差速转向的双驱动机械,消除了转向的功率循环,运行更为平稳,效率更高,更加有利于双驱动类机械的高速作业。(The invention provides a steering differential driving device for a dual-drive machine, which comprises a driving wheel, a power device, a magnetorheological device, an electromagnetic power-off brake, a planetary gear mechanism, a power input shaft and a hollow shaft, wherein the driving wheel is connected with the power device; the planetary gear mechanism comprises a planetary carrier, a gear ring, a central wheel and a plurality of planetary wheels, the planetary carrier is connected with the planetary wheels, and the hollow shaft is fixedly connected with the gear ring through a fixed disc; the power equipment is in driving connection with the central wheel through a power input shaft, and the driving wheel is connected with the planet carrier; the magnetorheological device and the electromagnetic power-off brake can be rotatably arranged on the hollow shaft, and the rotating speed of the driving wheel can be adjusted by controlling the rotating speed of the planetary gear mechanism. Compared with a dual-drive machine with front and rear non-differential steering, the dual-drive steering mechanism eliminates the power circulation of steering, runs more stably, has higher efficiency, and is more favorable for the high-speed operation of the dual-drive machine.)
技术领域
本发明属于新型智能转向差速技术领域，具体涉及一种用于双驱动机械的转向差速驱动装置。
背景技术
随着物质生活水平不断地提高，人们对物质需求也越来越来高，就需要更高效、技术水平更高的机械拣送货物，例如堆垛机、转运小车等。堆垛机确实是高效的拣分货物的机器，常规的使用都是在直线导轨上，不过，当仓库空间大，需要运输及拣分的货物量大时，如果每一排都设立一个堆垛机，那么成本耗费巨大，这就需要能够转向的堆垛机进行作业，同时负责几排货架的物品拣送，这样既节约成本又提高了作业效率。而市面上一些传统大众的用于堆垛机上的转向装置往往不能达到较好的差速效果，会大大增加转向时前后驱动轮和地轨的摩擦损耗，降低了其使用寿命、增加后续维修成本，因此，对堆垛机此类双驱动机械的转向差速设计逐渐成为一个热门的话题和研究方向。基于此，本发明提供一种用于双驱动机械的转向差速驱动装置以解决上述文题。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种用于双驱动机械的转向差速驱动装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于双驱动机械的转向差速驱动装置，包括驱动机构、变速机构和动力传输结构；所述驱动机构包括驱动轮和动力设备；所述动力传输结构包括动力输入轴和空心轴，动力输入轴设置在空心轴内部，与空心轴可转动连接；所述变速机构包括磁流变装置、电磁失电制动器和行星齿轮机构；所述行星齿轮机构包括行星架、齿圈、中心轮以及若干个行星轮，中心轮和行星轮设置在齿圈内部，所述行星轮分别与齿圈、中心轮相互啮合，所述行星架与行星轮连接，所述空心轴通过固定盘与齿圈固定连接；所述动力设备通过动力输入轴与中心轮驱动连接，所述驱动轮与行星架连接；所述磁流变装置、电磁失电制动器可转动安装在空心轴上，分布在动力设备与行星齿轮机构之间，磁流变装置、电磁失电制动器可通过控制行星齿轮机构的转动速度，进而调节驱动轮的转动速度。
进一步的，所述磁流变装置包括第一壳体，所述第一壳体内部设置有第一励磁线圈、制动盘和磁流变液；所述制动盘与空心轴固定连接；当第一励磁线圈通电后产生磁场时，磁流变液形成具有一定粘度的液体，对制动盘产生一定的限制作用，进而限制空心轴和齿圈的转动，从而实现调节驱动轮转速的作用。
进一步的，所述第一壳体包括密封端盖和隔磁套，所述密封端盖与隔磁套通过螺栓固定连接。
进一步的，所述电磁失电制动器包括第二壳体，所述第二壳体内部设置有弹簧、第二励磁线圈、衔铁和摩擦盘组件；所述第二励磁线圈固定安装在第二壳体内，所述弹簧设置在第二励磁线圈两侧，弹簧与衔铁连接，所述摩擦盘组件固定在衔铁上，摩擦盘组件与固定盘相对；当第二励磁线圈通电后产生磁场时，对衔铁产生引力，衔铁向着靠近第二励磁线圈的方向移动，弹簧被压缩而产生形变，此时摩擦盘组件与固定盘不接触，齿圈可以自由转动；当第二励磁线圈不产生磁场时，弹簧复原，弹簧推动衔铁向着远离第二励磁线圈的方向移动，衔铁带动摩擦盘组件移动，使摩擦盘组件与固定盘接触，并压紧固定盘，齿圈被固定锁止。
进一步的，还设置有联轴器，所述动力设备通过联轴器与动力输入轴连接。
进一步的，所述动力设备为三相异步电机。
本发明的有益效果是：
1)本发明提供的转向差速驱动装置，通过磁流变装置和电磁失电制动器为齿圈提供可变的制动力矩，以双驱动机械—堆垛机为例，在堆垛机转弯时，可以根据需要减小到达转弯处的驱动装置的速度，使得前后两个驱动装置产生差速，相较于前后无差速转向的堆垛机，消除了转向的功率循环，运行更为平稳，效率更高，更加有利于巷道堆垛机的高速作业；
2)本发明提供的转向差速驱动装置，行星齿轮机构可作为减速机，实现减速功能；
3)本发明提供的转向差速驱动装置，不仅通过便捷高效的电磁技术对齿圈实现了制动锁止，还使用新型材料—磁流变液实现近乎柔性的制动力矩调节，大大减小了机械作业时的载荷冲击。
附图说明
图1是本发明实施例的总体结构示意图；
图2是本发明实施例去除行星齿轮机构外的密封盖组件后的结构示意图；
图3是本发明实施例转向差速驱动装置剖面示意图；
图4是本发明实施例电磁失电制动器剖面示意图；
图5是本发明实施例磁流变装置剖面示意图；
附图中的标记为：
1、动力设备；2、联轴器；3、磁流变装置；4、密封盖；5、驱动轮；6、空心轴；7、电磁失电制动器；8、固定盘；9、行星齿轮机构；10、行星架；11、第一励磁线圈；12、第一壳体；13、动力输入轴；14、制动盘；15、线圈垫座；16、隔磁套；17、行星轮；18、中心轮；19、齿圈；20、摩擦盘组件；21、衔铁；22、第二励磁线圈；23、第二壳体；24、弹簧；25、密封端盖。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1～5，本发明实施例提供一种用于双驱动机械的转向差速驱动装置，包括驱动机构、变速机构和动力传输结构；所述驱动机构包括驱动轮5和动力设备1，所述动力设备1为三相异步电机；所述动力传输结构包括动力输入轴13和空心轴6，动力输入轴13设置在空心轴6内部，与空心轴6可转动连接；所述变速机构包括磁流变装置3、电磁失电制动器7和行星齿轮机构9；所述行星齿轮机构9包括行星架10、齿圈19、中心轮18以及若干个行星轮17，中心轮18和行星轮17设置在齿圈19内部，所述行星轮17分别与齿圈19、中心轮18相互啮合，所述行星架10与行星轮17连接，所述空心轴6通过固定盘8与齿圈19固定连接；所述动力设备1通过联轴器2与动力输入轴13驱动连接，所述动力输入轴13与中心轮18驱动连接，所述驱动轮5与行星架10连接；所述磁流变装置3、电磁失电制动器7可转动安装在空心轴6上，分布在动力设备1与行星齿轮机构9之间，磁流变装置3、电磁失电制动器7可通过控制行星齿轮机构9的转动速度，进而调节驱动轮5的转动速度。
本发明实施例中，所述磁流变装置3包括第一壳体12，所述第一壳体12内部设置有第一励磁线圈11、制动盘14和磁流变液；所述制动盘14与空心轴6固定连接；当第一励磁线圈11通电后产生磁场时，磁流变液形成具有一定粘度的液体，对制动盘14产生一定的限制作用，进而限制空心轴6和齿圈19的转动，从而实现调节驱动轮5转速的作用；所述第一壳体12包括密封端盖25和隔磁套16，所述密封端盖25与隔磁套16通过螺栓固定连接。
本发明实施例中，所述电磁失电制动器7包括第二壳体23，所述第二壳体23内部设置有弹簧24、第二励磁线圈22、衔铁21和摩擦盘组件20；所述第二励磁线圈22固定安装在第二壳体23内，所述弹簧24设置在第二励磁线圈22两侧，弹簧24与衔铁21连接，所述摩擦盘组件20固定在衔铁21上，摩擦盘组件20与固定盘8相对；当第二励磁线圈22通电后产生磁场时，对衔铁21产生引力，衔铁21向着靠近第二励磁线圈22的方向移动，弹簧24被压缩而产生形变，此时摩擦盘组件20与固定盘8不接触，齿圈19可以自由转动；当第二励磁线圈22不产生磁场时，弹簧24复原，弹簧24推动衔铁21向着远离第二励磁线圈22的方向移动，衔铁21带动摩擦盘组件20移动，使摩擦盘组件20与固定盘8接触，并压紧固定盘8，齿圈19被固定锁止。
本发明实施例的原理及应用过程：
本装置包括两组驱动设置(三相异步电机和驱动轮)，通过磁流变装置3、电磁失电制动器4实现变速功能。
(1)当需要差速工作时：
三相异步电机输入动力不变，磁流变装置3中的第一励磁线圈11进行通电，产生磁场，磁流变液形成具有一定粘度的液体，对制动盘14产生一定的制动力矩，制动力矩通过与齿圈19连接的空心轴6作用于齿圈19上，齿圈19只能以规定的转速转动，磁流变装置3的制动力矩可以由输入电流大小调节，所以齿圈19的转速也是可以调节的，这就意味着齿圈19分得的功率可以调节，因此，由行星架10输出的功率大小也间接得到了调节，驱动轮5的转速也就得到了调节。
电磁失电制动器7中的第二励磁线圈22进行通电，产生磁场，第二励磁线圈22对衔铁21产生引力，衔铁21向着靠近第二励磁线圈22的方向移动，弹簧24被压缩而产生形变，此时摩擦盘组件20与固定盘8不接触，电磁失电制动器7对齿圈19不产生阻碍作用，齿圈19可以自由转动。
(2)当不需要差速工作时：
三相异步电机通过联轴器2将动力传递至动力输入轴13，动力输入轴13将动力传入行星齿轮机构9。
磁流变装置3中的第一励磁线圈11不进行通电，不产生磁场，此时磁流变液呈现牛顿流体特性，对制动盘14不产生限制作用，进而对空心轴6和行星齿轮机构9均无限制作用。
电制动器7中的第二励磁线圈22不进行通电，不产生磁场，弹簧24复原，弹簧24推动衔铁21向着远离第二励磁线圈22的方向移动，衔铁21带动摩擦盘组件20移动，使摩擦盘组件20与固定盘8接触，并压紧固定盘8，摩擦盘20为齿圈19提供摩擦阻力矩，此时齿圈19被固定锁止，行星齿轮机构9作为减速机使用，由中心轮18接收动力输入轴13传递的动力，再由行星架10输出至驱动轮5上。
需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
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