[发明专利]水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法

说明书

本发明公开了一种用于水下潜行器的电机两挡自动变速器及换挡方法，包括箱体以及均安装在该箱体内输入轴、传动机构、换挡操纵机构和输出轴，其中，所述输入轴和输出轴同轴设置；所述传动机构包括可转动地安装在输入轴上的内齿圈以及设置在输入轴一端的N级行星轮系，每级所述行星轮系均具有一个行星架、一个太阳轮和M个行星轮，其中，传动机构采用执行电机带动推动块。采用本发明提供的水下潜行器电机两挡自动变速器，结构新颖，易于实现，体积小巧、紧凑，具有大传动比(大于10)，实现两挡自动变速，能够避免换挡卡滞的问题，满足水下潜行器的使用和装配要求。

技术领域

本发明属于变速系统技术领域，具体涉及一种水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法。

背景技术

水下潜行器多是用于地下水系、地上河流以及海洋等区域的科学研究，潜水器一般搭载很多现代高科技海洋仪器，承担地理、生物等多方面信息的数据收集工作。因此，水下潜行器留给自身动力系统的空间极其有限，并且，水下潜行器由于其需要适应于特殊的工作环境，要求自身的变速系统具有大传动比，通常要求传动比达到10以上。

现有的变速器难以同时满足体积小和大传动比(大于10)，并且，换挡过程容易发生卡滞，换挡可靠性差，严重阻碍了水下潜行器的发展，解决以上问题成为当务之急。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法，其体积小巧紧凑且具有大传动比(大于10)，能够避免换挡卡滞的问题。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种水下潜行器电机两挡自动变速器，包括箱体，其要点在于：在所述箱体内设有输入轴、传动机构、换挡操纵机构和输出轴，其中，所述输入轴和输出轴同轴设置；所述传动机构包括可转动地安装在输入轴上的内齿圈以及设置在输入轴一端的N级行星轮系，每级行星轮系的行星架上均一体成型有与输入轴同轴的转动轴，第一级行星轮系的太阳轮固套在所述输入轴上，其余各个太阳轮分别固套在上一级行星架的转动轴上，最后一级行星架的转动轴与输出轴固定连接或一体设置，所述内齿圈的内壁具有N圈环形齿，每圈环形齿分别与对应一级行星轮系的全部行星轮啮合；所述换挡操纵机构包括花键套、结合套、连接套以及执行组件，其中，所述花键套固套在输入轴上，所述结合套固定在箱体的内壁上，所述连接套与内齿圈同步转动，并可沿内齿圈轴向滑动，所述执行组件包括推动环以及执行电机，所述执行电机固定在箱体上，其电机轴均穿过推动环，并与推动环螺纹配合，所述推动环和连接套之间安装有转动轴承，当推动环处于第一位置时，连接套与结合套结合，当推动环处于第二位置态时，连接套与花键套结合。

采用以上结构，其中N为正整数，通过将输入轴和输出轴设置在同一条直线上，相较于平行设置的输入轴和输出轴，不仅结构紧凑，大幅缩小了整体体积，而且配合内齿圈和行星轮系，能够实现大传动比(大于10)，另外，通过执行组件能够实现两挡自动变速，即高低传动比的自动切换；其中，执行电机的电机轴为丝杆结构，且推动环上具有与电机轴螺纹配合的内螺纹孔，实现丝杆螺母配合，使执行电机能够稳定可靠地控制推动环的行程，以精确控制连接套，使连接套与结合套或花键套结合，实现快速、准确地换挡，避免换挡卡滞，并且，通过转动轴承的设计，使连接套能够顺畅地相对推动环转动，大幅减小了摩擦。

作为优选：所述箱体包括同轴设置的前箱体和后箱体，其中，所述结合套固定于前箱体和后箱体之间，该结合套的外径与前箱体和后箱体的外径相等，N级所述行星轮系均位于后箱体的内部。采用以上结构，分体式的箱体设计以便于内部部件的装配，并且，前箱体和后箱体均通过螺钉与结合套连接，结构简单，稳定可靠，易于实现，成本低廉。