连续可变的行星变速器制造技术

一种变速器(10)包括太阳轮(1)、行星轮架(4)、具有第一旋转轴(41)以及不与该第一旋转轴平行的第一侧面(31)的第一行星轮(21)和环(3)。当针对恒定的传动比而言所述第一行星轮(21)和所述环(3)之间有相对移动时，所述第一行星轮(21)和所述环(3)之间的动力传动力，公式(I)，限定了平面(55)。变速器(10)包括滚动装置(15)，该滚动装置用于允许所述环(3)和所述第一行星轮(21)之间的沿着与所述平面(55)垂直的平移方向(65)的平移移动，使得可得到不同的传动比，该不同的传动比对应于所述第一侧面(31)和所述环(3)之间的沿着所述平移方向(65)的不同联接点(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及连续可变的变速器或连续可变的传动系。更具体地，本专利技术涉及行星轮或周转齿轮式连续可变的变速器。
技术介绍
US2013/0296096A1公开了一种连续可变的变速器。在这个传动系中，存在联接到输入轴并且通过输出盘分离的两个输入盘。在各输入盘和输出盘之间设置用于允许输入盘和输出盘之间的联接的辊。通过使这些辊的取向相对于输入轴并且相对于输入盘和输出盘变化，实现传动比的变化。需要用复杂机构(包括例如液压反作用活塞)以有效且稳健的方式来改变辊的取向。此机构的价格高。为了允许输入盘和输出盘之间进行有效的转矩传输，需要施加高压力，使辊、输入盘和输出盘之间具有所需的牢固且紧密的接触。例如，通过设置在传动系一端得液压缸对输入盘中的一个的外表面施加此高压力。此液压缸需要某种流体。这样增加了传动系及其维护的复杂度。这样还增加了传动系的成本。由于此高压力，导致不可有传动比的静态变化。传动比的静态变化意指当输入轴(进而输入盘)和输出盘不旋转时传动比的变化。为了改变辊的取向，输入盘和输出盘必须旋转。这个传动系的另一个缺点在于，因为用于移动辊的取向的复杂系统并且因为这些辊，所以难以使该传动系小型化。最后，这个传动系是笨重的。WO2007/061993A2公开了被本领域的技术人员称为“技术”的一种行星轮式连续可变的变速器。该变速器包括总体上充当变速器的输入和输出的两个环。起到行星变速器的行星轮的作用的球体联接到这两个环并且能够绕着旋转轴进行旋转。这个旋转轴的取向可被修改。例如，联接到这些球体的一个或更多个惰轮(行星变速器的太阳轮)可平移，从而对球体的旋转轴的取向进行修改。这导致在输入环和输出环之间具有不同的传动比，该传动比取决于球体的旋转轴的取向。为了改变传动比，即，为了改变球体的取向，球体必须旋转，以允许克服联接球体和环的摩擦力，而不使变速器受损。因此，不可能在变速器的输入处于静态时改变传动比。换句话讲，变速器不是静态的行星轮式连续可变的变速器。对于某些应用，期望传动比的静态变化。对于假体中(例如，踝关节假体中)使用的可变变速器的情况，尤其如此。事实上，如公开出版物“VariableStiffnessActuatorBasedonInfinitelyVariableTransmission：ApplicationtoanActiveAnkleProsthesis(Everarts,D.etal.)”中说明的，当使用连续可变的变速器时，此假体的能量效率增加。这个变速器必须是紧凑的并且能够在整个步态周期期间(甚至在步态周期的阶段期间)改变传动比，在步态周期中，踝关节速率是零，即，假体没有在移动。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种静态的连续可变的变速器。为此目的，专利技术人提出了一种连续可变的行星变速器，该连续可变的行星变速器包括：-太阳轮；-行星轮架；-第一行星轮，该第一行星轮机械联接到所述行星轮架和所述太阳轮，具有第一旋转轴，并且不具有与所述第一旋转轴平行的第一侧面；-环，该环通过所述第一行星轮联接到所述太阳轮和所述行星轮架；所述行星轮架和所述第一行星轮被构造成，使得能够在所述行星轮架和所述第一行星轮进行绕着所述第一旋转轴的相对旋转移动；所述连续可变的行星变速器被构造成，使得当针对所述连续可变的行星变速器的恒定传动比而言所述第一行星轮和所述环之间有相对移动时，所述环和所述第一侧面之间的联接点能够遵循平面中的平面曲线。本专利技术的所述连续可变的行星变速器的特征在于，其包括滚动装置，所述滚动装置用于允许所述环和所述第一行星之间的沿着与所述平面垂直的平移方向的平移移动，使得所述连续可变的行星变速器给出不同的传动比，所述不同的传动比对应于所述第一行星轮的所述第一侧面和所述环之间的沿着所述平移方向的不同联接点。滚动装置因此在第一行星轮和环之间的力传输方向上是刚性的并且在垂直方向上是自由的(即，沿着所述平移方向是自由的)。换句话讲，滚动装置在第一行星轮和环之间的作用力传输方向上是刚性的并且自由地在与所述作用力的传输方向垂直的方向上滚动。因此，可以沿着这个平移方向静态地改变第一行星轮(或其第一侧面)和环之间的联接点的位置，以改变第一行星轮和环之间的传动比。本专利技术的变速器因此是静态的连续可变额变速器。由于使用滚动装置，一个方向(第一行星和环之间的作用力的传输方向)上的摩擦高并且垂直方向上(即，沿着平移方向)的摩擦低。第一侧面不与第一旋转轴平行。此特征是本领域的技术人员已知的。因此，所述第一侧面和所述第一旋转轴之间的最小距离沿着所述第一旋转轴是不恒定的。还可以说，第一旋转轴与所述第一侧面的所有法向矢量不垂直。或者等同地，第一旋转轴不与所述第一侧面的所有正切平面平行。相对于US2013/0296096A1，本专利技术的变速器具有以下优点。可以静态改变传动；这对于US2013/0296096A1的变速器而言是不可以的。另外，用US2013/0296096A1的变速器，不可以在低速下改变传动比。事实上，这个变速器使用被本领域的技术人员命名为“牵引流体”的流体。为了使该牵引流体正确工作，不同元件必须十分快速地移动。对于通常不需要此“牵引流体”的本专利技术的变速器而言，不是这样的情况。因此，本专利技术的变速器允许在低速下改变传动比。对于只需要第一行星轮和环之间有平移移动的本专利技术而言，传动比的改变更简单。用US2013/0296096A1的变速器，不同辊(通常，六个辊)的取向必须同步。US2013/0296096A1的变速器还需要在输入盘、辊和输出盘之间施加大压力。这样增加了成本。本专利技术的变速器比US2013/0296096A1的变速器更紧凑。在US2013/0296096A1的变速器中，允许修改辊取向的系统没有沿着变速器的主轴定位。此外，输入轴和输出轴没有对准，从而另外增加了变速器所需的大小。本专利技术的变速器不需要液压系统；它是纯机械装置。因此，本专利技术更简单。本专利技术的变速器表现出比其他变速器更高的能量效率，特别地，比WO2007/061993A2和US2013/0296096A1中公开的变速器高的能量效率。为了用本专利技术的变速器改变传动比，不需要克服摩擦力(诸如，在技术的球体和环之间存在的摩擦力)。事实上，本专利技术的变速器的滚动装置允许当传动比变化时进行滚动而非滑动。另外，本专利技术的变速器的旋转元件可表现出比WO2007/061993A2和US2013/0296096A1的变速器的旋转元件低的惯性。这样允许旋转速度随着能量减小而快速变化。低成本的滚动装置可用于本专利技术的变速器。这带来比技术便宜的变速器。本专利技术的变速器也比技术简单，从而进一步降低了其制造成本。本专利技术的变速器中使用的结构不比技术中使用的结构复杂。本专利技术的变速器不需要传输转矩的流体，与例如技术相反。本专利技术的变速器不需要不同元件之间的同步，与例如技术相反。出于这些不同原因，本专利技术的变速器更简单。相对于经典的行星变速器，本专利技术中的行星变速器均由允许传动比连续变化的优点。优选地，滚动装置联接到环。优选地，第一行星轮的第一侧面是所述第一行星轮的第一外部侧面。优选地，本专利技术的变速器包括至少一个滚珠丝杠，滚珠丝杠用于控制并且精确地得知第一行星轮和环之间的相对位置。更优选地，本专利技术的变速器包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续可变的行星变速器(10)，该连续可变的行星变速器包括：‑太阳轮(1)；‑行星轮架(4)；‑第一行星轮(21)，该第一行星轮：○机械联接到所述行星轮架(4)和所述太阳轮(1)，○具有第一旋转轴(41)，○具有不与所述第一旋转轴(41)平行的第一侧面(31)；‑环(3)，该环通过所述第一行星轮(21)联接到所述太阳轮(1)和所述行星轮架(4)；所述行星轮架(4)和所述第一行星轮(21)被构造成，使得能够在所述行星轮架(4)和所述第一行星轮(21)之间进行绕着所述第一旋转轴(41)的相对旋转移动；所述连续可变的行星变速器(10)被构造成，使得当针对所述连续可变的行星变速器(10)的恒定传动比而言所述第一行星轮(21)和所述环(3)之间有相对移动时，所述环(3)和所述第一侧面(31)之间的联接点(8)能够遵循一平面(55)中的平面曲线(50)；其特征在于，所述连续可变的行星变速器(10)包括滚动装置(15)，所述滚动装置(15)用于允许所述环(3)和所述第一行星轮(21)之间的沿着与所述平面(55)垂直的平移方向(65)的平移移动，使得所述连续可变的行星变速器(10)给出不同的传动比，所述不同的传动比对应于所述第一行星(21)的所述第一侧面(31)和所述环(3)之间的沿着所述平移方向(65)的不同联接点(8)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.05 GB 1407887.71.一种连续可变的行星变速器(10)，该连续可变的行星变速器包括：-太阳轮(1)；-行星轮架(4)；-第一行星轮(21)，该第一行星轮：○机械联接到所述行星轮架(4)和所述太阳轮(1)，○具有第一旋转轴(41)，○具有不与所述第一旋转轴(41)平行的第一侧面(31)；-环(3)，该环通过所述第一行星轮(21)联接到所述太阳轮(1)和所述行星轮架(4)；所述行星轮架(4)和所述第一行星轮(21)被构造成，使得能够在所述行星轮架(4)和所述第一行星轮(21)之间进行绕着所述第一旋转轴(41)的相对旋转移动；所述连续可变的行星变速器(10)被构造成，使得当针对所述连续可变的行星变速器(10)的恒定传动比而言所述第一行星轮(21)和所述环(3)之间有相对移动时，所述环(3)和所述第一侧面(31)之间的联接点(8)能够遵循一平面(55)中的平面曲线(50)；其特征在于，所述连续可变的行星变速器(10)包括滚动装置(15)，所述滚动装置(15)用于允许所述环(3)和所述第一行星轮(21)之间的沿着与所述平面(55)垂直的平移方向(65)的平移移动，使得所述连续可变的行星变速器(10)给出不同的传动比，所述不同的传动比对应于所述第一行星(21)的所述第一侧面(31)和所述环(3)之间的沿着所述平移方向(65)的不同联接点(8)。2.根据权利要求1所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述第一行星轮(21)具有平滑的第一侧面(31)。3.根据前述权利要求中任一项所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述滚动装置(15)包括辊，所述辊中的每个能够绕着与所述平移方向(65)垂直的辊轴(16)滚动。4.根据权利要求3所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述辊具有空竹形状。5.根据前述权利要求中任一项所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述第一旋转轴(41)相对于所述平移方向(65)具有45°的倾角。6.根据前述权利要求中任一项所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述第一行星轮(21)具有正圆锥形状。7.根据权利要求1至5中任一项所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述第一行星轮(21)具有截头正圆锥形状。8.根据权利要求6或7所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述正圆锥或所述截头正圆锥具有90°的孔径角。9.根据前述权利要求中任一项所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述连续可变的行星变速器包括用于联接所述第一行星轮(21)和所述太阳轮(1)的锥齿轮机构。10.根据前述权利要求中任一项所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述第一行星轮(21)绕着与所述第一旋转轴(41)平行的轴安装，沿着所述轴具有平移自由度。11.根据前述权利要求中的任一项所述的连续可变的行星变速器(10)，其特征在于，所述连续可变的行星变速器包...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·埃费拉茨，B·德埃，R·龙泽，
申请(专利权)人：鲁汶大学，
类型：发明
国别省市：比利时;BE