电磁驱动控制多自由度轮系无级自动变速装置由电磁驱动控制系、多自由度复合轮系两部分组成，电磁驱动控制系由电磁驱动及定比机械传动机构构成,多自由度复合轮系由至少一套基本差动轮系和机械传动机构构成的自由度是W(W>1)的复合轮系，通过电磁驱动控制系的机械传动机构和多自由度复合轮系的转矩转速倍增作用，损耗小能量，把电磁驱动的无级自动变速特点放大，使变速装置达到高效率传递大转矩的无级自动变速目的。级自动变速目的。级自动变速目的。
【技术实现步骤摘要】
电磁驱动控制多自由度轮系无级自动变速装置
[0001]
[0002]本专利技术涉及机械传动变速和电磁驱动，尤其涉及无级自动变速。
技术介绍
[0003]现在广泛采用多个行星排组合成的多自由度复合轮系变速传动(自由度为W,W>1)，为了能实现变速且传递大转矩，需要设置若干个控制元件(制动器和离合器)，其控制元件数m>W
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1，使该组合轮系变速传动的控制过程变得很复杂。
[0004]直接使用电磁驱动或电磁阻尼技术虽能在一定程度上达到无级自动变速，但不能传递较大的转矩转速，效率极低，在传动变速领域没有实用价值。
[0005]现有的变速器中，手动变速器需要手动换挡且容易产生顿挫感，在城市道路上频繁换挡，驾驶员容易疲劳；液力自动变速箱加速时有顿挫感，油耗较高，维护成本高；CVT变速箱不能承受较大的转矩，只适用于中小排量的家用车；双离合变速箱技术复杂，故障率高，低速时顿挫严重；液力自动变速箱、CVT变速箱、双离合变速箱的结构复杂，需要电子线路、液压线路等控制。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种不需要电子线路、液压线路控制的，结构简单且能高效率传递大转矩而无顿挫感的的无级自动变速装置。
[0007]本专利技术所提供的方案是：电磁驱动控制多自由度轮系无级自动变速装置由电磁驱动控制系、多自由度复合轮系两部分组成：电磁驱动控制系，由电磁驱动及定比机械传动机构组成，电磁驱动由能产生磁场的磁极转子和处于磁极转子的磁场中能形成电流的导体转子构成，导体转子和磁极转子作接近且不接触的相对转动，磁极转子与电磁驱动控制系的输入件之间以定比机械传动机构联接，导体转子与电磁驱动控制系的输出件之间以定比机械传动机构联接；多自由度复合轮系，由至少一套基本差动轮系和机械传动机构构成的自由度是W(W>1)的复合轮系，选取2个承受外载荷的运动基本构件作为多自由度复合轮系的输入输出件，选取W
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1个除输入输出件外的承受外载荷的运动基本构件作为多自由度复合轮系的控制件；多自由度复合轮系的W
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1个控制件与对应的电磁驱动控制系的输出件联接，电磁驱动控制系的输入件与多自由度复合轮系的输入件或者输出件或者机座联接，多自由度复合轮系的输入输出件是电磁驱动控制多自由度轮系无级自动变速装置的动力输入输出件。
[0008]本专利技术所述的电磁驱动控制多自由度轮系无级自动变速装置(以下简称为变速装置)的原理是：自由度是W(W>1)的多自由度复合轮系的W
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1个控制件，通过W
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1个电磁驱动控制系
的输出件经电磁驱动控制系的输入件与变速装置的输入件或者输出件或者机座联接后，在电磁驱动能传递转矩转速时，变速装置的自由度则为1，变速装置就能传递转矩转速。
[0009]在电磁驱动控制系的电磁驱动中，导体转子和磁极转子相对转动时，导体转子的闭合导体会产生感应电流，这一电流又将受到磁极转子磁场的作用而阻碍两者的相对转动，从而使导体转子和磁极转子受到大小相等方向相反的转矩作用，转矩的大小正比于磁体的磁感应强度，相对转速等物理量，相对转速越大，受到的转矩就越大。当变速装置的输入件的转速不变，而变速装置的输出件受到阻力转矩作用转速降低时，导体转子和磁极转子的相对转速增加，使导体转子和磁极转子受到的阻力转矩增加，在导体转子和磁极转子串联的机械传动机构的增矩作用下，多自由度复合轮系的控制件和变速装置输入件上的阻力转矩也随着增加，在变速装置输入件的输入转矩和多自由度复合轮系控制件的阻力转矩共同作用下，变速装置输出件的输出转矩也增加。变速装置输出件的阻力转矩连续变化时，变速装置输出件的转速也连续变化，输出件的输出转矩也随着连续变化，从而达到通过电磁驱动控制多自由度轮系实现无级变速大转矩输出的目的。
[0010]在变速装置输入件的转速不变的情况下，不需要其他的控制线路或控制件就能实现无级变速，达到了自动控制。
[0011]由以上阐述说明了通过电磁驱动控制多自由度轮系能够实现无级自动变速大转矩输出的目的。用一句话概述变速装置的原理：通过电磁驱动控制系的机械传动机构和多自由度复合轮系的转矩转速倍增作用，损耗小能量，把电磁驱动的无级自动变速特点放大，使变速装置达到高效率传递大转矩的无级自动变速目的。在具体实施例里再较详细证明根据上述原理本专利技术能实现结构简单的无级自动变速。
[0012]在本专利技术所提供的方案中，一般情况下，多自由度复合轮系采用二自由度复合轮系。
[0013]在本专利技术所提供的方案中，多数情况下，多自由度复合轮系的基本差动轮系采用2K
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H型差动轮系。
[0014]在本专利技术所提供的方案中，磁极转子是由轴承支撑的永磁体或者电磁体构成的旋转体，导体转子是由轴承支撑的整体导体或者闭合导电线圈构成的旋转体。在电磁驱动的最大转矩需要大转矩时选用电磁体产生磁场，在最大转矩是中小转矩时选用永磁体或电磁体产生磁场。电磁驱动的导体转子，在电磁驱动最大转矩是小转矩时选用整体导体或者闭合导电线圈，在最大转矩是大中转矩时选用闭合导电线圈。
[0015]在本专利技术所提供的方案中，电磁驱动可以采用电枢磁极两转子发电机
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不管是电枢旋转式还是磁极旋转式的发电机，把发电机的定子制造成绕转子轴转动能传递转矩的转子，这样的发电机就有了电枢转子和磁极转子两转子，根据两者的内外位置关系把两转子又称为内转子和外转子。
[0016]在本专利技术所提供的方案中， 电磁驱动控制系和多自由度复合轮系中的机械传动机构一般采用轮系传动、链条传动、皮带传动、蜗轮蜗杆传动、万向节传动、联轴器传动、花键传动等。
[0017]在本专利技术所提供的方案中，多自由度复合轮系的轮之间可以用齿轮或者摩擦轮传递转矩转速，绝大多数采用齿轮传递转矩转速。
[0018]在本专利技术所提供的方案中，电磁驱动控制系的输入件与输出件可以互换，多自由
度复合轮系的输入件与输出件可以互换，变速装置的输入件与输出件可以互换，即输入端变为输出端，输出端变为输入端，输入端与输出端互换时，相应的机械传动机构的传动比改变，但各部分的联接关系不变。
[0019]在本专利技术所提供的方案中，电磁驱动在与其他构件联接时，电磁驱动的磁极转子与导体转子可以互换，电磁驱动的内转子与外转子可以互换，两转子互换是交换联接位置，互换是等效的。
[0020]在本专利技术所提供方案的所有组合中，任何一种组合方案都能实现大转矩无级自动变速输出的目的，为了提高效率、减轻变速装置的重量、提高经济性，优选组合作为常用方案。
[0021]电磁驱动控制系中，电磁驱动采用电枢磁极两转子发电机，以可调阻抗连接发电机的电压输出端，电枢磁极两转子发电机的磁感应强度可调，电枢转子的闭合线圈匝数可变，电枢磁极两转子发电机的外转子与电磁驱动控制系的输出件之间以定比机械传动机构联接，电枢磁极两转子发电机的内转子与电磁驱动控制系的输本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.电磁驱动控制多自由度轮系无级自动变速装置由电磁驱动控制系、多自由度复合轮系两部分组成，其特征在于：电磁驱动控制系，由电磁驱动及定比机械传动机构组成，电磁驱动由能产生磁场的磁极转子和处于磁极转子的磁场中能形成电流的导体转子构成，导体转子和磁极转子作接近且不接触的相对转动，磁极转子与电磁驱动控制系的输入件之间以定比机械传动机构联接，导体转子与电磁驱动控制系的输出件之间以定比机械传动机构联接；多自由度复合轮系，由至少一套基本差动轮系和机械传动机构构成的自由度是W(W>1)的复合轮系，选取2个承受外载荷的运动基本构件作为多自由度复合轮系的输入输出件，选取W
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1个除输入输出件外的承受外载荷的运动基本构件作为多自由度复合轮系的控制件；多自由度复合轮系的W
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1个控制件与对应的电磁驱动控制系的输出件联接，电磁驱动控制系的输入件与多自由度复合轮系的输入件或者输出件或者机座联接，多自由度复合轮系的输入输出件是电磁驱动控制多自由度轮系无级自动变速装置的动力输入输出件。2.如权利要求1所述电磁驱动控制多自由度轮系无级自动变速装置，其特征在于：电磁驱动控制系中，电磁驱动采用电枢磁极两转子发电机，以可调阻抗连接发电机的电压输出端，电枢磁极两转子发电机的磁感应强度可调，电枢转子的闭合线圈匝数可变，电枢磁极两转子发电机的外转子与电磁驱动控制系的输出件之间以定比机械传动机构联接，电枢磁极两转子发电机的内转子与电磁驱动控制系的输入件之间以定比机械传动机构联接；多自由度复合轮系，采用由至少一套基本的2K
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H型差动轮系和定比机械传动机构构成的自由度是2的复合轮系，选取二自由度复合轮系的3个承受外载荷的运动基本构件作为二自由度复合轮系的输入件、输出件、控制件；电磁驱动控制系的输入件与二自由度复合轮系的输入...
【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，
申请(专利权)人：周伟，
类型：发明
国别省市：
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