[发明专利]可原地旋转的汽车及其应用方法

权利要求书

1.可原地旋转的汽车，其特征是：包括车体、动力装置和差减总成；

车体前端两侧设有两个前轮，车体后端两侧设有两个后轮；动力装置安装在车体中部；差减总成的数量为两套，两套差减总成相对布置在车体的前端和后端，位于车体前端的差减总成用于将动力装置的动力传递至两个前轮，以分别驱动两个前轮独立转动，位于车体后端的差减总成用于将动力装置的动力传递至两个后轮，以分别驱动两个后轮独立转动；

差减总成包括差速器、减速器和动力切换组件；

差速器包括差速器壳、半轴A、半轴B、半轴齿轮A、半轴齿轮B、行星齿轮A、行星齿轮B和行星齿轮轴；差速器壳内从一端至另一端分别设有轴孔A、腔体C和轴孔B，轴孔A、腔体C、轴孔B依次连通，轴孔A和轴孔B的轴心线重合并对称布置在腔体C的两侧，差速器壳中部设有两条沿腔体C对称布置的短轴孔，两条短轴孔的轴心线重合并垂直于轴孔A或轴孔B的轴心线；半轴A的前端可转动安装在差速器壳的轴孔A中，后端伸出在差速器壳的外部，半轴A在前端的外表面上设有滑动路径E；半轴B的前端可转动的安装在差速器壳的轴孔B中，后端伸出在差速器壳的外部；半轴齿轮A、半轴齿轮B、行星齿轮A和行星齿轮B依次啮合而围成一个闭环，并均位于差速器壳的腔体C中，半轴齿轮A和半轴齿轮B分别固定安装在半轴A和半轴B的端部，行星齿轮A和行星齿轮B分别可转动安装在行星齿轮轴上，并在轴向上被定位；行星齿轮轴的两端固定安装在差速器壳的两条短轴孔内，行星齿轮轴的中部位于差速器壳的腔体C中；

减速器包括从动壳体、减速器壳、输入轴、主动齿A、从动齿B、传动套环及锁止套环；从动壳体可转动的安装在差速器壳的外部，并将差速器壳包容在内，并被轴向定位，其两端分别设有滑动路径A和滑动路径B；减速器壳通过轴承安装在从动壳体的外部，并将从动壳体包容在内，减速器壳与从动壳体之间形成齿轮容纳腔，减速器壳的中部设有连通至齿轮容纳腔的轴孔C；输入轴的两端分别为动力传入端和动力传出端，动力传出端可转动的安装在减速器壳的轴孔C中，动力传入端伸出在减速器壳的外部；主动齿A和从动齿B均位于齿轮容纳腔中，主动齿A固定安装在输入轴的动力传出端上；从动齿B固定安装在从动壳体上，并与主动齿A啮合；传动套环套装在差速器壳上，并与差速器壳同步转动，并被轴向定位，其外圆面上设有滑动路径C；锁止套环与减速器壳固定连接，其外圆面上设有滑动路径D；

动力切换组件包括啮合套A和啮合套B；半轴A上的滑动路径E和从动壳体上的滑动路径A依次接续而形成一条连贯的第一滑动总路径；从动壳体上的滑动路径B、传动套环上的滑动路径C、锁止套环上的滑动路径D依次接续而形成一条连贯的第二滑动总路径；啮合套B滑动安装在传动套环上，并可沿第二滑动总路径滑动，进而在第三状态和第四状态之间切换，当啮合套B处在第三状态时，啮合套B同时与传动套环和从动壳体接合，当啮合套B处在第四状态时，啮合套B同时与传动套环和锁止套环接合；啮合套A滑动安装在半轴A上，并可沿第一滑动总路径滑动，进而在第一状态和第二状态之间切换，当啮合套A处在第一状态时，啮合套A仅与半轴A接合，当啮合套A处在第二状态时，啮合套A同时与半轴A和从动壳体接合。

2.如权利要求1所述的可原地旋转的汽车，其特征是：两套差减总成的减速器壳均固定安装在车体上，位于车体前端的差减总成的半轴A和半轴B分别与两个前轮动力关联，位于车体后端的差减总成的半轴A和半轴B分别与两个后轮动力关联；两套差减总成的半轴A相对布置，两套差减总成的半轴B相对布置。

3.如权利要求2所述的可原地旋转的汽车，其特征是：减速器壳的两端分别固定连接有端盖A和端盖B，端盖A和端盖B的中心处分别设有定位孔A和定位孔B，半轴A和半轴B分别通过轴承安装在端盖A的定位孔A和端盖B的定位孔B中；

相应的，锁止套环固定安装在端盖B的定位孔B中。

4.如权利要求3所述的可原地旋转的汽车，其特征是：从动壳体上的滑动路径A和滑动路径B分别为设在从动壳体的两端的花键，传动套环上的滑动路径C为设在传动套环外圆面上的花键，锁止套环上的滑动路径D为设在锁止套环外圆面上的花键，半轴A上的滑动路径E为设在半轴A上的花键。

5.如权利要求4所述的可原地旋转的汽车，其特征是：传动套环与差速器壳通过花键连接，以实现传动套环与差速器之间的同步转动。

6.一种汽车应用方法，基于权利要求2-5中任一项所述的可原地旋转的汽车，其特征是，包括正常行驶应用方法、差速锁定应用方法和原地旋转变向应用方法；

正常行驶应用方法如下：将啮合套A拨动至第一状态，将啮合套B拨动至第三状态；启动动力装置后，动力传递路线为：动力装置-输入轴-主动齿A-从动齿B-从动壳体-啮合套B-传动套环-差速器壳-行星齿轮轴-两个行星齿轮，然后动力分流为两路，一路通过两个行星齿轮与半轴齿轮A的啮合关系，将动力传递至半轴A上，另一路通过两个行星齿轮与半轴齿轮B的啮合关系，将动力传递至半轴B上；从而通过上述两路动力分别驱动半轴A和半轴B转动，进而驱动两个前轮同步同向转动，驱动两个后轮同步同向转动；

本方法中，车体转向行驶时，处于弯道内侧的前轮和处在弯道外侧的前轮之间形成转速差，则位于车体前端的差减总成的差速器自动触发差速功能，以调整位于车体前端的差减总成的半轴A和半轴B的转速与各自对应的前轮的转弯半径相适应；

本方法中，车体转向行驶时，处于弯道内侧的后轮和处在弯道外侧的后轮之间形成转速差，则位于车体后端的差减总成的差速器自动触发差速功能，以调整位于车体后端的差减总成的半轴A和半轴B的转速与各自对应的后轮的转弯半径相适应；

差速锁定应用方法如下：将啮合套A拨动至第二状态，将啮合套B拨动至第三状态；启动动力装置后，动力传递路线为：动力装置-输入轴-主动齿A-从动齿B-从动壳体，然后动力分流为两路，一路通过啮合套A将动力传递至半轴A上，另一路依次通过啮合套B、传动套环、差速器壳、行星齿轮轴、两个行星齿轮、半轴齿轮B，将动力传递至半轴B上；从而通过上述两路动力分别驱动半轴A和半轴B转动，进而驱动两个前轮保持同向、同步、等速转动，驱动两个后轮保持同向、同步、等速转动；

本方法中，设定半轴A的转动角速度为r，则以半轴A为起点向后追溯动力，半轴齿轮A的转动角速度为r，以半轴A为起点向前追溯动力，啮合套A和从动壳体的转动角速度均为r，以从动壳体为起点向后追溯动力，啮合套B、传动套环、差速器壳、行星齿轮轴和两个行星齿轮的转动角速度均为r；由于半轴齿轮A、半轴齿轮B及两个行星齿轮依次啮合而围成一个闭环，在半轴齿轮A和两个行星齿轮的转动角速度均为r的前提下，半轴齿轮B的转动角速度也被限制为r；此时，差速器内部的各部件均不发生相对转动，差速功能不被触发；

原地旋转变向应用方法如下：

将啮合套A拨动至第二状态，将啮合套B拨动至第四状态；启动动力装置后，动力传递路线为：动力装置-输入轴-主动齿A-从动齿B-从动壳体-啮合套A-半轴A-半轴齿轮A-两个行星齿轮-半轴齿轮B-半轴B；半轴A的转动动力传递至半轴B的过程中，由于半轴齿轮A、半轴齿轮B及两个行星齿轮依次啮合的关系，使半轴B与半轴A转向相反，进而驱动两个前轮或两个后轮同步、反向、等速转动，进而带动车体绕其中心点旋转，实现汽车原地转向；

本方法中，两套差减总成的半轴A相对布置，两套差减总成的半轴B相对布置；

上述三种应用方法中，两个行星齿轮为行星齿轮A和行星齿轮B；

上述三种应用方法中，两套差减总成同步动作。