1.一种水下潜行器电机两挡自动变速器,包括箱体(1),其特征在于:在所述箱体(1)内设有输入轴(2)、传动机构(3)、换挡操纵机构(4)和输出轴(5),其中,所述输入轴(2)和输出轴(5)同轴设置;
所述传动机构(3)包括可转动地安装在输入轴(2)上的内齿圈(31)以及设置在输入轴(2)一端的N级行星轮系(32),每级行星轮系(32)的行星架(321)上均一体成型有与输入轴(2)同轴的转动轴(321a),第一级行星轮系(32)的太阳轮(322)固套在所述输入轴(2)上,其余各个太阳轮(322)分别固套在上一级行星架(321)的转动轴(321a)上,最后一级行星架(321)的转动轴(321a)与输出轴(5)固定连接或一体设置,所述内齿圈(31)的内壁具有N圈环形齿(314),每圈环形齿(314)分别与对应一级行星轮系(32)的全部行星轮(323)啮合;
所述换挡操纵机构(4)包括花键套(41)、结合套(42)、连接套(43)以及执行组件(44),其中,所述花键套(41)固套在输入轴(2)上,所述结合套(42)固定在箱体(1)的内壁上,所述连接套(43)与内齿圈(31)同步转动,并可沿内齿圈(31)轴向滑动,所述执行组件(44)包括推动环(442)以及执行电机(441),所述执行电机(441)固定在箱体(1)上,其电机轴(441a)穿过推动环(442),并与推动环(442)螺纹配合,所述推动环(442)和结合套(42)滑动配合,并与连接套(43)之间安装有转动轴承(45),当推动环(442)处于第一位置时,连接套(43)与结合套(42)结合,当推动环(442)处于第二位置态时,连接套(43)与花键套(41)结合。
2.根据权利要求1所述的水下潜行器电机两挡自动变速器,其特征在于:所述箱体(1)包括同轴设置的前箱体(11)和后箱体(12),其中,所述结合套(42)固定于前箱体(11)和后箱体(12)之间,该结合套(42)的外径与前箱体(11)和后箱体(12)的外径相等,N级所述行星轮系(32)均位于后箱体(12)的内部,需要指出的是,N为正整数。
3.根据权利要求2所述的水下潜行器电机两挡自动变速器,其特征在于:所述结合套(42)呈圆筒形,该结合套(42)的后端具有沿径向向内凸出的结合凸起(421),各个相邻所述结合凸起(421)之间分别形成结合槽(422),所述连接套(43)的后端均匀分布有沿轴向向后凸出且与结合槽(422)相适应的第一卡爪部(431),当连接套(43)的各个第一卡爪部(431)嵌入对应的结合槽(422)后,各个第一卡爪部(431)能够与对应的结合凸起(421)抵接。
4.根据权利要求3所述的水下潜行器电机两挡自动变速器,其特征在于:所述电机轴(441a)的外端可转动地支承在对应结合凸起(421)端面上的转动安装孔(425)中。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的水下潜行器电机两挡自动变速器,其特征在于:
所述花键套(41)呈圆盘形,该花键套(41)的外缘均匀分布有沿径向向外凸出的限位凸起(411),各个相邻所述限位凸起(411)之间分别形成嵌入槽(412),所述连接套(43)的前端均匀分布有沿轴向向前凸出且与嵌入槽(412)相适应的第二卡爪部(432),当连接套(43)的各个第二卡爪部(432)嵌入对应的嵌入槽(412)后,各个第二卡爪部(432)能够与对应的限位凸起(411)抵接。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的水下潜行器电机两挡自动变速器,其特征在于:
所述内齿圈(31)包括依次连接且同轴设置的第一筒状部(311)、圆盘过渡部(312)和第二筒状部(313),其中,所述第一筒状部(311)和第二筒状部(313)分别位于圆盘过渡部(312)的两侧端面,所述第一筒状部(311)的内径等于圆盘过渡部(312)的内径,并与圆盘过渡部(312)一体成型,所述第二筒状部(313)的外径等于圆盘过渡部(312)的外径,并与圆盘过渡部(312)固定连接;
所述第一筒状部(311)可转动地安装在输入轴(2)上,并位于花键套(41)的后部,在该第一筒状部(311)的外壁上加工有外花键,所述连接套(43)上具有与外花键相适应的内花键,并可沿第一筒状部(311)的轴向滑动;
所述第二筒状部(313)套在N级行星轮系(32)的外部,N圈所述环形齿(314)沿第二筒状部(313)的轴向并排成型于第二筒状部(313)的内壁上。
7.根据权利要求6所述的水下潜行器电机两挡自动变速器,其特征在于:在所述第二筒状部(313)的后端设有沿径向向内延伸的支撑部(315),该支撑部(315)和输出轴(5)之间设置有支撑轴承(6)。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的水下潜行器电机两挡自动变速器,其特征在于:
所述连接套(43)的中部具有台阶限位部(433),该台阶限位部(433)的一侧与转动轴承(45)抵接。
9.根据权利要求1~4中任一项所述的水下潜行器电机两挡自动变速器,其特征在于:
第一级行星轮系(32)的所述太阳轮(322)与输入轴(2)一体成型,其余各个太阳轮(322)分别与上一级行星架(321)一体成型。
10.一种电机两挡自动变速器的换挡方法,其特征在于,按照以下步骤进行:
S1:电机(7)控制输入轴(2)减速,使输入轴(2)的转速n1达到设定值no;
S2:电机(7)断电,使输入轴(2)的转速n1>0,且转矩T=0;
S3:当二挡换一挡时,执行电机(441)通电,电机轴(442)朝一个方向转动;当一挡换二挡时,执行电机(441)通电,电机轴(442)朝另一个方向转动;
S4:检测输入轴(2)的转速n1和输出轴(5)的转速n2:若n1>0,n2=0,则检测返回步骤S3的循环次数nx,若nx<5,则返回步骤S3,若nx=5,则立即报警;当二挡换一挡时,若n1/n2=i1,则进入下一步骤;当一挡换二挡时,若n1/n2=i2,则进入下一步骤;其中,i1为一挡的传动比,i2为二挡的传动比;
S5:电机(7)启动。