1.一种用于水下潜行器的电机两挡自动变速器,其特征在于:包括箱体(1)以及均安装在该箱体(1)内输入轴(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),每级所述行星轮系(32)均具有一个行星架(321)、一个太阳轮(322)和M个行星轮(323),每个所述行星架(321)上均具有与输入轴(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)包括固定在输入轴(2)上的花键套(41)、位于箱体(1)内壁上的结合套(42)、可沿内齿圈(31)轴向滑动的连接套(43)以及用于驱动连接套(43)的执行组件(44),该执行组件(44)具有第一工作状态和第二工作状态,当执行组件(44)处于第一工作状态时,连接套(43)与结合套(42)结合,当执行组件(44)处于第二工作状态时,连接套(43)与花键套(41)结合。
2.根据权利要求1所述的用于水下潜行器的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),该前箱体(11)的后端与后箱体(12)的前端固定连接,其中,所述换挡操纵机构(4)位于前箱体(11)的内部,N级所述行星轮系(32)均位于后箱体(12)的内部。
3.根据权利要求2所述的用于水下潜行器的电机两挡自动变速器,其特征在于:所述结合套(42)呈圆筒形,并成型于前箱体(11)的后端,该结合套(42)后端的内壁上均匀分布有至少一个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1~3中任一项所述的用于水下潜行器的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。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的用于水下潜行器的电机两挡自动变速器,其特征在于:所述内齿圈(31)包括依次连接且一体成型的第一筒状部(311)、圆盘过渡部(312)和第二筒状部(313);
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)的直径大于第一筒状部(311),该第二筒状部(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。
6.根据权利要求5所述的用于水下潜行器的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)的一侧与圆盘过渡部(312)之间设置有阵列分布的弹性部件(45)。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的用于水下潜行器的电机两挡自动变速器,其特征在于:所述执行组件(44)包括推动环(442)以及至少一个用于推动推动环(442)的电磁铁执行器(441),所述推动环(442)和连接套(43)之间安装有转动轴承(46),各个所述电磁铁执行器(441)均固定在箱体(1)上。
8.根据权利要求1~3中任一项所述的用于水下潜行器的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。
9.根据权利要求1~3中任一项所述的用于水下潜行器的电机两挡自动变速器,其特征在于:所述箱体(1)呈圆筒形,所述输入轴(2)和输出轴(5)相互远离的一端分别穿出箱体(1)的前后两端,并均与箱体(1)之间设有油封(6)。
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,执行组件(44)通电;当一挡换二挡时,执行组件(44)断电;
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:电机启动。