用于滑动转向式车辆的驱动系统的制作方法

1.本公开涉及用于滑动转向式车辆（包括履带式或轮式车辆）的新颖驱动配置。


背景技术：

2.滑动转向的履带式车辆通过迫使相对平行履带以不同速度运行来转向（滑动转向）。类似地，滑动转向的轮式车辆通过迫使车辆的一侧上的车轮与车辆的另一侧上的车轮以不同的速度运行来转向。为使履带式车辆转向，在两个履带之间需要大驱动力差
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内履带上的大制动力和外履带上的高驱动力。使用差速齿轮和横轴来控制履带的相对速度并将制动动力从内履带传送到外履带以维持转弯。类似布置用于滑动转向的轮式车辆。
3.许多电动履带驱动布置使用单独的电动马达来驱动每一履带，其称为“双线”系统。这种系统中的再生转向动力通常电动处理，从而导致需要超大号马达和动力转换器来处理此动力。替代配置结合电驱动器使用与常规变速器中相同的机械再生布置，这称为“横轴”电驱动系统。在此布置中，转向横轴在推进马达外部延伸跨越车辆，这增加组件的大小并且需要多个空转齿轮。如果要使用齿轮变速，推进横轴应该与马达轴分开。这可以通过使马达轴中空并使横轴穿过马达轴来实现。然而，这增加了马达轴承的直径，从而使高速马达难以实现。推进横轴可以安装在马达的外部，或者马达安装在推进轴的外部，但是这增加了封装大小并增加对空转齿轮的需求，从而增加了所述布置的复杂性并降低其效率。
4.国际专利申请公开号wo2014/206597公开一种用于滑动转向式车辆的驱动系统，其具有被配置成引起再生转向动力通过推进马达轴的传递的受控差速器，从而消除对横轴的需要。转向马达安装在经由齿轮与受控差速器互连的轴上，受控差速器的输出部与驱动系统的驱动输出部直接连接。一对电动推进马达位于受控差速器的两侧上，所述电动推进马达被布置成经由位于马达外侧并且与来自受控差速器的输出部并联连接地连接到驱动轴的相应齿轮变速和齿轮减速单元向驱动轴提供驱动，使得驱动输出部的旋转速度由受控差速器的输出部和齿轮减速单元的输出部两者控制。已经发现这种驱动布置在测试中机械高效。然而，从封装或维护的角度来看，所述配置未被优化。
5.正是在此背景技术下开发所述驱动单元。


技术实现要素：

6.本发明提供一种用于滑动转向式车辆的驱动单元，所述驱动单元包括：定位在两个轴之间并连接两个轴并且与每一轴可驱动地连通的受控差速器，其中每一轴的远离所述受控差速器的端部形成所述驱动单元的输出部，并且其中来自所述受控差速器的输出部经由所述轴直接连接到所述驱动单元输出部，使得所述受控差速器的输出部牢固地附接到所述驱动单元输出部并与所述驱动单元输出部以相同速度转动；与所述受控差速器可驱动地连通的至少一个转向马达；与所述驱动单元输出部可驱动地连通的至少一个电动推进马达；以及定位在所述受控差速器与所述至少一个电动推进马达之间并与所述驱动单元输出部可驱动地连通的齿轮减速单元和/或齿轮变速单元，其中所述至少一个电动推进马达、所
述齿轮减速单元和所述任选齿轮变速单元与所述受控差速器的输出部并联连接地连接到所述驱动单元输出部。
7.齿轮减速单元（以及齿轮变速单元，如果存在）在受控差速器与电动推进马达之间的定位实现更高效封装并实现更高效驱动系统。另外，由于所有齿轮传动装置都定位在一起，因此所述布置有助于日常维护。
8.受控差速器、推进马达和齿轮减速/齿轮变速组件串联连接、并且然后并联连接到所述轴，使得推进马达/齿轮变速/齿轮减速组件的输出扭矩和受控差速器的输出扭矩加到所述轴上。这与其中推进马达的输出扭矩和受控差速器的输出扭矩加到轴上、并且然后通过齿轮减速级的较早布置形成对比，这需要大齿轮减速级，所述齿轮减速级需要针对推进和转向扭矩两者确定大小。
9.任选地，所述受控差速器、所述至少一个转向马达、所述至少一个电动马达、所述齿轮减速单元和任选齿轮变速单元位于壳体内，所述壳体可以作为单个模块驱动单元装配/重新装配到车辆。所述壳体可以包括连接在一起的多个单独壳体。所述单独壳体可以与所述壳体单独地分开。所述单独壳体可以例如各自容纳所述受控差速器、所述至少一个转向马达、所述至少一个电动马达或所述齿轮减速单元和任选齿轮变速单元中的一者或多者。
10.所述受控差速器可以任选地包括两个行星齿轮组，其中所述行星齿轮组中的第一行星齿轮组的旋转部件被约束成与所述行星齿轮组中的第二行星齿轮组的旋转部件一起移动。特别地，所述行星齿轮组中的所述第一行星齿轮组的环齿轮可以被约束成与所述行星齿轮组中的所述第二行星齿轮组的环齿轮一起移动，或者这两个行星齿轮组可以共享公共环齿轮。
11.任选地，所述行星齿轮组中的所述第一行星齿轮组的托架和所述行星齿轮组中的所述第二行星齿轮组的托架可以包括所述受控差速器的所述输出部。可替代地，所述行星齿轮组中的所述第一行星齿轮组的环齿轮和所述行星齿轮组中的所述第二行星齿轮组的环齿轮可以包括所述受控差速器的所述输出部。
12.所述至少一个转向马达可以与所述行星齿轮组中的第一行星齿轮组的旋转部件可驱动地连通，并且所述行星齿轮组中的第二行星齿轮组的旋转部件可以任选地被约束以防旋转。
13.所述驱动单元可以包括基本上位于所述至少一个推进马达的转子内的制动组件以实现高效封装。
14.任选地，所述驱动单元可以包括两个电动推进马达，并且其中所述受控差速器位于所述电动推进马达之间。
15.任选地，所述驱动单元包括两个齿轮减速单元和/或两个齿轮变速单元，其中每一齿轮减速单元和任选齿轮变速单元位于所述受控差速器与所述电动推进马达中的一者之间。
16.所述至少一个电动推进马达的主轴线可以与所述轴同轴。
17.在另一方面中，本发明提供一种齿轮变速单元，其包括齿轮减速单元，其中所述齿轮减速单元包括：具有输入部件和输出部件的行星齿轮组，其中所述输出部件被配置成将来自所述齿轮变速单元的最终驱动输入提供到驱动轴；变速齿轮组，其中所述变速齿轮组
包括被配置成接收来自电动推进马达的驱动输出的主齿轮以及一个或多个从动齿轮，其中所述一个或多个从动齿轮被配置成经由一个或多个齿轮传动链由所述主齿轮驱动；以及可操作地连接到齿轮变速选择器的可滑动爪形离合器，其中所述可滑动爪形离合器与所述齿轮减速单元的所述输入部件可滑动接合并且被约束成与其一起旋转，其中所述可滑动爪形离合器被配置成可与所述变速齿轮组的所述主齿轮和/或所述一个或多个从动齿轮接合，使得在使用中，所述可滑动爪形离合器相对于所述齿轮减速单元的所述输入部件的相对位置确定所述变速齿轮组中的哪一齿轮与所述齿轮减速单元的所述输入部件接合。此布置特别、但不排他地适于具有同轴电动推进马达的系统。
18.任选地，所述变速齿轮组包括行星齿轮组，其中所述主齿轮包括到达所述行星齿轮组的输入部。同样，此布置特别、但不排他地适于具有同轴电动推进马达的系统。
19.所述变速齿轮组任选地包括串联布置的两个或更多个行星齿轮组，其中所述主齿轮包括到达所述串联中的第一行星齿轮组的输入部，并且其中所述一个或多个从动齿轮包括所述串联中的另一行星齿轮组的托架或太阳齿轮。
20.所述齿轮减速单元的所述输入部件可以包括细长凸台，其中所述可滑动爪形离合器可滑动地连接到所述细长凸台，并且通过分别位于所述细长凸台和所述可滑动爪形离合器上的相互接合的花键被约束成与其一起旋转。
21.任选地，所述输入部件包括所述齿轮减速单元的太阳齿轮，并且所述输出部件包括所述齿轮减速单元的托架。
22.所述齿轮减速单元的所述太阳齿轮可以任选地包括中心开口，所述驱动轴穿过所述中心开口。
23.所述齿轮减速单元的所述太阳齿轮可以被布置成浮在所述驱动轴上，使得在使用中，所述太阳齿轮通过所述齿轮减速单元的多个行星齿轮被居中成围绕所述驱动轴旋转。此布置消除对用以支撑太阳齿轮的轴承的需要，因此减小系统中的摩擦，这是有益的，并且太阳齿轮也可以径向浮动，并且因此实现减速级的行星齿轮之间的经改善负载分担。
24.太阳齿轮可以包括位于太阳齿轮的每一侧上的止推环，其中所述止推环被布置成使得齿轮减速单元的行星齿轮在使用中在所述止推环之间运行。以此方式，太阳齿轮相对于行星齿轮和托架轴向定位。
25.在另外的方面中，本发明提供一种包括如上所述齿轮变速单元的如上所述驱动单元。
26.在仍另外的方面中，本发明提供一种用于滑动转向式车辆的驱动配置，其包括：适于位于所述车辆的每一侧处的相应驱动构件，每一驱动构件与所述车辆的履带或车轮接合并且可操作成驱动所述车辆的所述履带或车轮；以及如上所述驱动单元，其中每一驱动构件与所述驱动单元的输出部可驱动地连通。
27.在另一方面中，本发明提供一种包括如上所述驱动单元和/或如上所述齿轮变速单元的车辆。
附图说明
28.现在将参考以下附图通过非限制性示例描述本发明，其中：图1示出包括根据本发明的实施例的驱动单元的滑动转向式车辆的示意图；
图2示出根据本发明的实施例的驱动单元中的部件和部件连接的示意性表示；图3示出图2的实施例中所示的驱动单元的一部分的细节的示意性表示；图4a至图4c示出图2中所示的受控差速器的替代配置的示意性表示；图5a示出图2中所示的驱动单元的替代配置的示意性表示；图5b示出图5a中所示的驱动单元的齿轮组件的放大视图；图6a示出图5a中所示的齿轮变速单元的另一替代配置的示意性表示；图6b示出图6a中所示的驱动单元的齿轮组件的放大视图；图7示出图2中所示的齿轮变速单元的另外的替代配置的示意性表示；并且图8示出包括根据本发明的实施例的齿轮变速单元的滑动转向式车辆的示意图。
具体实施方式
29.图1示出包括驱动单元10的滑动转向式车辆1的示意性表示。驱动单元10安装在滑动转向式车辆1上，并且位于驱动单元10的两侧上的驱动输出部11连接到位于所述车辆的两侧上的相应驱动构件2。构件2与所述车辆的履带或车轮（未示出）接合并且可操作成驱动所述车辆的所述履带或车轮。
30.驱动单元10的实施例中的部件和部件连接的示意性表示示出在图2中。驱动单元10包括位于两个轴12之间并连接两个轴12的受控差速器20。受控差速器20的输出部28a、28b与每一轴12可驱动地连通，如下文将更详细描述的。
31.受控差速器20包括两个行星齿轮组21a、21b。每一行星齿轮组21a、21b包括太阳齿轮22a、22b、形成受控差速器20的输出部28a、28b的托架23a、23b、行星齿轮24a、24b和公共环齿轮25。
32.驱动单元10具有各自包括定子61和转子62的两个转向马达60，转子62在使用中围绕转向马达的主轴线旋转。每一转向马达60的转子62各自可驱动地连接到与转向马达60的主轴线同轴的转向轴63，使得在使用中，转向轴63由两个转向马达60驱动。在替代布置中，仅提供一个转向马达60。
33.转向轴63包括与中间复合转向齿轮65啮合的主转向齿轮64，中间复合转向齿轮65具有位于与输出侧齿轮67公共的轴上的输入侧齿轮66。输出侧齿轮67与差速器输入齿轮26啮合，差速器输入齿轮26固定到受控差速器20的一侧上的行星齿轮组21a的太阳齿轮22a以与其一起旋转。位于受控差速器20的另一侧上的另一行星齿轮组21b的太阳齿轮22b通过连接到正轮27而被固定以防旋转，正轮27继而连接到驱动单元10的壳体（未示出），或连接到滑动转向式车辆1的底盘（未示出）上的另一固定位置。可替代地，太阳齿轮22b可以通过经由除正轮27以外的另一刚性连杆（未示出）连接到固定点而被固定以防旋转。在替代布置中，正轮27可以是通过第二中间齿轮组可驱动地连接到转向轴63的正齿轮，如本领域中所知（例如根据wo2014/206597）。另外，不需要提供两个转向马达60，并且如果需要可以仅使用一个转向马达60。
34.行星齿轮组21a、21b的托架23a、23b形成受控差速器20的输出部28a、28b，其连接到轴12以与其一起旋转。每一轴12的远离受控差速器20的端部13形成驱动单元10的输出部11。如图所示，来自受控差速器20的输出部28a、28b经由所述轴12直接连接到驱动单元输出部11，使得受控差速器20的输出部28a、28b牢固地附接到驱动单元输出部11并与驱动单元
输出部11以相同速度转动。
35.两个电动推进马达70位于驱动单元10的两侧上，每一电动推进马达70包括定子71和转子72，转子72在使用中围绕电动推进马达70的主轴线旋转。电动推进马达70的主轴线与轴12同轴，使得每一轴12穿过相应电动推进马达70的转子72的中心。电动推进马达70的转子72通过轴承（未示出）被支撑成在轴12上旋转。
36.驱动单元10包括两个齿轮变速单元40。每一齿轮变速单元40定位在受控差速器20与电动推进马达70中的一者之间，使得驱动单元10的所有齿轮传动系统（包括受控差速器20、转向齿轮64、中间复合齿轮65和齿轮变速单元40）大致位于驱动单元10的中间，在那里，其可以被最高效地封装和接近以进行日常维护，诸如补充润滑流体等等。
37.每一齿轮变速单元40包括三个行星齿轮组41、42、43，其串联布置并共享公共环齿轮44。具体参考如图2中所示的左手侧上的齿轮变速单元40，所述串联中的第一行星齿轮组41包括太阳齿轮45，太阳齿轮45连接到左手的电气推进马达70的转子72以与其一起旋转。第一行星齿轮组41的太阳齿轮45与行星齿轮46啮合，行星齿轮46被支撑成在托架47上旋转。所述串联中的第二行星齿轮组42包括太阳齿轮48，太阳齿轮48连接到所述串联中的第一行星齿轮组41的托架47并且被固定以与其一起旋转。第二行星齿轮组42的太阳齿轮48与行星齿轮49啮合，行星齿轮49被支撑成在托架50上旋转。第一和第二行星齿轮组41、42的行星齿轮46、49也与公共环齿轮44啮合。
38.所述串联中的第三行星齿轮组43包括太阳齿轮51、行星齿轮52和托架53。第三行星齿轮组43的行星齿轮52与太阳齿轮51和公共环齿轮44啮合，并且托架53连接到轴12，使得托架53和轴12被约束成一起旋转。
39.太阳齿轮51包括环绕轴12的细长凸台54。在太阳齿轮51与轴12之间未提供轴承，使得在使用中，太阳齿轮51浮在轴12上。第三行星齿轮组43的更详细示意性表示示出在图3中。如图所示，太阳齿轮51包括位于太阳齿轮51的两侧上的止推环55。止推环55凸出超过太阳齿轮51的齿轮齿（未示出）并接触行星齿轮52的侧面。止推环55具有略微锥形内表面（偏离平坦约2
º
），并且行星齿轮52的侧面被倒圆以与止推环55的锥形内表面协作以减少摩擦并将行星齿轮52定位在止推环55之间。在使用中，太阳齿轮51通过使行星齿轮52陷入止推环55之间而轴向定位在轴12上。太阳齿轮51在使用中自动径向定位，因为当其围绕公共环齿轮44及其自己的旋转轴线56在托架53上旋转时，其在行星齿轮52之间居中。此布置消除对用以支撑太阳齿轮51的轴承的需要，因此减小系统中的摩擦，这是有益的，并且太阳齿轮51也可以径向浮动，并且因此实现第三行星齿轮组43的行星齿轮52之间的经改善负载分担。
40.太阳齿轮51的细长凸台54包括外花键（未示出），外花键（未示出）与位于细长凸台54上的爪形离合器57（也称为爪式离合器）的内花键（未示出）接合。因此，爪形离合器57通过相互接合的花键被约束成与细长凸台54一起旋转，但是能够沿着细长凸台54的长度滑动。
41.可滑动爪形离合器57包括多个爪形（或爪式）构造58，其被配置成与分别位于所述串联中的第一行星齿轮组41的太阳齿轮45上以及所述串联中的第二行星齿轮组42的太阳齿轮48和托架50上的多个爪形（或爪式）构造59相互接合。
42.可滑动爪形离合器57的最靠近于电动推进马达70的端部连接到换档套筒80，换档
套筒80环绕轴12并穿过电动推进马达70的转子72的中间。换档套筒80的远离可滑动爪形离合器57的端部包括凸缘环81，凸缘环81与换档拨叉82和换档杆83接合。
43.在使用中，通过以下方式实现电动推进马达70与轴12、并且因此驱动单元输出部11之间的第一齿轮传动比：操纵变速杆83和拨叉82，使得可滑动爪形离合器57定位在太阳齿轮51的细长凸台54上、在可滑动爪形离合器57的爪形构造58与第一行星齿轮组41的太阳齿轮45的爪形构造59互锁的位置中。当可滑动爪形离合器57的爪形构造58与第一行星齿轮组41的太阳齿轮45的爪形构造59互锁时，太阳齿轮45被放置成与第三行星齿轮组43的太阳齿轮51可驱动地连通，从而致使来自电动推进马达70的转子72的驱动作为输入直接传递到第三行星齿轮组43。太阳齿轮51的旋转引起托架53的旋转、并且因此引起轴12和驱动输出部11的旋转，其速度通过跨越第三行星齿轮组43的齿轮传动比逐步降低。由于第三行星齿轮组43从其输入太阳齿轮51到其输出托架53具有恒定齿轮传动比，因此其可以被认为是固定传动比齿轮减速单元。第三行星齿轮组43的齿轮传动比可以例如在从约2.9:1至约3.5:1的范围内，这取决于各种因素，包括电动推进马达70的速度、最终驱动比、履带或车轮直径以及其他车辆/变速器特性。将理解，此齿轮传动比范围仅是示例，并且不被认为是限制性的。
44.通过以下方式实现电动推进马达70与轴12之间的第二齿轮传动比：操纵变速杆83和拨叉82，使得可滑动爪形离合器57定位在太阳齿轮51的细长凸台54上、在可滑动爪形离合器57的爪形构造58与第二行星齿轮组42的太阳齿轮48的爪形构造59互锁的位置中。当可滑动爪形离合器57的爪形构造58与第二行星齿轮组42的太阳齿轮48的爪形构造59互锁时，太阳齿轮48被放置成与第三行星齿轮组43的太阳齿轮51可驱动地连通。在使用中，第一行星齿轮组45的太阳齿轮45经由第一行星齿轮组41的行星齿轮46和托架47驱动第二行星齿轮组42的太阳齿轮48，并且第二行星齿轮组42的太阳齿轮48驱动第三行星齿轮组（或齿轮减速单元）43的太阳齿轮51。因此，电动推进马达70的转子72的输出速度通过第一行星齿轮组41的齿轮传动比逐步降低，然后再次通过第三行星齿轮组43的齿轮传动比逐步降低，从而给出整体减速，其是跨越第一和第三行星齿轮组41、43的齿轮传动比的合成。如上文关于第三行星齿轮组43的齿轮传动比，第一行星齿轮组41的齿轮传动比可以例如在从约2.9:1至约3.5:1的范围内，这取决于各种因素，包括电动推进马达70的速度、最终驱动比、履带或车轮直径以及其他车辆/变速器特性。将理解，此齿轮传动比范围仅是示例，并且不被认为是限制性的。
45.通过以下方式实现电动推进马达70与轴12之间的第三齿轮传动比：操纵变速杆83和拨叉82，使得可滑动爪形离合器57定位在太阳齿轮51的细长凸台54上、在可滑动爪形离合器57的爪形构造58与第二行星齿轮组42的托架50的爪形构造59互锁的位置中。当可滑动爪形离合器57的爪形构造58与第二行星齿轮组42的托架50的爪形构造59互锁时，托架50被放置成与第三行星齿轮组43的太阳齿轮51可驱动地连通。在使用中，第一行星齿轮组41的太阳齿轮45经由第一行星齿轮组41的行星齿轮46和托架47驱动第二行星齿轮组42的太阳齿轮48，并且第二行星齿轮组42的太阳齿轮48经由行星齿轮49驱动第二行星齿轮组42的托架50。因此，第二行星齿轮组42的托架50驱动第三行星齿轮组（或齿轮减速单元）43的太阳齿轮51。因此，电动推进马达70的转子72的输出速度通过第一行星齿轮组41的齿轮传动比和第二行星齿轮组42的齿轮传动比逐步降低，然后再次通过第三行星齿轮组43的齿轮传动
比逐步降低，从而给出整体减速，其是跨越第一、第二和第三行星齿轮组41、42、43的齿轮传动比的合成。如上文关于第一和第三行星齿轮组41、43的齿轮传动比，第二行星齿轮组42的齿轮传动比可以例如在从约2.9:1至约3.5:1的范围内，这取决于各种因素，包括电动推进马达70的速度、最终驱动比、履带或车轮直径以及其他车辆/变速器特性。将理解，此齿轮传动比范围仅是示例，并且不被认为是限制性的。在一个示例性实施例中，跨越第一、第二和第三行星齿轮组41、42、42的齿轮传动比可以相同。然而，这不是必需的，并且所述齿轮传动比可以彼此不同，或者两个齿轮传动比可以相同、而另一个不同。
46.如从图2可见，在使用中，第一、第二和第三行星齿轮组41、42、43的除固定环齿轮44以外的所有部件都将在电动推进马达70的转子72旋转时旋转。然而，如果可滑动爪形离合器57的爪形构造58与任何特定齿轮路径的爪形构造59接合，则驱动将仅经由所述特定齿轮路径传递。
47.将理解，所述驱动单元组件的右手侧是上述左手侧布置的镜像。
48.轴12从受控差速器20的输出部28a、28b穿过齿轮变速单元40的太阳齿轮45、48、51的中心，并且穿过电动推进马达70的转子72的中心到达驱动单元输出部11。因此，在此实施例中，轴12与受控差速器20、齿轮变速单元40和电动推进马达70的主轴线同轴。
49.受控差速器20的输出部28a和左手齿轮变速单元40的输出部53并联连接地连接到轴12，使得左手轴12、并且因此左手输出部11的旋转速度被约束成与受控差速器20的输出部28a和左手齿轮变速单元40的输出部53相同。类似地，受控差速器20的输出部28b和右手齿轮变速单元40的输出部53并联连接地连接到轴12，使得右手轴12、并且因此右手输出部11的旋转速度被约束成与受控差速器20的输出部28b和右手齿轮变速单元40的输出部53相同。
50.对于直线驱动，转向马达60静止，使得受控差速器20的行星齿轮组21a的太阳齿轮22a保持静止。在此情况下，轴12的速度之间将不存在相对差异，并且电动驱动马达70沿直线驱动滑动转向式车辆1。
51.在转弯期间，转向马达60向差速器输入齿轮26施加驱动以致使受控差速器20的行星齿轮组21a的太阳齿轮22a旋转，因此在轴12之间引起相对速度差。如本领域中所知，在转弯期间，滑动转向式车辆1的一侧上的履带或车轮比滑动转向式车辆1的另一侧上的履带或车轮行进得更快。在此情况下，转向马达扭矩在受控差速器20的输出部28a、28b之间施加相等且相反的扭矩。这允许来自较慢（或内）履带的扭矩跨越受控差速器20传送到较快（或外）履带，并且因此动力通过受控差速器20从较慢履带机械地传送到较快履带。在滑动转向期间使用的动力可以是用于推进的动力的三至四倍。将转向动力机械地、而非电气地从再生较慢履带传送到较快履带允许使用比原本的情况小得多的电动推进马达70。因此，电动推进马达70仅必须被确定大小成用于推进（并且不用于转向），并且受控差速器20和转向马达60仅需被确定大小成用于转向。
52.图4a示出滑动转向式车辆1的驱动单元10的受控差速器120的替代布置的示意图。为清楚起见，使用相似附图标记来指示相似部件。
53.受控差速器120包括两个行星齿轮组121a、121b。两个行星齿轮组121a、121b共享环齿轮126，环齿轮126位于两个行星齿轮组121a、121b之间。每一行星齿轮组还包括托架123a、123b，托架123a、123b位于外环齿轮125a、125b与共享环齿轮126之间。托架123a、123b
各自承载复合行星齿轮124a、124b，其中每一复合行星齿轮124a、124b包括安装在穿过相应托架123a、123b的公共小齿轮轴上的内和外行星齿轮127a、127b、128a、128b。外行星齿轮128a、128b与外环齿轮125a、125b啮合，并且内行星齿轮127a、127b与共享环齿轮126啮合。受控差速器120没有太阳齿轮。
54.轴12的最内端连接到外环齿轮125a、125b，外环齿轮125a、125b形成受控差速器120的输出部。
55.受控差速器120由转向马达60控制，转向马达60共享承载转向齿轮64的公共转向轴63。转向齿轮64经由中间齿轮65’可驱动地连接到受控差速器120的行星齿轮组121a中的一者的托架123a，中间齿轮65’与设置在行星齿轮组121a的托架123a的外边缘上的齿（未示出）啮合。另一行星齿轮组121b的托架123b通过连接到驱动单元10的壳体（未示出）或连接到滑动转向式车辆1的底盘（未示出）上的另一固定位置而被固定以防旋转。在替代布置中，托架123b可以通过第二中间齿轮组可驱动地连接到转向轴63，如本领域中所知（例如根据wo2014/206597）。另外，不需要提供两个转向马达60，并且如果需要可以仅使用一个转向马达60。
56.图4b示出滑动转向式车辆1的驱动单元10的受控差速器220的另一替代布置的示意图。为清楚起见，使用相似附图标记来指示相似部件。
57.受控差速器220包括两个行星齿轮组221a、221b，每一行星齿轮组221a、221b具有太阳齿轮222a、222b、托架223a、223b和环齿轮225a、225b。托架223a、223b各自承载行星齿轮224a、224b，行星齿轮224a、224b分别与环齿轮225a、225b和太阳齿轮222a、222b啮合。两个行星齿轮组221a、221b的托架223a、223b通过刚性连杆229固定在一起，使得其被约束成以相同速度旋转。
58.轴12的最内端连接到托架223a、223b，托架223a、223b形成受控差速器220的输出部。
59.受控差速器220由转向马达60控制，转向马达60共享承载转向齿轮64的公共转向轴63，转向齿轮64经由中间复合齿轮65驱动地连接到受控差速器220的行星齿轮组221a中的一者的太阳齿轮222a。另一行星齿轮组221b的太阳齿轮222b通过连接到驱动单元10的壳体（未示出）或连接到滑动转向式车辆1的底盘（未示出）上的另一固定位置而被固定以防旋转。在替代布置中，太阳齿轮222b可以通过第二中间齿轮组可驱动地连接到转向轴63，如本领域中所知（例如根据wo2014/206597）。另外，不需要提供两个转向马达60，并且如果需要可以仅使用一个转向马达60。
60.图4c示出滑动转向式车辆1的驱动单元10的受控差速器320的另外的替代布置的示意图。为清楚起见，使用相似附图标记来指示相似部件。
61.受控差速器320包括两个行星齿轮组321a、321b，每一行星齿轮组321a、321b具有外太阳齿轮322a、322b、内太阳齿轮330a、330b和托架323a、323b。托架323a、323b各自承载复合行星齿轮324a、324b，其中每一复合行星齿轮324a、324b包括安装在穿过相应托架323a、323b的公共小齿轮轴上的内和外行星齿轮327a、327b、328a、328b。外行星齿轮328a、328b与外太阳齿轮322a、322b啮合，并且内行星齿轮327a、327b分别与内太阳齿轮330a、330b啮合。两个行星齿轮组321a、321b的内太阳齿轮330a、330b通过刚性连杆329固定在一起，使得其被约束成以相同速度旋转。受控差速器320没有环齿轮。
62.轴12的最内端连接到外太阳齿轮322a、322b，外太阳齿轮322a、322b形成受控差速器320的输出部。
63.受控差速器320由转向马达60控制，转向马达60共享承载转向齿轮64的公共转向轴63，转向齿轮64经由中间齿轮65’可驱动地连接到受控差速器320的行星齿轮组321a中的一者的托架323a。另一行星齿轮组321b的托架323b通过连接到驱动单元10的壳体（未示出）或连接到滑动转向式车辆1的底盘（未示出）上的另一固定位置而被固定以防旋转。在替代布置中，托架323b可以通过第二中间齿轮组可驱动地连接到转向轴63，如本领域中所知（例如根据wo2014/206597）。另外，不需要提供两个转向马达60，并且如果需要可以仅使用一个转向马达60。
64.可以使用上述受控差速器120、220、320和相关联中间齿轮65、65’代替上文关于图2描述的受控差速器20，其中图2的所有剩余特征保持不变。
65.图5a示出滑动转向式车辆1的驱动单元110的替代布置的示意图。如前，使用与上文使用的那些附图标记相似的附图标记来指示相似部件。
66.驱动单元110包括位于两个轴12之间并连接两个轴12的受控差速器20。受控差速器20的输出部28a、28b与驱动单元输出部11可驱动地连通，驱动单元输出部11位于轴12的远离受控差速器20的端部处。受控差速器20及其到达轴12的连接与上文针对图2所述相同，并且此处不给出进一步描述。
67.如在图2中，在图5a的驱动单元中，两个转向马达60通过转向轴63连接，转向轴63经由差速器输入齿轮26、转向齿轮64和中间复合齿轮65与受控差速器20可操作地连通。如前，差速器输入齿轮26附接到受控差速器20的输入太阳齿轮22a。附接到受控差速器20的太阳齿轮22b的正轮27连接到驱动单元110的壳体（未示出）或连接到滑动转向式车辆1的底盘（未示出）上的另一固定位置。在替代布置中，正轮27可以是通过第二中间齿轮组可驱动地连接到转向轴63的正齿轮，如本领域中所知（例如根据wo2014/206597）。另外，不需要提供两个转向马达60，并且优选地可以仅使用一个转向马达60。转向马达60到达受控差速器20的连接和操作如上文关于图2所述。
68.在图5a的实施例中，电动推进马达70的主轴线（电动推进马达70的转子72在使用中围绕其旋转）位于平行于轴12的主轴线、但与其间隔开的轴线上。虽然电动推进马达70在图5a中示出为同轴的（即，共享相同主轴线），但这不是必需的，并且电动推进马达70可以具有未对齐的主轴线。
69.每一电动推进马达70经由定位在电动推进马达70与受控差速器20之间的齿轮变速单元140可驱动地连接到轴12、并且因此连接到驱动单元110的输出部11。齿轮变速单元140的放大视图示出在图5b中。
70.出于描述目的，参考图5a和图5b的左手侧，齿轮变速单元140包括位于推进输入轴173上的齿轮减速单元143和位于中间轴145上的变速齿轮组142。齿轮减速单元143包括固定到推进输入轴173以与其一起旋转的主齿轮144，以及被安装成在推进输入轴173上旋转的第一复合从动齿轮146。第一复合从动齿轮146包括安装在公共小齿轮上的具有不同大小和齿数的两个齿轮。
71.变速齿轮组142包括第二复合从动齿轮147和第三从动齿轮148，两者都被安装成在中间轴145上旋转。第二复合从动齿轮147包括安装在公共小齿轮上的具有不同大小和齿
数的两个齿轮，并且第三从动齿轮148具有仍另一大小和齿数。
72.可滑动爪形离合器157经由相互接合的花键（未示出）安装在中间轴145上，所述相互接合的花键将可滑动爪形离合器157固定成与中间轴145一起旋转，但是允许可滑动爪形离合器157相对于中间轴145轴向滑动。可滑动爪形离合器157位于第二复合从动齿轮147与第三从动齿轮148之间。第二复合从动齿轮147和第三从动齿轮148各自包括爪形构造159，爪形构造159被配置成与可滑动爪形离合器157的爪形构造158接合，使得当第二复合从动齿轮147或第三从动齿轮148的爪形构造159与可滑动爪形离合器157的爪形构造158接合时，承载已接合爪形构造158的齿轮将与中间轴145可驱动地连通。
73.输出齿轮151在远离可滑动爪形离合器157的端部处固定地连接到中间轴145以与其一起旋转。输出齿轮151与轴输入齿轮152啮合，轴输入齿轮152固定地连接到轴12以与其一起旋转。
74.在使用中，通过以下方式实现推进输入轴173与轴12、并且因此驱动单元输出部11之间的第一齿轮传动比：操纵变速杆和和拨叉（未示出），使得可滑动爪形离合器157定位在中间轴145上、在可滑动爪形离合器157的爪形构造158与第二复合从动齿轮147的爪形构造159互锁的位置中。当可滑动爪形离合器157的爪形构造158与第二复合从动齿轮147的爪形构造159互锁时，第二复合从动齿轮147被放置成与中间轴145的输出齿轮151可驱动地连通，从而致使来自推进输入轴173的驱动经由轴输入齿轮152传递到轴12和驱动输出部11，其速度通过第一齿轮传动链的齿轮传动比逐步降低，所述第一齿轮传动链包括主齿轮143、第二复合从动齿轮147、输出齿轮151和轴输入齿轮152。
75.第一齿轮传动链（从推进输入轴173到轴12）的齿轮传动比可以在约4:1至约6:1的范围内，并且跨越齿轮变速单元140（从推进输入轴173到中间轴145）的齿轮传动比可以在约2.9:1至约3.4:1的范围内，这取决于各种因素，包括电动推进马达70的速度、最终驱动比、履带或车轮直径以及其他车辆/变速器特性。将理解，上文给出的齿轮传动比范围仅是示例，并且不被认为是限制性的。
76.通过以下方式实现电动推进马达70与轴12之间的第二齿轮传动比：操纵变速杆和拨叉（未示出），使得可滑动爪形离合器157定位在中间轴145上、在可滑动爪形离合器157的爪形构造158与第三从动齿轮148的爪形构造159互锁的位置中。当可滑动爪形离合器157的爪形构造158与第三从动齿轮148的爪形构造159互锁时，第三从动齿轮148被放置成与中间轴145的输出齿轮151可驱动地连通，从而致使来自电动推进马达70的驱动经由轴输入齿轮152传递到轴12和驱动输出部11，其速度通过第二齿轮传动链的齿轮传动比逐步降低，所述第二齿轮传动链包括主齿轮143、第二复合从动齿轮147、第一复合从动齿轮146、第三从动齿轮148、输出齿轮151和轴输入齿轮152。
77.第二齿轮传动链（从推进输入轴173到轴12）的齿轮传动比可以在约4:1至约6:1的范围内，并且跨越齿轮变速单元140（从推进输入轴173到中间轴145）的齿轮传动比可以在约2.0:1至约3.4:1的范围内，这取决于各种因素，包括电动推进马达70的速度、最终驱动比、履带或车轮直径以及其他车辆/变速器特性。将理解，上文给出的齿轮传动比范围仅是示例，并且不被认为是限制性的。
78.将理解，驱动单元组件110的右手侧是上述左手侧布置的镜像。
79.受控差速器20的输出部28a、28b和齿轮变速单元140的输出部151并联连接地连接
到轴12，由此轴12、并且因此输出部11的旋转速度在使用中由受控差速器20的输出部28a、28b和齿轮变速单元40的输出部151确定。
80.因此，图5a的驱动单元110的直线和转向操作与上文关于图2所述相同。
81.图6a示出驱动单元150，其是图5a的驱动单元110的修改，其中齿轮变速单元140’的输出部被修改成包括位于输出齿轮151与第二复合从动齿轮147之间的行星齿轮组180。齿轮变速单元140’的放大视图示出在图6b中。
82.在此实施例中，可滑动爪形离合器157’经由相互接合的花键（未示出）可滑动地连接到行星齿轮组180的太阳齿轮182的细长凸台181。因此，可滑动爪形离合器157’能够相对于太阳齿轮182轴向滑动，但是被约束成与其一起旋转。
83.行星齿轮组180进一步包括被承载成在托架184上旋转的行星齿轮183，其中行星齿轮183与太阳齿轮182和环齿轮185两者啮合，环齿轮185通过连接到驱动单元的壳体（未示出）或其他固定位置而被固定以防旋转。托架184固定到输出齿轮151以与其一起旋转，使得来自马达70的驱动经由齿轮变速单元140’、行星齿轮组180、输出齿轮151和轴输入齿轮152传递到轴12。
84.应注意，在上述所有实施例中，齿轮变速单元40、140、140’可以替代固定传动比齿轮减速单元，包括齿轮的任何合适组合，包括简单齿轮组和行星齿轮组。
85.图7示出滑动转向式车辆1的驱动单元170的另外的替代布置的示意图。如前，使用与上文使用的那些附图标记相似的附图标记来指示相似部件。
86.驱动单元170包括位于两个轴12之间并连接两个轴12的受控差速器20。受控差速器20的输出部28a、28b与每一轴12可驱动地连通。受控差速器20、转向马达60、转向轴63、转向齿轮64和中间复合齿轮65全部如上文关于图2所述并且此处将不再次详细描述。
87.两个大直径电动推进马达270位于驱动单元170的两侧上，每一电动推进马达270包括定子271和转子272，转子272在使用中围绕电动推进马达270的主轴线旋转。电动推进马达270的主轴线与轴12同轴，使得每一轴12穿过相应电动推进马达270的转子272的中心。电动推进马达270的转子272环绕制动组件5，制动组件5基本上位于推进马达270的转子272内。转子272通过轴承（未示出）被支撑成在轴12上旋转。
88.驱动单元170包括两个齿轮变速单元240。每一齿轮变速单元240定位在受控差速器20与电动推进马达270中的一者之间，使得驱动单元170的所有齿轮传动系统（包括受控差速器20、转向齿轮64、中间复合齿轮65和齿轮变速单元240）都基本上位于驱动单元170的中间。
89.每一齿轮变速单元240包括行星齿轮组241。具体参考如图7中所示左手侧上的齿轮变速单元240，行星齿轮组241包括太阳齿轮245，太阳齿轮245连接到左手电气推进马达270的转子272以与其一起旋转。因此，太阳齿轮245形成行星齿轮组241的推进输入部件。太阳齿轮245与被支撑成在托架247上旋转的行星齿轮246啮合，其中托架247形成行星齿轮组241的输出部件。
90.行星齿轮组241的区域中的轴12包括外花键（未示出），所述外花键与位于轴12上的爪形离合器257（也称为爪式离合器）的内花键（未示出）接合。因此，爪形离合器257通过相互接合的花键被约束成与轴12一起旋转，但是能够相对于轴12的主轴线滑动。
91.可滑动爪形离合器257包括多个爪形（或爪式）构造258，其被配置成与分别位于行
星齿轮组241的太阳齿轮245和托架247上的多个爪形（或爪式）构造259相互接合。可滑动爪形离合器257连接到换档机构（未示出）。
92.在使用中，通过以下方式实现电动推进马达270与轴12、并且因此驱动单元输出部11之间的直接驱动：操纵齿轮机构，使得可滑动爪形离合器257定位在轴12上、在可滑动爪形离合器257的爪形构造258与行星齿轮组241的太阳齿轮245的爪形构造259互锁的位置中。当可滑动爪形离合器257的爪形构造258与太阳齿轮245的爪形构造259互锁时，太阳齿轮245被放置成与轴12直接可驱动地连通。
93.可替代地，来自推进马达270的驱动可以通过以下方式经由包括行星齿轮组241的齿轮传动链按路线传送到轴12：操纵齿轮机构，使得可滑动爪形离合器257定位在轴12上、在可滑动爪形离合器257的爪形构造258与行星齿轮组241的托架247的爪形构造259互锁以将托架247放置成与轴12可驱动地连通的位置中。因此，电动推进马达270的转子272的输出速度通过行星齿轮组241的齿轮传动比逐步降低。行星齿轮组241的齿轮传动比可以例如在从约2.9:1至约3.5:1的范围内，这取决于各种因素，包括电动推进马达270的速度、最终驱动比、履带或车轮直径以及其他车辆/变速器特性。将理解，此齿轮传动比范围仅是示例，并且不被认为是限制性的。
94.如从图7可见，在使用中，行星齿轮组241的除固定环齿轮244以外的所有部件都将在电动推进马达270的转子272旋转时旋转。然而，如果可滑动爪形离合器257的爪形构造258与任何特定驱动路径的爪形构造259接合，则驱动将仅经由所述特定驱动路径传递。
95.将理解，所述驱动单元组件的右手侧是上述左手侧布置的镜像。
96.受控差速器20的输出部28a和左手齿轮变速单元240的输出部并联连接地连接到轴12，使得左手轴12、并且因此左手输出部11的旋转速度被约束成与受控差速器20的输出部28a和左手齿轮变速单元240的输出部相同。类似地，受控差速器20的输出部28b和右手齿轮变速单元240的输出部并联连接地连接到轴12，使得右手轴12、并且因此右手输出部11的旋转速度被约束成与受控差速器20的输出部28b和右手齿轮变速单元240的输出部相同。以如上文关于图2、图5a和图6a所述相同的方式实现直线驱动和转向。
97.上述驱动单元10、110、150、170可以设置在壳体内。所述壳体可以包括连接在一起的多个单独壳体。所述单独壳体可以与所述壳体单独地分开。所述单独壳体可以例如各自容纳所述受控差速器、所述至少一个转向马达、所述至少一个电动马达或所述齿轮减速单元和任选齿轮变速单元中的一者或多者。
98.在上文中，驱动单元10、110、150、170已经被描述为对称的，使得驱动单元的左手侧和右手侧上的齿轮传动比和布局相同。然而，如果需要，驱动单元的左手侧和右手侧上的齿轮传动比和/或布局无需相同。
99.换档机构可以被配置成同步地改变齿轮，使得驱动单元10、110、150、170的左手侧和右手侧上的齿轮变速基本上同时发生。可替代地，换档机构可以被配置成使得齿轮先在驱动单元的一侧上改变、然后在另一侧上改变。此布置是有益的，因为电动推进马达70、270中的至少一者在换档期间继续驱动车辆。换档次序（首先是左手侧或首先是右手侧）可以被配置成取决于许多因素，包括转弯方向或地形的牵引力。
100.图8示出包括如上所述齿轮变速单元40、140、140’、240的滑动转向式车辆3的示意性表示。齿轮变速单元40、140、140’、240安装在滑动转向式车辆3上，并且位于齿轮变速单
元40、140、140’、240的两侧上的驱动输出部21连接到位于车辆3的两侧上的相应驱动构件2。构件2与车辆3的履带或车轮（未示出）接合并且可操作成驱动车辆3的履带或车轮。