一种行星式两档驱动装置及其两档驱动方法与流程

本发明涉及行星齿轮传动及电机技术领域，具体涉及一种行星式两档驱动装置。

背景技术：

众所周知，行星轮系是一种先进的齿轮传动机构，一般行星轮系中的内齿圈、太阳齿轮和行星架三个独立的传动元件，分别作为被控制元件、输入元件和输出元件，其主要特点是结构紧凑，承载能力大，传递功率及传动范围大、运行噪声小、效率高及寿命长等优点，被广泛应用在各类机械传动领域。但是驱动力要实现在不同元件之间转换时，就需要多个离合器和制动器的组合来实现，其复杂的控制机构只有在燃油汽车的自动变速器中应用，而无法应用在日益广泛的电动车辆中。

在现有的汽车自动变速器中，比较常见的复合式行星齿轮机构有辛普森式和拉维奈尔赫(Ravigneax)式行星齿轮机构。辛普森式行星齿轮机构的主要特征是由两排行星齿轮机构共用一个太阳轮构成，拉维奈尔赫(Ravigneax)式行星齿轮机构的主要特征是由有两个太阳轮、两排行星齿轮共用一个齿圈构成。为了满足车辆行驶需求，必须将来自发动机的驱动力通过多个离合器、制动器和单向离合器的不同组合，构成多档变速装置。由于该技术的驱动力需要多个离合器切换，其内部结构及控制方法非常复杂，体积及重量较大等，导致其应用范围受到很大的限制。

近些年来，新能源的纯电动车被该行业内外投入了大量人力和财力，研发出较多性能优越的产品，其传动装置相对比较简单紧凑。尤其是在电动自行车、电动摩托车等单向驱动的电动车辆领域，因为该技术领域目前采用的行星齿轮传动机构相对比较简单，其传动比范围较小，所以对驱动电机的性能要求较高，电动车辆在起步时驱动电机必须提供足够大的驱动力，而车辆在高速行驶时驱动电机又必须提供足够高的转速，导致驱动电机大多数时间在较低效率下工作，并且节能效果不佳。

综上所述，如何实现电机与行星齿轮系之间的最佳配合传动，有必要进一步开发一种性能更优越，成本更低廉的传动新技术。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种行星式两档驱动装置，利用电机转子正转和反转的交替做功，再通过两个单向离合器自动完成行星轮系中传动路线的切换，来实现两档输出功能。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种行星式两档驱动装置，包括包括支架、电机、行星轮系、第一单向离合器和第二单向离合器，所述电机包括转子和定子，所述行星轮系包括内齿圈、太阳齿轮、行星架和多个行星齿轮。

多个所述行星齿轮绕所述行星架的轴线平均分布并可转动的安装在所述行星架上，所述内齿圈、所述太阳齿轮和所述行星架以相同轴线设置，所述内齿圈和所述太阳齿轮分别与所述行星齿轮啮合；

所述太阳齿轮和所述内齿圈两个元件中的任意一个元件作为输入元件、另一个元件作为输出元件，所述行星架作为控制元件；所述输入元件与所述转子为一个整体或者固定连接，所述输入元件、所述输出元件和所述控制元件三个元件中的任意两个元件之间通过第一单向离合器接合，所述控制元件通过第二单向离合器与所述支架接合，所述定子固定安装在所述支架上，所述支架被固定，所述转子作为原驱动力产生机械能做功；当所述输入元件被顺时针方向驱动时，第一单向离合器处于超越状态，第二单向离合器处于锁定状态并且阻止所述控制元件顺时针方向转动，所述输出元件逆时针方向与所述输入元件之间变速传动；当所述输入元件被逆时针方向驱动时，第二单向离合器处于超越状态，第一单向离合器处于锁定状态，所述输出元件逆时针方向与所述输入元件之间同步传动。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述太阳齿轮作为所述输入元件并且与所述转子为一个整体或者固定连接，所述内齿圈和所述行星架两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器与所述太阳齿轮接合，所述行星架作为控制元件并且通过第二单向离合器与所述支架接合，第一单向离合器和第二单向离合器的超越方向以相反方向设置，所述支架被固定，所述定子固定安装在所述支架上，所述内齿圈作为所述输出元件；当所述输入元件被顺时针方向驱动时，第一单向离合器处于超越状态，第二单向离合器处于锁定状态并且阻止所述控制元件顺时针方向转动，所述输出元件逆时针方向低速转动；当所述输入元件被逆时针方向驱动时，第二单向离合器处于超越状态，第一单向离合器处于锁定状态，所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件逆时针方向同步转动；以实现两档驱动。

所述的行星式两档驱动装置，其中第一单向离合器和第二单向离合器分别由主动部分和从动部分的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能的装置；所述主动部分设为内环，所述从动部分设为外环；或者所述主动部分设为所述外环，所述从动部分设为所述内环。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述转子设置在所述定子的外侧并且通过轴承可转动的安装在所述支架上，第一单向离合器的内环与所述转子固定连接，第一单向离合器的外环与所述行星架固定连接，第二单向离合器的内环与所述支架固定连接，第二单向离合器的外环与所述行星架固定连接，第一单向离合器和第二单向离合器的超越方向以相反方向设置。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述太阳齿轮作为所述输入元件并且与所述转子为一个整体或者固定连接，所述内齿圈和所述行星架两个元件之间通过第一单向离合器接合，所述行星架作为控制元件并且通过第二单向离合器与所述支架接合，第一单向离合器和第二单向离合器的超越方向以相同方向设置，所述内齿圈作为所述输出元件。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述内齿圈作为所述输入元件并且与所述转子为一个整体或者固定连接，所述太阳齿轮和所述行星架两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器与所述内齿圈接合，所述行星架作为所述控制元件并且通过第二单向离合器与所述支架接合，第一单向离合器和第二单向离合器的超越方向以相反方向设置，所述支架被固定，所述定子固定安装在所述支架上，所述太阳齿轮作为所述输出元件；当所述输入元件被顺时针方向驱动时，第一单向离合器处于超越状态，第二单向离合器处于锁定状态并且阻止所述控制元件顺时针方向转动，所述输出元件逆时针方向高速转动；当所述输入元件逆时针方向驱动时，第二单向离合器处于超越状态，第一单向离合器处于锁定状态，所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件逆时针方向同步转动；以实现两档驱动。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述内齿圈作为所述输入元件并且与所述转子为一个整体或者固定连接，所述太阳齿轮和所述行星架两个元件之间通过第一单向离合器接合，所述行星架作为控制元件并且通过第二单向离合器与所述支架接合，第一单向离合器和第二单向离合器的超越方向以相同方向设置，所述太阳齿轮作为输出元件。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述电机中的所述转子上设置永磁体，所述定子上设置所述电枢绕组，所述转子产生机械能做功。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述电机中的所述转子上设置所述电枢绕组，所述定子上设置永磁体，所述转子产生机械能做功。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述电机设为驱动轮，所述驱动轮作为所述输入元件。或者所述电机设为驱动轴，所述驱动轴作为所述输入元件。

所述的行星式两档驱动装置，其中第一单向离合器设为第一离合器；或者第一单向离合器设为单向离心式离合器；或者第二单向离合器设为第二离合器；或者第一单向离合器设为第一离合器，第二单向离合器设为第二离合器。

所述的行星式两档驱动装置，其中第一离合器设为第一刺轮离合器。

所述的行星式两档驱动装置，其中第二离合器设为第二刺轮离合器。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述行星轮系中还包括与所述行星齿轮数量相同的第二行星齿轮，第二行星齿轮与所述行星齿轮为一个整体或者固定连接，所述行星齿轮和第二行星齿轮可转动的安装在所述行星架上，所述行星齿轮和第二行星齿轮两个元件中的任意一个元件与所述内齿圈轮啮合、另一个元件与所述太阳齿轮啮合。

所述的行星式两档驱动装置，其中多个所述行星齿轮绕所述行星架的轴线平均分布并可转动的安装在所述行星架上，与所述行星齿轮数量相同的第二行星齿轮也绕所述行星架的轴线平均分布并可转动的安装在所述行星架上，所述内齿圈和第二行星齿轮分别与所述行星齿轮啮合，所述太阳齿轮与第二行星齿轮啮合；所述太阳齿轮和所述行星架两个元件中的任意一个元件作为所述输入元件、另一个元件作为所述输出元件，所述内齿圈作为所述控制元件；或者所述内齿圈和所述行星架两个元件中的任意一个元件作为所述输入元件、另一个元件作为所述输出元件，所述太阳齿轮作为所述控制元件。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述转子与所述太阳齿轮为一个整体或者固定连接，所述内齿圈和所述行星架两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器与所述太阳齿轮接合，所述内齿圈作为所述控制元件并且通过第二单向离合器与所述支架接合，第一单向离合器和第二单向离合器的超越方向以相反方向设置，所述支架被固定，所述定子固定安装在所述支架上，所述太阳齿轮作为所述输入元件，所述行星架作为所述输出元件；当所述输入元件被顺时针方向驱动时，第一单向离合器处于超越状态，第二单向离合器处于锁定状态并且阻止所述控制元件顺时针方向转动，所述输出元件逆时针方向低速转动；当所述输入元件被逆时针方向驱动时，第二单向离合器处于超越状态，第一单向离合器处于锁定状态，所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件逆时针方向同步转动；以实现两档驱动。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述行星轮系中还包括第二太阳齿轮，多个所述行星齿轮绕所述行星架的轴线平均分布并可转动的安装在所述行星架上，与所述行星齿轮数量相同的第二行星齿轮也绕所述行星架的轴线平均分布并可转动的安装在所述行星架上，第二太阳齿轮与所述太阳齿轮以相同轴线设置，所述内齿圈、所述太阳齿轮和第二行星齿轮分别与所述行星齿轮啮合，第二太阳齿轮与第二行星齿轮啮合；所述太阳齿轮和第二太阳齿轮两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器与所述转子接合、另一个元件通过第二单向离合器与所述转子接合，第一单向离合器和第二单向离合器的超越方向以相反方向设置；所述内齿圈和所述行星架两个元件中的任意一个元件作为所述输出元件，另一个元件作为所述控制元件并且与所述支架固定连接，所述转子作为所述输入元件。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述内齿圈被省略，多个所述行星齿轮绕所述行星架的轴线平均分布并可转动的安装在所述行星架上，与所述行星齿轮数量相同的第二行星齿轮也绕所述行星架的轴线平均分布并可转动的安装在所述行星架上，第二太阳齿轮与所述太阳齿轮以相同轴线设置，所述太阳齿轮和第二行星齿轮分别与所述行星齿轮啮合，第二太阳齿轮与第二行星齿轮啮合；所述太阳齿轮和第二太阳齿轮两个元件中的任意一个元件作为所述输入元件，另一个元件作为所述输出元件，所述行星架作为所述控制元件；所述转子与所述输入元件为一个整体或者固定连接，所述输入元件、所述输出元件和所述控制元件三个元件中的任意两个元件之间通过第一单向离合器接合，所述控制元件通过第二单向离合器与所述支架接合，所述定子固定安装在所述支架上。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述转子与所述太阳齿轮为一个整体或者固定连接，所述行星架和第二太阳齿轮两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器与所述转子接合，所述行星架作为所述控制元件并且通过第二单向离合器与所述支架接合，所述支架被固定，所述定子固定安装在所述支架上，所述太阳齿轮作为所述输入元件，第二太阳齿轮作为所述输出元件。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述内齿圈被省略，第二行星齿轮与所述行星齿轮以相同轴线设置、并且为一个整体或者固定连接，所述行星齿轮和第二行星齿轮可转动的安装在所述行星架上，所述行星架固定连接在所述转子上，所述行星齿轮与所述太阳齿轮啮合，第二行星齿轮与第二太阳齿轮啮合；所述行星架作为所述输入元件，第二太阳齿轮和所述太阳齿轮两个元件中的任意一个元件作为作为所述输出元件、另一个元件作为所述控制元件；所述输入元件、所述输出元件和所述控制元件三个元件中的任意两个元件之间通过第一单向离合器接合，所述控制元件通过第二单向离合器与所述支架接合，所述定子固定安装在所述支架上。

所述的行星式两档驱动装置，其中第二行星齿轮与所述行星齿轮以相同轴线设置、并且两个元件为一个整体或者固定连接，所述行星齿轮和第二行星齿轮可转动的安装在所述行星架上，所述行星架固定连接在所述转子上，所述行星齿轮与所述太阳齿轮啮合，第二行星齿轮与第二太阳齿轮啮合；所述太阳齿轮和第二太阳齿轮两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器与所述转子接合，所述太阳齿轮作为所述控制元件并且通过第二单向离合器与所述支架接合，第一单向离合器和第二单向离合器的超越方向以相反方向设置，所述支架被固定，所述定子固定安装在所述支架上，所述行星架作为所述输入元件，第二太阳齿轮作为所述输出元件。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述内齿圈被省略，所述行星架作为所述输入元件，第二太阳齿轮作为所述输出元件，所述太阳齿轮作为所述控制元件；第二行星齿轮与所述行星齿轮两个元件中的任意一个元件可转动的安装在所述行星架上、并且两个元件之间通过第二单向离合器接合，所述行星架固定连接在所述转子上，所述行星齿轮与所述太阳齿轮啮合，第二行星齿轮与第二太阳齿轮啮合；所述输入元件、所述输出元件和所述控制元件三个元件中的任意两个元件之间通过第一单向离合器接合，所述控制元件和所述定子固定安装在所述支架上。

所述的行星式两档驱动装置，其中还包括与与所述行星齿轮数量相同的第二单向离合器，每一组所述行星齿轮与第二行星齿轮之间均通过对应数量的第二单向离合器接合。

所述的行星式两档驱动装置，其中还包括制动器，所述制动器包括从动端元件、固定端元件和至少一个制动元件，所述控制元件通过第二单向离合器与所述从动端元件接合，所述固定端元件与所述支架为一个整体或者固定连接，所述从动端元件和所述固定端元件通过所述制动元件可选择的相接合或者被分离。或者第二单向离合器被省略，所述制动器中的所述从动端元件与所述控制元件为一个整体或者固定连接，所述固定端元件与所述支架为一个整体或者固定连接，所述从动端元件和所述固定端元件通过所述制动元件可选择的相接合或者被分离。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述制动器被设为鼓式制动器，或者所述制动器被设为凸轮式制动器，或者所述制动器被设为盘式制动器，或者所述制动器被设为定钳盘制动器，或者所述制动器被设为浮钳盘制动器，或者所述制动器被设为电磁制动器。

所述的行星式两档驱动装置，其中还包括牵引装置和至少一个复位弹簧，所述从动端元件设为从动端齿轮，所述固定端元件设为固定端支架，所述制动元件设为制动栓，所述制动栓上设置有至少一个制动齿，所述固定端支架与所述支架为一个整体或者固定连接，所述制动栓的一端与所述固定端支架枢接、另一端与所述牵引装置枢接，通过所述复位弹簧推动所述制动栓在所述固定端支架上转动使所述制动齿与所述从动端齿轮啮合实现制动功能，通过所述牵引装置带动所述制动栓在所述固定端支架上反向转动使所述制动齿与所述从动端齿轮实现分离功能。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述固定端支架与所述支架为一个整体或者固定连接，所述制动栓滑动的安装在所述固定端支架上、并且与所述牵引装置相连接，通过所述复位弹簧推动所述制动栓在所述固定端支架上滑动使所述制动齿与所述从动端齿轮啮合实现制动功能，通过所述牵引装置带动所述制动栓在所述固定端支架上反向滑动使所述制动齿与所述从动端齿轮实现分离功能。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述制动栓还可以设为制动内齿圈，所述制动内齿圈只能依所述从动端齿轮的轴向滑动的安装在所述固定端支架上、并且与所述牵引装置相连接，通过所述复位弹簧推动所述制动内齿圈在所述固定端支架上滑动使所述制动内齿圈与所述从动端齿轮啮合实现制动功能，通过所述牵引装置带动所述制动内齿圈在所述固定端支架上反向滑动使所述制动内齿圈与所述从动端齿轮实现分离功能。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述制动栓还可以设为制动齿轮，所述从动端齿轮设为从动端内齿圈，所述制动齿轮只能轴向滑动的安装在所述固定端支架上、并且与所述牵引装置相连接，通过所述复位弹簧推动所述制动齿轮在所述固定端支架上滑动使所述制动齿轮与所述从动端内齿圈啮合实现制动功能，通过所述牵引装置带动所述制动齿轮在所述固定端支架上反向滑动使所述制动齿轮与所述从动端内齿圈实现分离功能。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述牵引装置包括第二电机、螺杆和螺母，所述固定端支架与所述支架为一个整体或者固定连接，所述制动栓滑动的安装在所述固定端支架上，所述螺母与所述制动栓为一个整体或者固定连接，所述螺杆与所述螺母啮合、并且与第二电机的输出轴为一个整体或者固定连接，第二电机的壳体固定安装在所述固定端支架，所述复位弹簧设置在所述制动栓与所述固定端支架之间，通过第二电机的正转和反转驱动所述制动栓在所述固定端支架上前后滑动，使所述制动齿与所述从动端齿轮啮合实现制动和分离功能。

所述的行星式两档驱动装置，其中还包括轮辋，所述轮辋设置在所述输出元件上。或者所述支架设为中间固定轴，所述轮辋设置在所述输出元件上并且可转动的安装在所述中间固定轴上。

所述的行星式两档驱动装置，其中所述电机被省略，只包括了支架、行星轮系、第一单向离合器和第二单向离合器，所述行星轮系包括所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件，所述输入元件被原动力驱动，所述输出元件与外部元件连接，所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件三个元件中的任意两个元件之间通过第一单向离合器接合，所述控制元件通过第二单向离合器与所述支架接合，所述支架被固定。

本发明行星式两档驱动装置的第一种两档驱动方法具体步骤包括：

（1）当所述输入元件向顺时针方向做功时，所述输出元件以逆时针方向转动为第一档位输出；

（2）当所述输入元件向逆时针方向做功时，所述输出元件也以逆时针方向转动为第二档位输出。

（3）当所述输入元件无做功时，所述输出元件只能向逆时针方向自由转动。

本发明行星式两档驱动装置的第二种两档驱动方法具体步骤包括：

1）当所述输入元件向顺时针方向做功时，所述输出元件以逆时针方向转动为第一档位输出；

（2）当所述输入元件向逆时针方向做功时，所述输出元件也以逆时针方向转动为第二档位输出。

（3）当所述输入元件无做功时，所述输出元件可以向顺时针方向和逆时针方向自由转动。

本发明行星式两档驱动装置的第三种两档驱动方法具体步骤包括：

（1）当所述制动器处于制动状态，所述转子向顺时针方向做功时、所述输出元件以逆时针方向转动为第一档位输出，所述转子向逆时针方向做功时、所述输出元件也以逆时针方向转动为第二档位输出，所述转子无做功时、所述输出元件只能向逆时针方向自由转动。

（2）当所述制动器处于分离状态时，所述输出元件可以顺时针方向和逆时针方向自由转动。

本发明行星式两档驱动装置的第四种两档驱动方法具体步骤包括：

（1）当所述制动器处于制动状态，所述转子向顺时针方向做功时、所述输出元件以逆时针方向转动为第一档位输出，所述转子无做功时、所述输出元件只能向逆时针方向自由转动。

（2）当所述制动器处于分离状态时，所述转子向逆时针方向做功时、所述输出元件也以逆时针方向转动为第二档位输出，所述转子无做功时、所述输出元件可以顺时针方向和逆时针方向自由转动。

本发明的有益效果：本发明通过一个电机转子正转和反转的交替做功，再通过两个单向离合器自动完成行星轮系中传动路线的切换，以实现两个不同传动比的输出，可以有效提高传动机构的传动比和传动效率，无需任何外部动力执行元件就可以实现两档驱动。本发明结构紧凑、体积小、质量轻，能大幅增加车辆的负载能力，节能效果明显，提高电机的工作效率等。本发明可用于电动自行车、电动摩托车、电动滑板车等，还可以用于各种电动车辆的驱动、绳索攀爬装置和单向机械传动等领域。

附图说明

本发明包括如下附图：

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图；

图3是本发明实施例三的结构示意图；

图4是本发明实施例四的结构示意图；

图5是本发明实施例五的结构示意图；

图6是本发明实施例六的结构示意图；

图7是本发明实施例七的结构示意图；

图8是本发明实施例八的结构示意图；

图9是本发明实施例九的结构示意图；

图10是本发明实施例十的结构示意图；

图11是本发明实施例十一的结构示意图；

图12是本发明实施例十二的结构示意图；

图13是本发明实施例十三的结构示意图；

图14是本发明实施例十四的结构示意图；

图15是本发明实施例十五的结构示意图；

图16是本发明实施例十五的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明:

如图1所示，本发明行星式两档驱动装置，包括支架1、电机100、行星轮系200、第一单向离合器8和第二单向离合器9，电机100包括转子3和定子2，行星轮系200包括内齿圈6、太阳齿轮4、行星架7和多个行星齿轮5；

多个行星齿轮5绕行星架7的轴线平均分布并可转动的安装在行星架7上，内齿圈6、太阳齿轮4和行星架7以相同轴线设置，内齿圈6和太阳齿轮4分别与行星齿轮5啮合；

太阳齿轮4作为所述输入元件并且与转子3为一个整体或者固定连接，内齿圈6和行星架7两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器8与太阳齿轮4接合，行星架7作为控制元件并且通过第二单向离合器9与支架1接合，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相反方向设置，支架1被固定，定子2固定安装在支架1上，转子3产生机械能做功，内齿圈6作为所述输出元件；当所述输入元件被顺时针方向驱动时，第一单向离合器8处于超越状态，第二单向离合器9处于锁定状态阻止所述控制元件顺时针方向转动，所述输出元件逆时针方向低速转动；当所述输入元件被逆时针方向驱动时，第二单向离合器9处于超越状态，第一单向离合器8处于锁定状态，所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件逆时针方向同步转动；以实现两档驱动。

在本发明的具体实施例中，转子3设置在定子2的外侧并且通过轴承可转动的安装在支架1上，第一单向离合器8的内环与转子3固定连接，第一单向离合器8的外环与行星架7固定连接，第二单向离合器9的内环与支架1固定连接，第二单向离合器9的外环与行星架7固定连接，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相反方向设置。

在本发明的具体实施例中，可以选择第一单向离合器8的外环与转子3固定连接，第一单向离合器8的内环与行星架7固定连接。

在本发明的具体实施例中，还可以选择第二单向离合器9的外环与支架1固定连接，第二单向离合器9的内环与行星架7固定连接，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相反方向设置。

在本发明的具体实施例中，电机100中的转子3上设置永磁体，定子2上设置电枢绕组，转子3产生机械能做功。

在本发明的具体实施例中，还可以选择第一单向离合器8的内环与转子3固定连接，第一单向离合器8的外环与内齿圈6固定连接，第二单向离合器9的内环与支架1固定连接，第二单向离合器9的外环与行星架7固定连接，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相反方向设置。

在本发明的具体实施例中，还可以选择第一单向离合器8的外环与转子3固定连接，第一单向离合器8的内环与内齿圈6固定连接，第二单向离合器9的外环与支架1固定连接，第二单向离合器9的内环与行星架7固定连接，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相反方向设置。

在本发明的具体实施例中，可以选择电机100中的转子3上设置所述电枢绕组，定子2上设置永磁体，转子3产生机械能做功。

在本发明的具体实施例中，可以选择内齿圈6作为所述输入元件并且与转子3为一个整体或者固定连接，太阳齿轮4和行星架7两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器8与内齿圈6接合，行星架7作为所述控制元件并且通过第二单向离合器9与支架1接合，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相反方向设置，支架1被固定，定子2固定安装在支架1上，转子3产生机械能做功，太阳齿轮4作为所述输出元件；当所述输入元件被顺时针方向驱动时，第一单向离合器8处于超越状态，第二单向离合器9处于锁定状态阻止所述控制元件顺时针转动，所述输出元件逆时针方向高速转动；当所述输入元件逆时针方向驱动时，第二单向离合器9处于超越状态，第一单向离合器8处于锁定状态，所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件逆时针方向同步转动；以实现两档驱动。

在本发明的具体实施例中，还可以选择内齿圈6作为所述输入元件并且与转子3为一个整体或者固定连接，太阳齿轮4和行星架7两个元件之间通过第一单向离合器8接合，行星架7作为控制元件并且通过第二单向离合器9与支架1接合，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相同方向设置，太阳齿轮4作为所述输出元件。

在本发明的具体实施例中，可以选择电机100设为驱动轮，所述驱动轮作为所述输入元件；或者电机100设为驱动轴，所述驱动轴作为所述输入元件。

在本发明的具体实施例中，可以选择第一单向离合器8设为第一离合器；或者第一单向离合器8设为单向离心式离合器；或者第二单向离合器9设为第二离合器；或者第一单向离合器8设为第一离合器，第二单向离合器9设为第二离合器。

在本发明的具体实施例中，还可以选择第一离合器设为第一刺轮离合器。

在本发明的具体实施例中，还可以选择第二离合器设为第二刺轮离合器。

在本发明的具体实施例中，可以选择转子3通过第一单向离合器8与内齿圈6接合，第一单向离合器8的内环与转子3固定连接，第一单向离合器8的外环与内齿圈6固定连接。

在本发明的具体实施例中，还可以选择太阳齿轮4作为所述输入元件并且与转子3为一个整体或者固定连接，内齿圈6和行星架7两个元件之间通过第一单向离合器8接合，行星架7作为控制元件并且通过第二单向离合器9与支架1接合，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相同方向设置，内齿圈6作为所述输出元件。

在本发明的具体实施例中，可以选择转子3设置在定子2的内侧并且通过轴承可转动的安装在支架1上。

在本发明的具体实施例中，其实现的两档驱动方法具体步骤包括：

（1）当电机100的转子3向顺时针方向做功时，所述输出元件以逆时针方向转动为第一档位输出；

（2）当电机100的转子3向逆时针方向做功时，所述输出元件也以逆时针方向转动为第二档位输出。

（3）当电机100的转子3无做功时，所述输出元件只能向逆时针方向自由转动。

如图2所示，本发明中的电机100被省略，只包括了支架1、行星轮系200、第一单向离合器8和第二单向离合器9，行星轮系200包括所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件，所述输入元件被原动力驱动，所述输出元件与外部元件连接，所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件三个元件中的任意两个元件之间通过第一单向离合器8接合，所述控制元件通过第二单向离合器9与支架1接合，支架1被固定。

在本发明的具体实施例中，太阳齿轮4和内齿圈6两个元件中的任意一个元件作为所述输入元件、另一个元件作为所述输出元件，行星架7作为所述控制元件，太阳齿轮4和行星架7两个元件之间通过第一单向离合器8接合，行星架7和支架1两个元件之间通过第二单向离合器9接合，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相同方向设置。

在本发明的具体实施例中，可以选择行星架7作为所述控制元件，太阳齿轮4、内齿圈6和行星架7三个元件中的两个元件之间通过第一单向离合器8接合，

如图3所示，本发明中的行星轮系200还包括与行星齿轮5数量相同的第二行星齿轮10，第二行星齿轮10与行星齿轮5为一个整体或者固定连接，行星齿轮5和第二行星齿轮10可转动的安装在行星架7上，行星齿轮5和第二行星齿轮10两个元件中的任意一个元件与内齿圈轮6啮合、另一个元件与太阳齿轮4啮合。

如图4所示，本发明中的多个行星齿轮5绕行星架7的轴线平均分布并可转动的安装在行星架7上，与行星齿轮5数量相同的第二行星齿轮10也绕行星架7的轴线平均分布并可转动的安装在行星架7上，内齿圈6和第二行星齿轮10分别与行星齿轮5啮合，太阳齿轮4与第二行星齿轮10啮合；转子3与太阳齿轮4为一个整体或者固定连接，内齿圈6和行星架7两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器8与太阳齿轮4接合，内齿圈6作为所述控制元件并且通过第二单向离合器9与支架1接合，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相反方向设置，支架1被固定，定子2固定安装在支架1上，太阳齿轮4作为所述输入元件，行星架7作为所述输出元件；当所述输入元件被顺时针方向驱动时，第一单向离合器8处于超越状态，第二单向离合器9处于锁定状态阻止所述控制元件顺时针转动，所述输出元件逆时针方向低速转动；当所述输入元件被逆时针方向驱动时，第二单向离合器9处于超越状态，第一单向离合器8处于锁定状态，所述输入元件、所述控制元件和所述输出元件逆时针方向同步转动；以实现两档驱动。

如图5所示，本发明中的行星轮系200还包括第二太阳齿轮11，多个行星齿轮5绕行星架7的轴线平均分布并可转动的安装在行星架7上，与行星齿轮5数量相同的第二行星齿轮10也绕行星架7的轴线平均分布并可转动的安装在行星架7上，第二太阳齿轮11与太阳齿轮4以相同轴线设置，内齿圈6、太阳齿轮4和第二行星齿轮10分别与行星齿轮5啮合，第二太阳齿轮11与第二行星齿轮10啮合；太阳齿轮4和第二太阳齿轮11两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器8与转子3接合、另一个元件通过第二单向离合器9与转子3接合，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相反方向设置；内齿圈6和行星架7两个元件中的任意一个元件作为所述输出元件，另一个元件作为所述控制元件并且与支架1固定连接，转子3作为所述输入元件。

如图6所示，本发明可以选择内齿圈6被省略，多个行星齿轮5绕行星架7的轴线平均分布并可转动的安装在行星架7上，与行星齿轮5数量相同的第二行星齿轮10也绕行星架7的轴线平均分布并可转动的安装在行星架7上，第二太阳齿轮11与太阳齿轮5以相同轴线设置，太阳齿轮4和第二行星齿轮10分别与行星齿轮5啮合，第二太阳齿轮11与第二行星齿轮10啮合；转子3与太阳齿轮4为一个整体或者固定连接，行星架7和第二太阳齿轮11两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器8与转子3接合，行星架7作为所述控制元件并且通过第二单向离合器9与支架1接合，支架1被固定，定子2固定安装在支架1上，太阳齿轮4作为所述输入元件，第二太阳齿轮11作为所述输出元件。

如图7所示，本发明还可以选择内齿圈6被省略，第二行星齿轮10与行星齿轮5以相同轴线设置并为一个整体或者固定连接，行星齿轮5和第二行星齿轮10可转动的安装在行星架7上，行星架7固定连接在转子3上，行星齿轮5与太阳齿轮4啮合，第二行星齿轮10与第二太阳齿轮11啮合；太阳齿轮4和第二太阳齿轮11两个元件中的任意一个元件通过第一单向离合器8与转子3接合，太阳齿轮4作为所述控制元件并且通过第二单向离合器9与支架1接合，第一单向离合器8和第二单向离合器9的超越方向以相反方向设置，支架1被固定，定子2固定安装在支架1上，行星架7作为所述输入元件，第二太阳齿轮11作为所述输出元件。

如图8所示，本发明行星架7作为所述输入元件，第二太阳齿轮11作为所述输出元件，太阳齿轮4作为所述控制元件；第二行星齿轮10与行星齿轮5两个元件中的任意一个元件可转动的安装在行星架7上、并且两个元件之间通过第二单向离合器9接合，行星架7固定连接在转子3上，行星齿轮5与太阳齿轮4啮合，第二行星齿轮10与第二太阳齿轮11啮合；所述输入元件和所述输出元件之间通过第一单向离合器接合，所述控制元件和定子2固定安装在支架1上，支架1被固定，转子3作为原驱动力产生机械能做功。

在本发明的具体实施例中，还包括与行星齿轮5数量相同的第二单向离合器9，每一组行星齿轮5与第二行星齿轮10之间均通过对应数量的第二单向离合器9接合。

如图9所示，本发明还包括制动器300，制动器300包括从动端元件、固定端元件和至少一个制动元件（图中未示出），所述控制元件通过第二单向离合器9与所述从动端元件接合，所述固定端元件与支架1为一个整体或者固定连接，所述从动端元件和所述固定端元件通过所述制动元件可选择的相接合或者被分离。

在本发明的具体实施例中，行星架7作为所述控制元件，第二单向离合器9的内环与所述控制元件固定连接，第二单向离合器9的外环与所述从动端元件为一个整体或者固定连接（图中未示出）。

在本发明的具体实施例中，可以选择第二单向离合器9的外环与所述控制元件固定连接，第二单向离合器9的内环与所述从动端元件为一个整体或者固定连接。

在本发明的具体实施例中，可以选择制动器300被设为鼓式制动器，或者制动器300被设为凸轮式制动器，或者制动器300被设为盘式制动器，或者制动器300被设为定钳盘制动器，或者制动器300被设为浮钳盘制动器，或者制动器300被设为电磁制动器。

在本发明的具体实施例中，其实现的两档驱动方法具体步骤包括：

（1）当制动器300处于制动状态，电机100的转子3向顺时针方向做功时、所述输出元件以逆时针方向转动为第一档位输出，电机100的转子3向逆时针方向做功时、所述输出元件也以逆时针方向转动为第二档位输出，电机100的转子3无做功时、所述输出元件只能向逆时针方向自由转动。

（2）当制动器300处于分离状态时，所述输出元件可以顺时针方向和逆时针方向自由转动。

如图10所示，本发明中的第二单向离合器9被省略，制动器300中的所述从动端元件与所述控制元件为一个整体或者固定连接，所述固定端元件与支架1为一个整体或者固定连接，所述从动端元件和所述固定端元件通过所述制动元件可选择的相接合或者被分离（图中未示出）。

在本发明的具体实施例中，其实现的两档驱动方法具体步骤包括：

（1）当制动器300处于制动状态，电机100的转子3向顺时针方向做功时、所述输出元件以逆时针方向转动为第一档位输出，电机100的转子3无做功时、所述输出元件只能向逆时针方向自由转动。

（2）当制动器300处于分离状态时，电机100的转子3向逆时针方向做功时、所述输出元件也以逆时针方向转动为第二档位输出，电机100的转子3无做功时、所述输出元件可以顺时针方向和逆时针方向自由转动。

图11所示，本发明中的制动器300包括从动端元件12、固定端元件13和至少一个制动元件14, 制动元件14上设置有至少一个制动齿14a,从动端元件12设为从动端齿轮元件12，制动元件14枢接在固定端元件13上，当制动元件14绕枢接处的轴线向一个方向转动时制动齿14a与从动端齿轮元件12啮合，从动端齿轮元件12被制动；当制动元件14绕枢接处的轴线向另一个方向转动时制动齿14a与从动端齿轮元件12分离，从动端齿轮元件12处于自由状态。

在本发明的具体实施例中，制动元件14上设置有制动齿14a、制动齿14b和制动齿14c，当制动元件14绕枢接处的轴线向一个方向转动时制动齿14a、制动齿14b和制动齿14c分别与从动端齿轮元件12啮合，从动端齿轮元件12被制动；当制动元件14绕枢接处的轴线向另一个方向转动时制动齿14a、制动齿14b和制动齿14c均与从动端齿轮元件12分离，从动端齿轮元件12处于自由状态。

如图12所示，本发明中还包括牵引装置400和至少一个复位弹簧15，从动端元件12设为从动端齿轮12，固定端元件13设为固定端支架13，制动元件14设为制动栓14，制动栓14上设置有制动齿14a、制动齿14b和制动齿14c；固定端支架13与支架1为一个整体或者固定连接（图中未示出），制动栓14滑动的安装在固定端支架13上、并且与牵引装置400相连接，通过复位弹簧15推动制动栓14在固定端支架13上滑动使制动齿14a、制动齿14b和制动齿14c与从动端齿轮12啮合实现制动功能，通过牵引装置400带动制动栓14在固定端支架13上反向滑动使制动齿14a、制动齿14b和制动齿14c与从动端齿轮12实现分离功能。

在本发明的具体实施例中，制动栓14只能依从动端齿轮12的法向滑动安装在固定端支架13上。

在本发明的具体实施例中，可以选择制动栓14设为制动内齿圈，所述制动内齿圈只能依从动端齿轮12的轴向滑动的安装在固定端支架13上、并且与牵引装置400相连接，通过复位弹簧15推动所述制动内齿圈在固定端支架13上滑动使所述制动内齿圈与从动端齿轮12啮合实现制动功能，通过牵引装置400带动所述制动内齿圈在固定端支架13上反向滑动使所述制动内齿圈与从动端齿轮12实现分离功能。

在本发明的具体实施例中，可以选择制动栓14还可以设为制动齿轮，从动端齿轮12设为从动端内齿圈，所述制动齿轮只能轴向滑动的安装在固定端支架13上、并且与牵引装置400相连接，通过复位弹簧17推动所述制动齿轮在固定端支架13上滑动使所述制动齿轮与所述从动端内齿圈啮合实现制动功能，通过牵引装置400带动所述制动齿轮在固定端支架13上反向滑动使所述制动齿轮与所述从动端内齿圈实现分离功能。

如图13所示，本发明的牵引装置400中包括第二电机18、螺杆16和螺母17，固定端支架13与支架1为一个整体或者固定连接（图中未示出），制动栓14滑动的安装在固定端支架13上，螺母17与制动栓14为一个整体或者固定连接，螺杆16与螺母17啮合、并且与第二电机18的输出轴为一个整体或者固定连接，第二电机18的壳体固定安装在固定端支架13上，复位弹簧15设置在制动栓14与固定端支架13之间，通过第二电机18的正转和反转驱动制动栓14在固定端支架13上前后滑动，使制动齿14a、制动齿14b和制动齿14c与从动端齿轮12啮合实现制动和分离功能。

在本发明的具体实施例中，制动栓14只能依从动端齿轮12的法向滑动安装在固定端支架13上。

在本发明的具体实施例中，可以选择复位弹簧15被省略。

如图14所示，本发明还包括轮辋19，轮辋19设置在所述输出元件上。或者支架1设为中间固定轴1，轮辋19设置在所述输出元件上并且可转动的安装在中间固定轴1上。

在本发明的具体实施例中，多个行星齿轮5绕行星架7的轴线平均分布并可转动的安装在行星架7上，内齿圈6、太阳齿轮4和行星架7以相同轴线设置，内齿圈6和太阳齿轮4分别与行星齿轮5啮合；太阳齿轮4作为所述输入元件并且与转子3为一个整体或者固定连接，行星架7作为所述控制元件，第一单向离合器8的内环与太阳齿轮4固定连接、第一单向离合器8的外环与行星架7固定连接，第二单向离合器9的外环与行星架7固定连接、第二单向离合器9的内环支架1固定连接，支架1被固定，定子2固定安装在支架1上，内齿圈6作为所述输出元件，轮辋19设置内齿圈6上；电机100、行星轮系200和轮辋19依次轴向设置，转子3通过轴承可转动的安装在支架1上，轮辋19的两端分别通过轴承可转动的安装在支架1和转子3上。

在本发明的具体实施例中，第一单向离合器8设为所述单向离心式离合器，其实现的两档驱动方法具体步骤包括：

（1）当电机100的转子3向顺时针方向做功时，所述输出元件以逆时针方向转动为第一档位输出；

（2）当电机100的转子3向逆时针方向做功时，所述输出元件也以逆时针方向转动为第二档位输出。

（3）当电机100的转子3无做功时，所述输出元件可以向顺时针方向和逆时针方向自由转动。

如图15所示，本发明中还包括第一端盖20、第二端盖22和中间连接元件21，第一端盖20、定子2、转子3、第一单向离合器8、太阳齿轮4、行星架7、第二单向离合器9和第二端盖22以相同轴线设置并且依次套设在支架1上，第一端盖20和第二端盖22分别通过轴承可转动的安装在支架1上，定子2固定安装在支架1上，转子3套设在定子2上并且通过轴承可转动的安装在支架1上，第一单向离合器8的内环与转子3固定连接，第一单向离合器8的外环与行星架7固定连接，转子3与太阳齿轮4为一个整体或者固定连接，行星架7通过轴承可转动的安装在支架1上，第二单向离合器9的外环与行星架7固定连接，第二单向离合器9的内环与支架1固定连接，内齿圈6作为所述输出元件并且固定安装在中间连接元件21上，轮辋19与中间连接元件21为一个整体或者固定连接，第一端盖20、第二端盖22和中间连接元件21依次固定连接并且将电机100和行星轮系200设置在其构成的内部空间中。

如图16所示，本发明中定子2套设在转子3上，转子3通过轴承可转动的安装在支架1上，定子2固定安装在支架1上，行星轮系200设置在转子3构成的内部空间中。

本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。