CN102642466B - 一种电子油门踏板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子油门踏板，它包括弹簧轴套（1）、齿臂扇（2）、脚踏板盒盖（3）、齿轮电位器（4）、线路板（5）、Ⅰ号线缆束（6）、Ⅱ号线缆束（7）、踏板器（8）、固定板（9）、踏板座（10）、固定片（13）、衬套（14）、轴（15）、限位板（16）、小O形圈（17）、大O形圈（18）、螺栓（19）、螺钉（20）、螺钉（21）、螺母（22）、螺钉（23）、电连接器（26）、过线圈（27）和螺堵（28），本发明的优点是：结构简单、紧凑，可靠性高，电磁兼容性好，具有线性放大传动系统，脚踏全程角度对应电位器角度输出全程，信号输出线性好，具有最大扭矩输出变特性功能，使理论踏动转角和信号输出呈线性关系，提高驾驶操作精度。
Description
技术领域
本发明属于电子控制技术领域，具体涉及一种电子油门踏板。
背景技术
众所周知，为控制机动车油缸的进油量，进而控制发动机的转速和功率，以最终实现对机动车车速的控制，故在机动车驾驶室内都设置有油门踏板。传统的油门踏板大都是机械油门踏板，是通过连杆或拉索来实现对油门的开度控制，其一系列动作均为机械运动，由于这种机械油门踏板的一系列动作都是机械运动，使得其传动精度和灵敏度不高，无法更高地实现节油和精确控制车速。
由于机械油门踏板的不足，许多企业研制并生产了电子油门踏板，电子油门踏板可广泛地应用在电子控制领域。但现有的电子油门踏板内部电位器转角有效利用率低，理论踏动转角和信号输出不呈线性关系，造成驾驶操作精度低，操作意图输出不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子油门踏板，结构简单、紧凑，可靠性高，电磁兼容性好，具有线性放大传动系统，脚踏全程角度对应电位器角度输出全程，信号输出线性好，具有最大扭矩输出变特性功能，使理论踏动转角和信号输出呈线性关系，提高驾驶操作精度。
本发明采用的技术方案是：一种电子油门踏板，包括弹簧轴套1、齿臂扇2、脚踏板盒盖3、齿轮电位器4、线路板5、Ⅰ号线缆束6、Ⅱ号线缆束7、踏板器8、固定板9、踏板座10、固定片13、衬套14、轴15、限位板16、小O形圈17、大O形圈18、螺栓19、螺钉20、螺钉21、螺母22、螺钉23、电连接器26、过线圈27和螺堵28，脚踏板盒盖3的结合面沿周边设有封闭的矩形槽，内部设有大O形圈18，踏板座10的上部外形呈“凸”字形，结合面沿周边设有矩形凸沿，与脚踏板盒盖3的矩形槽相配，窄部下端设有平板座，平板座上设有通孔，用于与外部连接，端部铸有垫柱，顶部为斜面，用于踏板器8调整限位支撑，内部对称地设有两个插板槽，线路板5插入在插板槽中，盒内底部设有螺纹孔，固定板9通过螺钉21与踏板座10的内底部相连接，限位板16通过螺栓19和螺母22与踏板座10的内底部相连接，电连接器26通过紧固件固定在踏板座10的侧壁上，螺堵28安装在踏板座10的另一侧壁上，衬套14外形呈带法兰圆筒状，法兰朝外，外圆与踏板座10的轴承孔紧密配合，轴15安装在衬套14的内孔中，在轴15的两端圆柱部位设有密封槽，密封槽上设置有小O形圈17，小O形圈17的外圆与衬套14的内孔紧密接触，弹簧轴套1套装在轴15的中部，通过螺钉23与齿臂扇2相连接，固定板9的外形呈“L”状，在长边上设置有大小两个光孔，在大孔周围设有螺纹孔，齿轮电位器4穿过大孔，通过固定片13和螺钉20与固定板9相连接，过线圈27安装在固定板9的小孔上，踏板器8与轴15相连接，Ⅰ号线缆束6连接线路板5和电连接器26，Ⅱ号线缆束7穿过过线圈27连接齿轮电位器4和线路板5，齿臂扇2的齿轮部与齿轮电位器4的齿轮部相啮合。
本发明可做以下改进，所述的弹簧轴套1由轴套29、左旋弹簧30、固定盘架31、轴承32、垫片33、右旋弹簧34、挡圈35、销49组成，轴套29的外形呈台阶形，中心设有中心通孔，两端端面上对称设置有销孔，两端圆柱上设置有挡圈槽，中部为半圆柱，直径比两侧大，在形成的槽平面上设有螺纹孔，在半圆柱侧面设有定位通孔，固定盘架31中心设有中心通孔，在对应轴套29的销孔处，固定盘架31的端面设置有弧形椭圆槽，在外周边设有插槽和若干定位通孔，固定盘架31在中心通孔对侧设有卡爪，卡爪中部为一通槽，左旋弹簧30和右旋弹簧34为圆柱扭簧，挂钩设在簧丝两端，与簧丝呈直角，方向平行与弹簧轴线，销49对称地安装于轴套29两端端面的销孔中，轴承32安装在固定盘架31的中心通孔中，固定盘架31、轴承32和垫片33对称地安装在轴套29两端的圆柱上，挡圈35对称地安装在轴套29两端圆柱的挡圈槽中，左旋弹簧30和右旋弹簧34一端挂钩插入轴套29的定位通孔中，另一端插入固定盘架31的定位通孔中，销49的另一端插入固定盘架31圆弧椭圆槽中。
所述的齿轮电位器4由齿轮46、电位器47、销48组成，齿轮46为圆柱齿轮，齿轮一端为直径较小的圆柱，其外圆上设有销孔，中心设有中心通孔，电位器47的出轴上设有同直径的销孔，销48为弹性圆柱销，齿轮46套装在电位器47的出轴上，通过销48相连接。
所述的脚踏板盒盖3由盒盖43、螺钉44、卡环45组成，盒盖43上设有通孔，螺钉44为开槽盘头不脱出螺钉，卡环45为弹簧钢板卷成的圆筒，卡环45安装于盒盖43的通孔中，外圆与内壁紧密结合，螺钉44安装在卡环45的内孔中。
所述的齿臂扇2由齿臂36、齿扇37、限位螺杆38、弹簧39、螺母40、螺钉41、垫圈42、销48组成，齿臂36为矩形条，一端设有通孔，另一端设有销孔和螺纹孔，齿扇37的一边为齿形，大面上设有销孔和通孔，限位螺杆38的一端为外螺纹，另一端为圆柱，圆柱的外圆上设有通孔，用于拧螺母40时提供反力，齿臂36和齿扇37通过螺钉41、垫圈42和销48相连接，弹簧39插入在限位螺杆38上，限位螺杆38穿过齿臂36的通孔，通过螺母40与其相连接。
所述的限位板16的一边与弹簧轴套1上的固定盘架31的插槽插接，用于限制固定盘架31的转动。
所述的轴15中部设有扁身，宽度与齿臂36厚度相等，深度与轴套29中部槽平面平齐，轴15的两端对称设有方形块，方形块的平面与扁身的平面呈一定角度。
所述的踏板器8由踏板50、螺钉11、压轴板12、螺栓24和螺母25组成，踏板50正面上部设有防滑条纹，底部有弧形挡脚凸沿，反面设有加强筋，靠近底部两侧设有叉形立臂，踏板50反面底部设有凸起，其上设有螺纹盲孔，上拧有螺栓24，并用螺母25锁紧，两侧立臂上均对称设有方形窝和两个平底沉孔，踏板50两侧立臂上的方形窝套装在轴15两端的方形块上，通过螺钉11和压轴板12使其相连接。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：结构简单、紧凑，可靠性高，电磁兼容性好，具有线性放大传动系统，脚踏全程角度对应电位器角度输出全程，信号输出线性好，具有最大扭矩输出变特性功能，使理论踏动转角和信号输出呈线性关系，提高驾驶操作精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明去掉脚踏板盒盖3和踏板器8的俯视结构示意图；
图3为弹簧轴套1的结构示意图；
图4为弹簧轴套1的端面结构示意图；
图5为齿臂扇2的结构示意图；
图6为齿轮电位器4的结构示意图；
图7为踏板器8俯视结构局部示意图；
图8为图7的A-A剖视结构示意图；
图9为脚踏板盒盖3的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图9所示，一种电子油门踏板，包括弹簧轴套1、齿臂扇2、脚踏板盒盖3、齿轮电位器4、线路板5、Ⅰ号线缆束6、Ⅱ号线缆束7、踏板器8、固定板9、踏板座10、固定片13、衬套14、轴15、限位板16、小O形圈17、大O形圈18、螺栓19、螺钉20、螺钉21、螺母22、螺钉23、电连接器26、过线圈27和螺堵28；脚踏板盒盖3由盒盖43、螺钉44、卡环45组成，盒盖43上设有通孔，螺钉44为开槽盘头不脱出螺钉，卡环45为弹簧钢板卷成的圆筒，卡环45安装于盒盖43的通孔中，外圆与内壁紧密结合，螺钉44安装在卡环45的内孔中，脚踏板盒盖3的结合面沿周边设有封闭的矩形槽，内部设有大O形圈18；踏板座10的上部外形呈“凸”字形，结合面沿周边设有矩形凸沿，与脚踏板盒盖3的矩形槽相配，窄部下端设有平板座，平板座上设有通孔，用于与外部连接，端部铸有垫柱，顶部为斜面，用于踏板器8调整限位支撑，内部对称地设有两个插板槽，线路板5插入在插板槽中，盒内底部设有螺纹孔，固定板9通过螺钉21与踏板座10的内底部相连接，限位板16通过螺栓19和螺母22与踏板座10的内底部相连接，电连接器26通过紧固件固定在踏板座10的侧壁上，螺堵28安装在踏板座10的另一侧壁上，衬套14的材料为黄铜，起滑动轴承作用，衬套14外形呈带法兰圆筒状，法兰朝外，外圆与踏板座10的轴承孔紧密配合；轴15中部设有扁身，宽度与齿臂36厚度相等，深度与轴套29中部槽平面平齐，轴15的两端对称设有四方形块，四方形块的平面与扁身的平面呈一定角度，轴15安装在衬套14的内孔中，在轴15的两端圆柱部位设有密封槽，密封槽上设置有小O形圈17，小O形圈17的外圆与衬套14的内孔紧密接触；弹簧轴套1由轴套29、左旋弹簧30、固定盘架31、轴承32、垫片33、右旋弹簧34、挡圈35、销49组成，轴套29的外形呈台阶形，中心设有中心通孔，两端端面上对称设置有四个销孔，两端圆柱上设置有挡圈槽，中部为半圆柱，直径比两侧大，在形成的槽平面上设有两个螺纹孔，在半圆柱侧面设有定位通孔，固定盘架31中心设有中心通孔，在对应轴套29的销孔处，固定盘架31的端面设置有两个弧形椭圆槽，在外周边设有插槽和五个定位通孔，固定盘架31在中心通孔对侧设有卡爪，卡爪中部为一通槽，左旋弹簧30和右旋弹簧34为圆柱扭簧，挂钩设在簧丝两端，与簧丝呈直角，方向平行与弹簧轴线，销49对称地安装于轴套29两端端面的销孔中，轴承32安装在固定盘架31的中心通孔中，固定盘架31、轴承32和垫片33对称地安装在轴套29两端的圆柱上，挡圈35对称地安装在轴套29两端圆柱的挡圈槽中，左旋弹簧30和右旋弹簧34一端挂钩插入轴套29的定位通孔中，另一端插入固定盘架31的定位通孔中，销49的另一端插入固定盘架31圆弧椭圆槽中，轴套29的中心通孔套装在轴15的中部，套装时注意轴15扁身的倾斜角度；轴15，使轴15的扁身与轴套29的槽平面平齐，将齿臂扇2放入槽内且与槽平面靠紧，通过螺钉23使其相连接，齿臂扇2由齿臂36、齿扇37、限位螺杆38、弹簧39、螺母40、螺钉41、垫圈42、销48组成，齿臂36为矩形条，一端消去矩形块，消去厚度为齿扇37的厚度，在窄条部分设有两个光孔，光孔之间设有螺纹孔，齿臂36和齿扇37通过销48互相插入后，用螺钉41和垫圈42将其固定，在宽条部分设有三个光孔，其中一侧两个光孔用于与弹簧轴套1连接，中部光孔装有限位螺杆38、弹簧39、螺母40，螺母40为自锁螺母；固定板9的外形呈“L”状，在长边上设置有大小两个光孔，大孔周围设有三个螺纹孔，齿轮电位器4由齿轮46、电位器47、销48组成，齿轮46为圆柱齿轮，齿轮一端为直径较小的圆柱，其外圆上设有销孔，中心设有中心通孔，电位器47的出轴上设有同直径的销孔，销48为弹性圆柱销，齿轮46套装在电位器47的出轴上，通过销48相连接，齿轮电位器4上的齿轮46穿过固定板9大孔，通过固定片13和螺钉20与固定板9相连接，过线圈27安装在固定板9的小孔上；踏板器8由踏板50、螺钉11、压轴板12、螺栓24和螺母25组成，踏板50正面上部设有防滑条纹，底部有弧形挡脚凸沿，反面设有加强筋，靠近底部两侧设有叉形立臂，踏板50反面底部设有凸起，其上设有螺纹盲孔，上拧有螺栓24，并用螺母25锁紧，两侧立臂上均对称设有四方形窝和两个平底沉孔，踏板50两侧立臂上的四方形窝套装在轴15两端的四方形块上，通过螺钉11和压轴板12使其相连接；Ⅰ号线缆束6连接线路板5和电连接器26，Ⅱ号线缆束7穿过过线圈27连接齿轮电位器4和线路板5；旋转齿轮46在电气输出零位附近位置与齿扇37啮合，通过螺堵28的安装孔，用螺丝刀松动螺钉20，微量旋转电位器47壳体，准确调整到电气零位，拧紧螺钉20和螺堵28；限位板16从侧面看为“L”形，短边与弹簧轴套1上的固定盘架31插槽插接，踏动踏板8时，限制固定盘架31的转动。
脚踏动作通过踏板器8—轴15—齿臂扇2—齿轮46传递到电位器47内部，通过电位器47上电气输出端子线性输出信号，根据齿扇37和齿轮46的传动比设置，在踏板踏动全程角度，对应齿轮转动角接近360°，电位器47单圈输出满量程。踏动角度与齿轮转动角度呈线性放大关系，齿轮46与电位器47同轴连接，电位器47为角度计量元件，因此该传动关系极大地提高了踏动角度的分辨率。弹簧轴套1对踏板起复位作用。
当踩踏踏板器8到最大行程段时，限位螺杆38的圆柱头接触到限位板16，之后压缩弹簧39，脚踏力突然加大，用于最大扭矩输出变特性功能。
Claims (9)
1.一种电子油门踏板，包括弹簧轴套（1）、齿臂扇（2）、脚踏板盒盖（3）、齿轮电位器（4）、线路板（5）、Ⅰ号线缆束（6）、Ⅱ号线缆束（7）、踏板器（8）、固定板（9）、踏板座（10）、固定片（13）、衬套（14）、轴（15）、限位板（16）、小O形圈（17）、大O形圈（18）、螺栓（19）、第一螺钉（20）、第二螺钉（21）、螺母（22）、第三螺钉（23）、电连接器（26）、过线圈（27）和螺堵（28），其特征在于，脚踏板盒盖（3）的结合面沿周边设有封闭的矩形槽，内部设有大O形圈（18），踏板座（10）的上部外形呈“凸”字形，结合面沿周边设有矩形凸沿，与脚踏板盒盖（3）的矩形槽相配，窄部下端设有平板座，平板座上设有通孔，用于与外部连接，端部铸有垫柱，顶部为斜面，用于踏板器（8）调整限位支撑，内部对称地设有两个插板槽，线路板（5）插入在插板槽中，盒内底部设有螺纹孔，固定板（9）通过第二螺钉（21）与踏板座（10）的内底部相连接，限位板（16）通过螺栓（19）和螺母（22）与踏板座（10）的内底部相连接，电连接器（26）通过紧固件固定在踏板座（10）的侧壁上，螺堵（28）安装在踏板座（10）的另一侧壁上，衬套（14）外形呈带法兰圆筒状，法兰朝外，外圆与踏板座（10）的轴承孔紧密配合，轴（15）安装在衬套（14）的内孔中，在轴（15）的两端圆柱部位设有密封槽，密封槽上设置有小O形圈（17），小O形圈（17）的外圆与衬套（14）的内孔紧密接触，弹簧轴套（1）套装在轴（15）的中部，通过第三螺钉（23）与齿臂扇（2）相连接，固定板（9）的外形呈“L”状，在长边上设置有大小两个光孔，在大孔周围设有螺纹孔，齿轮电位器（4）穿过大孔，通过固定片（13）和第一螺钉（20）与固定板（9）相连接，过线圈（27）安装在固定板（9）的小孔上，踏板器（8）与轴（15）相连接，Ⅰ号线缆束（6）连接线路板（5）和电连接器（26），Ⅱ号线缆束（7）穿过过线圈（27）连接齿轮电位器（4）和线路板（5），齿臂扇（2）的齿轮部与齿轮电位器（4）的齿轮部相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种电子油门踏板，其特征在于，弹簧轴套（1）由轴套（29）、左旋弹簧（30）、固定盘架（31）、轴承（32）、垫片（33）、右旋弹簧（34）、挡圈（35）、销组成，轴套（29）的外形呈台阶形，中心设有中心通孔，两端端面上对称设置有销孔，两端圆柱上设置有挡圈槽，中部为半圆柱，直径比两侧大，在形成的槽平面上设有螺纹孔，在半圆柱侧面设有定位通孔，固定盘架（31）中心设有中心通孔，在对应轴套（29）的销孔处，固定盘架（31）的端面设置有弧形椭圆槽，在外周边设有插槽和若干定位通孔，固定盘架（31）在中心通孔对侧设有卡爪，卡爪中部为一通槽，左旋弹簧（30）和右旋弹簧（34）为圆柱扭簧，挂钩设在簧丝两端，与簧丝呈直角，方向平行与弹簧轴线，销对称地安装于轴套（29）两端端面的销孔中，轴承（32）安装在固定盘架（31）的中心通孔中，固定盘架（31）、轴承（32）和垫片（33）对称地安装在轴套（29）两端的圆柱上，挡圈（35）对称地安装在轴套（29）两端圆柱的挡圈槽中，左旋弹簧（30）和右旋弹簧（34）一端挂钩插入轴套（29）的定位通孔中，另一端插入固定盘架（31）的定位通孔中，销的另一端插入固定盘架（31）圆弧椭圆槽中。
3.根据权利要求1所述的一种电子油门踏板，其特征在于，齿轮电位器（4）由齿轮（46）、电位器（47）、齿轮电位器销组成，齿轮（46）为圆柱齿轮，齿轮一端为直径较小的圆柱，其外圆上设有销孔，中心设有中心通孔，电位器（47）的出轴上设有同直径的销孔，齿轮电位器销为弹性圆柱销，齿轮（46）套装在电位器（47）的出轴上，通过齿轮电位器销相连接。
4.根据权利要求1所述的一种电子油门踏板，其特征在于，脚踏板盒盖（3）由盒盖（43）、脚踏板盒盖螺钉（44）、卡环（45）组成，盒盖（43）上设有通孔，脚踏板盒盖螺钉（44）为开槽盘头不脱出螺钉，卡环（45）为弹簧钢板卷成的圆筒，卡环（45）安装于盒盖（43）的通孔中，外圆与内壁紧密结合，脚踏板盒盖螺钉（44）安装在卡环（45）的内孔中。
5.根据权利要求1所述的一种电子油门踏板，其特征在于，齿臂扇（2）由齿臂（36）、齿扇（37）、限位螺杆（38）、弹簧（39）、齿臂扇螺母（40）、齿臂扇螺钉（41）、垫圈（42）、齿臂扇销组成，齿臂（36）为矩形条，一端设有通孔，另一端设有销孔和螺纹孔，齿扇（37）的一边为齿形，大面上设有销孔和通孔，限位螺杆（38）的一端为外螺纹，另一端为圆柱，圆柱的外圆上设有通孔，用于拧齿臂扇螺母（40）时提供反力，齿臂（36）和齿扇（37）通过齿臂扇螺钉（41）、垫圈（42）和销相连接，弹簧（39）插入在限位螺杆（38）上，限位螺杆（38）穿过齿臂（36）的通孔，通过齿臂扇螺母（40）与其相连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种电子油门踏板，其特征在于，限位板（16）的一边与弹簧轴套（1）上的固定盘架（31）的插槽插接，用于限制固定盘架（31）的转动。
7.根据权利要求2所述的一种电子油门踏板，其特征在于，轴（15）中部设有扁身，深度与轴套（29）中部槽平面平齐，轴（15）的两端对称设有方形块，方形块的平面与扁身的平面呈一定角度。
8.根据权利要求5所述的一种电子油门踏板，其特征在于，轴（15）中部设有扁身，宽度与齿臂（36）厚度相等，轴（15）的两端对称设有方形块，方形块的平面与扁身的平面呈一定角度。
9.根据权利要求1所述的一种电子油门踏板，其特征在于，踏板器（8）由踏板（50）、踏板器螺钉（11）、压轴板（12）、踏板器螺栓（24）和踏板器螺母（25）组成，踏板（50）正面上部设有防滑条纹，底部有弧形挡脚凸沿，反面设有加强筋，靠近底部两侧设有叉形立臂，踏板（50）反面底部设有凸起，其上设有螺纹盲孔，上拧有踏板器螺栓（24），并用踏板器螺母（25）锁紧，两侧立臂上均对称设有方形窝和两个平底沉孔，踏板（50）两侧立臂上的方形窝套装在轴（15）两端的方形块上，通过螺钉（11）和压轴板（12）使其相连接。
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