CN104842976B - 车辆、踏板结构、以及用于踏板的弹性机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆、踏板结构、以及用于踏板的弹性机构。所述弹性机构包括机架和设置在所述机架上的弹性件，所述弹性件的一端能够配置为固定设置，另一端能够与踏板的踏板臂运动配合，以在所述踏板臂受外力使所述弹性件的所述另一端绕所述机架转动储能过程中，使得所述弹性件提供的沿着所述弹性件的所述另一端的转动切线方向的复位力单调增大，且所述复位力的力臂单调增大，也就是，该力和力臂同时单调增大但不相互抵消，从而使得该力和力臂的乘积的踏板臂的转矩也单调增大，以向使用者在施加较小的力的作用下就能够提供良好的踏板感受，也就是向驾驶员提供良好的“制动感”。

Description

车辆、踏板结构、以及用于踏板的弹性机构

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种用于踏板的弹性机构、一种具有该弹性机构的踏板结构、以及一种设置有该踏板结构的车辆。

背景技术

车辆的制动踏板中，其现有的弹性机构在制动踏板工作过程中，主要起到复位和阻力调节的作用。现有的制动踏板的弹性机构通常如图1所示，其中，踏板臂11转动连接在踏板的支架10上，拉簧13的一端连接在踏板臂上，另一端固定连接在支架10上，踏板臂在外力作用下从图1所示的初始状态运动到制动状态并作用于拉簧，拉簧拉伸和收缩产生的力来实现踏板的阻力调节和复位。

然而，现有的这种弹性机构存在一定的不足之处。这种踏板臂直接拉伸拉簧的作用方式，不能给驾驶员提供良好的制动感，驾驶员在制动动作中，拉簧被拉伸使得拉簧的收缩力单调增加，但是踏板臂绕转动点运动的力臂随着踏板臂的转动而单调变小，转矩为力和力臂的乘积，由于力和力臂变化趋势相反，使得两者一定程度上被抵消，由此获得的转矩曲线近似一个小斜率上升的直线，从而需要较大的作用力作用在踏板臂上才能拉动拉簧，使得无法为驾驶员提供良好的制动感。

如为了给驾驶员提供良好的制动感而使制动过程后段的踏板力处于合适范围，采用刚度较大的弹簧作阻力调节的话，将在踏板的复位过程中对驾驶员产生踏板复位过猛并弹脚的不适感。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于踏板的弹性机构，该弹性机构能够随着踏板行程的增加来使得踏板臂提供的转矩单调增大，以使使用者在施加较小的力的作用下就能够获得良好的踏板感受。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于踏板的弹性机构，该弹性机构包括机架和设置在所述机架上的弹性件，所述弹性件的一端能够配置为固定设置，另一端能够与踏板的踏板臂运动配合，以在所述踏板臂受外力使所述弹性件的所述另一端绕所述机架转动储能过程中，使得所述弹性件提供的沿着所述弹性件的所述另一端的转动切线方向的复位力单调增大，所述复位力的力臂单调增大。

通过上述技术方案，由于弹性件的一端能够配置为固定设置(例如，当该弹性机构装配于踏板结构后，该弹性件的一端可以固定于踏板结构的支架，或者，该弹性件的一端直接固定连接于机架)，而弹性件的另一端能够与踏板的踏板臂运动配合，例如滚动配合或滑动配合，且该另一端能够绕机架转动，这样，在踏板臂受外力使弹性件的另一端绕机架转动储能过程中，弹性件的另一端将与踏板臂运动配合，使得弹性件提供的沿着该弹性件的另一端的转动切线方向的复位力单调增大，且复位力的力臂也单调增大，也就是，该力和力臂同时单调增大但不相互抵消，从而使得该力和力臂的乘积的踏板臂的转矩也单调增大，从而使用者向踏板施加较小的作用力就能够获得良好的踏板感受，也就是，向驾驶员提供良好的“制动感”。

优选地，所述弹性件为套装在所述机架的轴段上的扭簧，所述扭簧的固定臂用于固定连接于所述踏板的支架，所述扭簧的活动臂能够与所述踏板的踏板臂运动配合。

优选地，所述弹性件的所述另一端转动地连接有用于与所述踏板的踏板臂接触的滚轮，以在所述踏板臂受所述外力作用于所述弹性件的过程中，所述滚轮能够与所述踏板的踏板臂滚动配合。

更优选地，所述扭簧的活动臂转动地连接有所述滚轮。

优选地，所述滚轮的两端部上分别形成有沿周向延伸的阻挡部，以在两个阻挡部之间限定有用于容纳所述踏板的踏板臂的容纳空间。

优选地，所述扭簧的数量为两个，且对称地套装在所述机架两侧的轴段上，所述滚轮转动连接在两个所述扭簧的活动臂之间。

优选地，所述机架上沿其轴向间隔形成有阻挡凸缘，以在所述机架的两端部形成对称的轴段，所述扭簧套装在各自对应的所述轴段上。

进一步地，所述机架的端面上形成有螺纹孔，以通过与所述螺纹孔配合的螺栓可拆卸地连接于所述踏板的支架。

另外，本发明还提供一种踏板结构，该踏板结构包括支架和转动地设置在所述支架上的踏板臂，该踏板结构还包括以上所述的弹性机构，其中，所述机架固定在所述支架上，所述弹性件的所述另一端与所述踏板臂接触，在所述踏板臂受外力使所述弹性件的所述另一端绕所述机架转动储能过程中，所述弹性件的所述另一端与所述踏板臂运动配合，使得所述弹性件提供的沿着所述弹性件的所述另一端的转动切线方向的力单调增大，且所述踏板臂提供的所述力的力臂单调增大。

进一步，所述踏板结构还包括在所述踏板臂处于回位状态时对所述踏板臂进行定位的限位机构。

更进一步，沿着所述踏板臂受所述外力作用的转动方向，所述限位机构布置在所述踏板臂的上游侧，所述弹性机构布置在所述踏板臂的下游侧。

另外，所述支架上形成有安装槽，所述机架通过所述安装槽固定在所述支架上，且所述弹性件的所述一端通过连接帽固定连接在所述安装槽的一端。

此外，本发明还提供一种车辆，该车辆设置有以上所述的踏板结构。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有的踏板结构的示意图，其中，示出了踏板臂的初始状态和最终状态；

图2是本发明具体实施方式提供的用于踏板的弹性机构的示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的踏板结构的示意图；

图4a是本发明的踏板臂与弹性机构配合的初始状态示意图；

图4b是本发明的踏板臂与弹性机构配合的最终状态示意图；

图5是本发明的弹性件的复位力和力臂随着踏板行程的增大而各自单调增大的示意图；

图6是本发明的弹性机构提供的单调增大的转矩与现有设计的弹性机构提供的转矩的比较示意图。

附图标记说明

1-弹性机构，2-机架，3-弹性件，4-滚轮，5-扭簧，6-固定臂，7-活动臂，8-阻挡凸缘，9-轴段，10-支架，11-踏板臂，12-限位机构，13-拉簧，14-螺栓，15-连接帽，16-安装槽，17-阻挡部，。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图2所示，本发明具体实施方式提供的一种用于踏板的弹性机构1包括机架2和设置在机架2上的弹性件3，其中，弹性件3的一端能够配置为固定设置，另一端能够与踏板的踏板臂运动配合，以在所述踏板臂受外力使弹性件3的所述另一端绕机架2转动储能过程中，使得弹性件3提供的沿着弹性件3的所述另一端的转动切线方向的复位力单调增大，且所述复位力的力臂单调增大。

这样，由于弹性件的一端能够配置为固定设置，而弹性件的另一端能够与踏板的踏板臂运动配合，且该另一端能够绕机架转动，这样，在踏板臂受外力使弹性件的另一端绕机架转动储能过程中，弹性的另一端与踏板臂运动配合，，例如滚动配合或滑动配合，使得弹性件提供的沿着该弹性件的另一端的转动切线方向的复位力单调增大，且复位力的力臂也单调增大，也就是，该力和力臂同时单调增大但不相互抵消，从而使得该力和力臂的乘积的踏板臂的转矩也单调增大，从而使用者向踏板施加较小的作用力就能够获得良好的踏板感受，也就是，向驾驶员提供良好的“制动感”。

在此需要说明的是，本发明的弹性机构的弹性件的一端能够配置为固定设置可以通过以下结构形式来实现，但应当理解的是，其并不限于此。例如，当该弹性机构为扭簧时，该扭簧的一端可以直接固定于机架的结构上，或者与踏板结构装配后，该扭簧的一端可以固定于踏板结构的支架；或者，当该弹性件为板簧或弹性板时，该板簧或弹性板的一端直接固定连接于机架，从而实现该弹性件的一端固定设置。

进一步地，在本发明的优选实施方式中，弹性件3配置为扭簧，也就是，如图2所示，弹性件3为套装在机架2的轴段9上的扭簧5，扭簧5的固定臂6用于固定连接于所述踏板的支架，也就是，在该弹性机构装配于踏板结构后，该固定端6固定连接于踏板结构的支架，而扭簧5的活动臂7能够与所述踏板的踏板臂运动配合。

这样，在弹性件3为扭簧5的弹性机构中，如图2和3所示，踏板臂11受力向下转动，压迫扭簧5的活动臂7绕轴段9转动使扭簧5受迫变形，同时，扭簧5的活动臂7与踏板臂11滑动配合并沿踏板臂向下运动，在从图4a所示的初始状态运动到图4b所示的最终状态过程中，随着踏板行程的增大(扭簧5的扭转角度的增大)，扭簧5提供的沿着该扭簧的活动臂7的转动切线方向的复位力从F1单调增大至F2，且该复位力的力臂从h1单调增大至h2，也就是，该力和力臂同时单调增大但不相互抵消，具体如图5所示，使得该力和力臂的乘积的踏板臂的转矩也单调增大，具体如图6中的本发明弹性机构的实线所示，从而相比于现有技术弹性机构的效果(图6中虚线所示)，本发明弹性机构在使用者向踏板施加较小的作用力时，也能够向使用者提供良好的踏板感受(图6中实线所示)，也就是向驾驶员提供良好的“制动感”，而图6中的虚线则显示，踏板臂的转矩增大缓慢，这需要使用者向踏板臂不断施加较大的作用力。

在复位过程中，所述力和力臂随着扭簧的扭转角度的减小而相应地单调减小，但仍然能够提供足够的力使得踏板臂复位，并且可避免在松开后发生“踏板弹脚”的现象。

当然，在弹性件3为板簧或弹性板的其他实施方式的弹性机构中，板簧或弹性板也可良好地实现扭簧的上述技术效果。

优选地，为了更进一步向驾驶员提供更良好的“制动感”，如图2和3所示，弹性件3的所述另一端转动地连接有用于与所述踏板的踏板臂接触的滚轮4，以在所述踏板臂受所述外力作用于弹性件3的过程中，滚轮4能够与所述踏板的踏板臂滚动配合。

这样，通过滚轮4与踏板臂的滚动配合，可以进一步较小弹性件与踏板臂之间的运动配合的摩擦力，从而更减小使用者施加于踏板臂的作用力。

当然，在弹性件3为扭簧的情形下，扭簧的活动臂则转动地连接有所述滚轮4。

进一步地，为了在踏板臂与滚轮的配合过程中，踏板臂与滚轮发生意外偏移，优选地，如图2所示，滚轮4的两端部上分别形成有沿周向延伸的阻挡部17，以在两个阻挡部17之间限定有用于容纳所述踏板的踏板臂的容纳空间。这样，踏板臂容纳在该容纳空间内，由于两侧阻挡部的限定，踏板臂可与滚轮形成良好稳定的滚动配合。

进一步地，为了提高良好的踏板感受例如向驾驶员提供更良好的“制动感”，优选地，如图2所示，扭簧5的数量为两个，且对称地套装在机架2两侧的轴段上，滚轮4转动连接在两个扭簧的活动臂7之间。优选地，滚轮4与两侧的活动臂7之间具有间隙。这样，通过两个扭簧5，可以进一步提高滚轮4转动的稳定性，同时，能够进一步地降低滚轮4的转动阻力和消除滚轮4转动产生噪声。

更进一步地，为了提高该弹性机构的稳定性，优选地，如图2所示，机架2上沿其轴向间隔形成有阻挡凸缘8，以在机架2的两端部形成对称的轴段9，扭簧5套装在各自对应的轴段9上。这样，通过阻挡凸缘8，可以避免在滚轮4与踏板臂的滚动配合中，两个扭簧5之间发生干涉。

另外，如图2所示，机架2的端面上形成有螺纹孔(图中未显示)，以通过与所述螺纹孔配合的螺栓14可拆卸地连接于所述踏板的支架，从而便于该弹性机构与踏板结构的装配。

另外，本发明提供一种踏板结构，如图3所示，该踏板结构包括支架10和转动地设置在支架10上的踏板臂11，且该踏板结构还包括以上所述的弹性机构，该弹性机构1优选地采用扭簧5的结构形式，其中，机架2固定在支架10上，弹性件3的另一端(优选地通过滚轮4)与踏板臂11接触，在踏板臂11受外力(例如，驾驶员的脚步作用于踏板的力)使弹性件3的所述另一端绕机架2转动储能过程中，弹性件3的另一端(滚轮4)与踏板臂11运动(滚动)配合，使得弹性件3提供的沿着该弹性件3的所述另一端的转动切线方向的复位力从图4a所示的F1单调增大至图4b所示的F2，且所述复位力的力臂从图4a所示的h1单调增大至图4b所示的h2，也就是，该力和力臂同时单调增大但不相互抵消，如图5所示，从而使得该力和力臂的乘积的踏板臂的转矩也单调增大，如图6中的实线所示，以在使用者施加较小的作用力时能够向使用者提供良好的踏板感受，也即是向驾驶员提供良好的“制动感”。

进一步地，为了踏板臂11在回位时能够处于设定位置，优选地，该踏板结构还包括在踏板臂11处于回位状态时对踏板臂11进行定位的限位机构12，以确保踏板臂11在弹性件3的复位力的作用下脱离设定位置。

更进一步地，为了提高该踏板结构的结构合理性，优选地，如图3所示，沿着踏板臂11受所述外力作用的转动方向，限位机构12布置在踏板臂11的上游侧，弹性机构1布置在踏板臂11的下游侧，也就是，限位机构12和弹性机构1在踏板臂11的转动方向上位于踏板臂11的两侧。

进一步地，为了便于该踏板结构的装配，优选地，如图3所示，所述支架10上形成有安装槽16，机架2通过安装槽16固定在支架10上，具体地，机架2的端部通过螺栓14固定于安装槽16内，且所述弹性件3的所述一端通过连接帽15固定连接在所述安装槽16的一端，也就是，优选地，扭簧的固定臂从支架10内部伸出安装槽16，并通过连接帽15固定连接在安装槽16的一端。

此外，本发明还提供一种车辆，该车辆设置有以上所述的踏板结构。这样，通过该踏板结构，该车辆在制动时，能够为驾驶员提供良好的“制动感”，且在踏板回位时并不弹脚。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种用于制动踏板的弹性机构，其特征在于，该弹性机构(1)包括机架(2)和设置在所述机架(2)上的弹性件(3)，所述弹性件(3)的一端能够配置为固定设置，另一端能够与制动踏板的踏板臂运动配合，以在所述踏板臂受外力使所述弹性件(3)的所述另一端绕所述机架(2)转动储能过程中，使得所述弹性件(3)提供的沿着所述弹性件(3)的所述另一端的转动切线方向的复位力单调增大，且所述复位力的力臂单调增大，所述弹性件(3)为套装在所述机架(2)的轴段(9)上的扭簧(5)，所述扭簧(5)的固定臂(6)用于固定连接于所述制动踏板的支架，所述扭簧(5)的活动臂(7)能够与所述制动踏板的踏板臂运动配合。

2.根据权利要求1所述的弹性机构，其特征在于，所述弹性件(3)的所述另一端转动地连接有用于与所述制动踏板的踏板臂接触的滚轮(4)，以在所述踏板臂受所述外力作用于所述弹性件(3)的过程中，所述滚轮(4)能够与所述制动踏板的踏板臂滚动配合。

3.根据权利要求2所述的弹性机构，其特征在于，所述滚轮(4)的两端部上分别形成有沿周向延伸的阻挡部(17)，以在两个阻挡部(17)之间限定有用于容纳所述制动踏板的踏板臂的容纳空间。

4.根据权利要求2所述的弹性机构，其特征在于，所述扭簧(5)的数量为两个，且对称地套装在所述机架(2)两侧的轴段上，所述滚轮(4)转动连接在两个所述扭簧的活动臂(7)之间。

5.根据权利要求1所述的弹性机构，其特征在于，所述机架(2)上沿其轴向间隔形成有阻挡凸缘(8)，以在所述机架(2)的两端部形成对称的所述轴段(9)，所述扭簧(5)套装在各自对应的所述轴段(9)上。

6.根据权利要求1所述的弹性机构，其特征在于，所述机架(2)的端面上形成有螺纹孔，以通过与所述螺纹孔配合的螺栓(14)可拆卸地连接于所述制动踏板的支架。

7.一种制动踏板结构，包括支架(10)和转动地设置在所述支架(10)上的踏板臂(11)，其特征在于，该制动踏板结构还包括根据权利要求1-6中任意一项所述的弹性机构，其中，所述机架(2)固定在所述支架(10)上，所述弹性件(3)的所述另一端与所述踏板臂(11)接触，在所述踏板臂(11)受外力使所述弹性件(3)的所述另一端绕所述机架(2)转动储能过程中，所述弹性件(3)的所述另一端与所述踏板臂(11)运动配合，使得所述弹性件(3)提供的沿着所述弹性件(3)的所述另一端的转动切线方向的复位力单调增大，且所述复位力的力臂单调增大。

8.根据权利要求7所述的制动踏板结构，其特征在于，还包括在所述踏板臂(11)处于回位状态时对所述踏板臂(11)进行定位的限位机构(12)。

9.根据权利要求8所述的制动踏板结构，其特征在于，沿着所述踏板臂(11)受所述外力作用的转动方向，所述限位机构(12)布置在所述踏板臂(11)的上游侧，所述弹性机构(1)布置在所述踏板臂(11)的下游侧。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的制动踏板结构，其特征在于，所述支架(10)上形成有安装槽(16)，所述机架(2)通过所述安装槽(16)固定在所述支架(10)上，且所述弹性件(3)的所述一端通过连接帽(15)固定连接在所述安装槽(16)的一端。

11.一种车辆，其特征在于，该车辆设置有根据权利要求7-10中任意一项所述的制动踏板结构。