CN105539396A - 可调节的汽车踏板及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可调节的汽车踏板,包括:踏板臂、踏板面、转轴、回位弹簧、调节板、螺旋弹簧和调节螺杆、电机,所述踏板面通过所述转轴枢转连接至所述踏板臂,所述回位弹簧为所述踏板面的转动提供回复力,所述调节板固定在所述踏板臂上,所述调节螺杆具有螺纹杆部和皮带轮,所述螺纹杆部穿过所述螺旋弹簧后与所述调节板上的螺纹孔配合,所述螺纹杆部顶在所述踏板面上,所述电机与所述皮带轮通过皮带传动,所述电机的开关控制所述电机驱动所述调节螺杆正转或反转。本发明还提供了一种汽车。本发明能够以便捷的调节方式提高驾驶舒适性。

Description

可调节的汽车踏板及汽车
技术领域
本发明涉及汽车控制领域,具体涉及可调节的汽车踏板及汽车。
背景技术
在汽车制动过程中,驾驶员是依靠踩动汽车踏板实现车辆控制的,例如离合踏板、制动踏板或者油门踏板。汽车踏板是驾驶员直接操作的部件,但如图1所示,现有技术中踏板面2与踏板臂1是固定成一体的,踏板面2与踏板臂1之间无相对运动。驾驶员在踩下踏板过程中,踏板臂1绕旋转点旋转,所以踏板面2随着踏板臂1旋转,从而相对驾驶员的脚3的脚底板的夹角是变化的,驾驶员的脚底板可能与踏板面2只接触到一部分,驾驶员的脚3的舒适度会降低。
现有技术中存在可调节的汽车踏板,通过将踏板臂分成两段来调节力臂长度,但是现有技术中的调节方式为螺栓、螺母配合或者齿条配合方式,调节时需要驾驶员钻到仪表台下方进行调节,十分不便。
发明内容
本发明的目的是通过简便的调节方式来提高汽车驾驶的舒适性。
为实现上述目的,本发明的实施例提供了如下技术方案:
一种可调节的汽车踏板,包括:踏板臂、踏板面、转轴、回位弹簧、调节板、螺旋弹簧和调节螺杆,所述踏板面通过所述转轴枢转连接至所述踏板臂,所述回位弹簧为所述踏板面的转动提供回复力,所述调节板固定在所述踏板臂上,所述调节螺杆具有螺纹杆部和皮带轮,所述螺纹杆部穿过所述螺旋弹簧后与所述调节板上的螺纹孔配合,所述螺纹杆部顶在所述踏板面上,所述电机与所述皮带轮通过皮带传动,所述电机的开关控制所述电机驱动所述调节螺杆正转或反转。
作为优选,所述踏板臂的端面具有上止点和下止点,所述上止点和所述下止点限定了所述踏板面的最大转角。
作为优选,所述踏板面上具有一对凸耳,所述凸耳上开有用于与所述转轴旋转配合的对穿孔,所述凸耳将所述踏板臂夹持在其间。
作为优选,所述回位弹簧具有连接部、位于所述连接部两侧的弯折部、所述弯折部继续卷绕形成的卷绕部和从所述卷绕部伸出的钩部,所述踏板臂上具有限位柱,所述回位弹簧的所述连接部压在所述凸耳的下边缘上,所述弯折部夹紧所述凸耳,所述卷绕部套在所述转轴上,所述钩部抵靠在所述限位柱上。
作为优选,所述转轴具有限位凸缘,所述卷绕部套在所述转轴上后,所述限位凸缘位于所述踏板臂与所述卷绕部之间。
作为优选,上述可调节的汽车踏板还包括控制器和压力传感器,所述控制器根据所述压力传感器检测到的所述踏板面所受压力控制所述电机的正转或者反转。
作为优选,所述压力传感器为两个,一个安装在所述踏板面的上部,另一个安装在所述踏板面的下部,当两个所述传感器检测到压力差时,所述控制器控制所述电机正转或者反转直至压力差消失或者产生突变。
作为优选,所述压力传感器安装在所述螺纹杆部与所述踏板面之间,当所述压力传感器检测到的压力值大于所述控制器中存储的上一压力值时,所述控制器控制所述电机驱动所述调节螺杆使所述螺纹杆部朝着远离所述踏板面的方向运动直至压力传感器检测到的压力值变小,当所述压力传感器检测到的压力值为零时,所述控制器控制所述电机驱动所述调节螺杆使所述螺纹杆部朝着靠近所述踏板面的方向运动直至所述压力传感器再次检测到压力值。
一种汽车,所述汽车安装有如上所述的可调节的汽车踏板。
本发明的实施例中,将踏板臂与踏板面拆分为两个部件,在调节时,通过控制电机的转动方向,就能够使螺纹杆部向前旋进顶着踏板面下翻,或者螺纹杆部向后旋退,回位弹簧的回复力促使踏板面上翻,因此踏板面能够在上下止点范围内相对踏板臂产生一定角度的旋转,提高了驾驶舒适性且无须钻到仪表台下方调节,提高了便捷性。
进一步地,采用凸耳夹持踏板臂的方案,能够有效防止踏板面从踏板臂上脱落或者产生过大的左右位移,防止踩踏时产生滑溜感。
进一步地,本实施例中回位弹簧的特殊形状及其与转轴、踏板臂和踏板面的配合方式既满足了提供踏板面回复力的要求,又具有结构简单、能够防止脱落的优点,并且弯折部夹紧凸耳后,由于转轴的限位凸缘位于踏板臂与卷绕部之间,即使转轴的其它限位机构突然失效,限位凸缘也会被卷绕部所阻挡,因此转轴不会从踏板臂和踏板面脱出,提高了安全性。
进一步地,采用压力传感器和控制器对电机进行控制后,驾驶员能够仅用脚完成踏板的自动调节,提高了调节便捷性。
附图说明
图1是现有技术的汽车踏板的工作原理图;
图2是本发明的第一个实施例的汽车踏板的爆炸图;
图3是本发明的第一个实施例的回位弹簧的立体图;
图4是本发明的第一个实施例的汽车踏板完成组装后的立体图;
图5是本发明的第一个实施例的汽车踏板的工作原理图;
图6是本发明的第二个实施例的汽车踏板完成组装后的立体图;
图7是本发明的第三个实施例的汽车踏板完成组装后的立体图。
附图标记说明:1、踏板臂,2、踏板面,3、脚,4、踏板臂,41、过孔,42、限位柱,43、端面,44、调节板,45、螺纹孔,46、电机,47、皮带,5、踏板面,51、凸耳,52、对穿孔,6、转轴,61、限位凸缘,62、销孔,7、回位弹簧,71、连接部,72、弯折部,73、卷绕部,74、钩部,8、开口销,9、调节螺杆,91、螺纹杆部,92、皮带轮,10、螺旋弹簧,11、第一压力传感器,12、第二压力传感器,a、转角,b、上止点,c、下止点。
具体实施方式
参考图2,为了清晰,该图将电机等电气部件省略。本实施例中的汽车踏板,包括:踏板臂4、踏板面5、转轴6、回位弹簧7、开口销8、调节螺杆9和螺旋弹簧10,其中踏板面5能够相对踏板臂4旋转从而调节踏板面5相对于踏板臂4的角度,回位弹簧7为踏板面5的转动提供回复力。踏板臂4上开有过孔41,并具有限位柱42。踏板面5上具有一对凸耳51,凸耳51上开有对穿孔52。转轴6上具有限位凸缘61和销孔62。调节板44固定在踏板臂4上,调节板44上开有螺纹孔45。调节螺杆9具有螺纹杆部91和皮带轮92。
参考图3,回位弹簧7具有连接部71、位于连接部71两侧的两个弯折部72、由弯折部72继续卷绕形成的两个卷绕部73和从卷绕部73伸出的钩部74。
参考图2和图4,踏板面5通过转轴6枢转连接至踏板臂4,并且回位弹簧7为踏板面5的转动提供回复力。具体地,先将踏板臂4夹持在踏板面5的两个凸耳51之间,并将对穿孔52与过孔41对齐。然后将转轴6插入对穿孔52和过孔41,并且转轴6与对穿孔52和过孔41为旋转配合,凸耳51的夹持作用能够有效防止踏板面5从踏板臂4上脱落并防止踏板面5沿着转轴6的轴向方向产生过大的左右位移,防止踩踏时产生滑溜感。然后将开口销8插入销孔62中,此时限位凸缘61的第一个作用是与开口销8配合将转轴6保持在踏板臂4上。然后安装回位弹簧7,回位弹簧7的连接部71压在凸耳51的下边缘上,弯折部72夹紧凸耳51,卷绕部73套在转轴6上,钩部74抵靠在限位柱42上。此时限位凸缘61位于踏板臂4与卷绕部73之间,因此当开口销8意外脱落时,由于回位弹簧7的弯折部72已经夹紧凸耳51,限位凸缘61也会被卷绕部73所阻挡,因此转轴6不会从踏板臂4和踏板面5脱出,限位凸缘61实现了第二个限位作用,提高了驾驶安全性。本发明并不排除开口销8及限位凸缘61外的对转轴6采取的其它限位方案。然后,螺纹杆部91穿过螺旋弹簧10后与调节板44上的螺纹孔45配合,旋转调节螺杆9直至螺纹杆部91顶在踏板面5的背面,螺旋弹簧10位于调节板44与皮带轮92之间。螺旋弹簧10为调节螺杆9的顺利旋退提供回复力。电机46安装在踏板臂4或者其它周边部件上,电机46与皮带轮92通过皮带47传动。电机46的开关控制电机46驱动调节螺杆9正转(旋进)或反转(旋退)。具体地,当开关的a1、a2触电闭合时,电机46正转带动调节螺杆9正转,调节螺杆9的螺纹杆部91向着靠近踏板面5的方向旋进;反之,当开关的b1、b2触电闭合时,电机46驱动调节螺杆9的螺纹杆部91向着远离踏板面5的方向旋退。开关能够安装在仪表台上,此时通过驾驶员的手脚配合就能够完成踏板面5的调节,不用钻到仪表台下方,提高了便捷性。
参考图5,为了清晰,图5中将部分零部件省略。踏板臂4的朝向踏板面5的端面43具有上止点b和下止点c。在踏板面5未被踩踏状态下,回位弹簧7将踏板面5保持在仅与螺纹杆部91的端部接触的位置,如果螺纹杆部91旋退过多,则踏板面5被回位弹簧7保持在仅与端面43的上止点b接触的位置。在踏板面5被踩踏状态下,踏板臂4旋转的同时踏板面5围绕转轴6旋转直至踏板面5仅与下止点c接触的位置。因此,踏板面5的最大转角为上止点b和下止点c所限定的转角a。在转角a的范围内,通过调节螺杆9能够调节踏板面5的允许转角,在踩踏过程中踏板面5能够始终贴合驾驶员的脚底板,使得驾驶员获得较大的踩踏面积,舒适性得到提高。以上止点b和下止点c限定最大转角a是具有优势的,这样能够防止误操作,避免踏板面5被过度上翻或者过度下翻造成驾驶员的脚3无法踩到踏板面5或者突然从踏板面5上滑落,提高安全性。
在第一个实施例的基础上,在第二个实施例和第三个实施例中,增加了控制器和压力传感器,控制器根据压力传感器检测到的踏板面5所受压力控制电机46的正转或者反转,从而驱动调节螺杆9的旋进或者旋退。虽然在下文描述中,控制器是以ECU作为示例描述的,但实际应用中控制器能够采用常见的ECU(电子控制单元)、PCB板、单片机、可读写控制器等。
参考图6,在第二个实施例中,压力传感器为两个,分别为第一压力传感器11和第二压力传感器12。第一压力传感器11安装在踏板面5的上部,第二压力传感器12安装在踏板面5的下部。当驾驶员初次用脚压触踏板面5时,踏板面5的上、下部获得的压力大小可能不同,此时第一传感器11和第二传感器12检测到压力差。第一传感器11和第二传感器12将压力差传递给ECU后,ECU识别压力差为正值或者负值,如果压力差为正值,说明踏板面5上部所受压力大,此时ECU控制电机46反转,调节螺杆9旋退直至压力差消失,或者驾驶员感到角度合适后立刻对踏板面5的下部加力使压力差产生突变(此时压力差由正值突变为负值),则电机46停止旋转;反之,如果压力差为负值,说明踏板面5下部所受压力大,此时ECU控制电机46正转,调节螺杆9旋进直至压力差消失,或者驾驶员感到角度合适后立刻对踏板面5的上部加力使压力差产生突变(此时压力差由负值突变为正值),则电机46停止旋转。此时不再需要实体开关,a1、a2,b1、b2触电的闭合和断开能够以继电器或者ECU本身逻辑电路实现,从而实现了驾驶员仅依靠脚就能够自动调节踏板面5的角度。
参考图7,与第二个实施例不同的是,在第三个实施例中,仅采用一个压力传感器(未示出),压力传感器安装在螺纹杆部91与踏板面5之间。在每次调节完成后,ECU都会将压力传感器的压力值进行一次存储,所存储的压力值等于回位弹簧7的弹力。当驾驶员用脚触碰踏板面5时,压力传感器检测到新的压力值,如果压力传感器检测到的压力值大于控制器中存储的上一压力值时,则判断压力值为正值,超过回位弹簧7的弹力,此时驾驶员意图是使踏板面5的上部下压,此时ECU控制电机46反转,驱动调节螺杆9使螺纹杆部91朝着远离踏板面5的方向运动,当调节到合适角度时,松开踏板面5,此时压力传感器获得的压力值变小,电机46停止转动;如果压力传感器检测到的压力值为零,说明螺纹杆部91与踏板面5脱离接触,驾驶员意图是使踏板面5的下部继续下翻,此时ECU控制电机46驱动调节螺杆9使螺纹杆部91朝着靠近踏板面5的方向运动,当调节到合适角度时,脚松开踏板面,在回位弹簧7的弹力作用下踏板面5重新与螺纹杆部91接触,压力传感器再次检测到压力值,电机46停止转动,调节完成。第三个实施例同样能够实现驾驶员仅依靠脚就能够自动调节踏板面5的角度的功能,并且仅需一个传感器,成本更低。
汽车安装有如上所述的可调节的汽车踏板后,驾驶舒适性和安全性、踏板调节便捷性得到提高。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的,但本发明并不被限定于上述实施例,本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化,但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (9)

1.一种可调节的汽车踏板,其特征在于,包括:踏板臂、踏板面、转轴、回位弹簧、调节板、螺旋弹簧和调节螺杆、电机,所述踏板面通过所述转轴枢转连接至所述踏板臂,所述回位弹簧为所述踏板面的转动提供回复力,所述调节板固定在所述踏板臂上,所述调节螺杆具有螺纹杆部和皮带轮,所述螺纹杆部穿过所述螺旋弹簧后与所述调节板上的螺纹孔配合,所述螺纹杆部顶在所述踏板面上,所述电机与所述皮带轮通过皮带传动,所述电机的开关控制所述电机驱动所述调节螺杆正转或反转。
2.根据权利要求1所述的可调节的汽车踏板,其特征在于,所述踏板臂的端面具有上止点和下止点,所述上止点和所述下止点限定了所述踏板面的最大转角。
3.根据权利要求1所述的可调节的汽车踏板,其特征在于,所述踏板面上具有一对凸耳,所述凸耳上开有用于与所述转轴旋转配合的对穿孔,所述凸耳将所述踏板臂夹持在其间。
4.根据权利要求3所述的可调节的汽车踏板,其特征在于,所述回位弹簧具有连接部、位于所述连接部两侧的弯折部、所述弯折部继续卷绕形成的卷绕部和从所述卷绕部伸出的钩部,所述踏板臂上具有限位柱,所述回位弹簧的所述连接部压在所述凸耳的下边缘上,所述弯折部夹紧所述凸耳,所述卷绕部套在所述转轴上,所述钩部抵靠在所述限位柱上。
5.根据权利要求4中所述的可调节的汽车踏板,其特征在于,所述转轴具有限位凸缘,所述卷绕部套在所述转轴上后,所述限位凸缘位于所述踏板臂与所述卷绕部之间。
6.根据权利要求1所述的可调节的汽车踏板,其特征在于,还包括控制器和压力传感器,所述控制器根据所述压力传感器检测到的所述踏板面所受压力控制所述电机的正转或者反转。
7.根据权利要求6所述的可调节的汽车踏板,其特征在于,所述压力传感器为两个,一个安装在所述踏板面的上部,另一个安装在所述踏板面的下部,当两个所述传感器检测到压力差时,所述控制器控制所述电机正转或者反转直至压力差消失或者产生突变。
8.根据权利要求6所述的可调节的汽车踏板,其特征在于,所述压力传感器安装在所述螺纹杆部与所述踏板面之间,当所述压力传感器检测到的压力值大于所述控制器中存储的上一压力值时,所述控制器控制所述电机驱动所述调节螺杆使所述螺纹杆部朝着远离所述踏板面的方向运动直至压力传感器检测到的压力值变小,当所述压力传感器检测到的压力值为零时,所述控制器控制所述电机驱动所述调节螺杆使所述螺纹杆部朝着靠近所述踏板面的方向运动直至所述压力传感器再次检测到压力值。
9.一种汽车,其特征在于,所述汽车安装有如权利要求1至8中的任一项所述的可调节的汽车踏板。
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