CN105539398A - 可调节的汽车踏板及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可调节的汽车踏板，包括：上臂、下臂，踏板安装在下臂的一端；上臂延伸出第一螺柱和第二螺柱；下臂开有第一光孔、第二光孔和第三光孔；第一螺柱穿过第一光孔后与第一齿轮螺纹配合、第二螺柱穿过第三光孔后与第二齿轮螺纹配合，弹簧被夹持在上臂和下臂之间；调节轴上固定有第三齿轮，调节轴与第二光孔转动配合且第三齿轮同时与第一齿轮、第二齿轮啮合；电动机的转轴连接第四齿轮，第四齿轮与第三齿轮啮合，踏板的两侧分别安装有左、右压力传感器，压力传感器与调节控制单元连接，调节控制单元控制电动机的旋转。本发明还提供了一种汽车。本发明能够提高驾驶舒适性和安全性。

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，但车辆上的踏板位置是固定的，不能左右调节，无法满足所有驾驶人员的操作姿态，操作舒适性无法得到保证。

现有技术中的可调节的汽车踏板均集中在踏板臂的长度调节上，通过调节踏板臂的长度能够改变力臂大小从而调节下踏力，使下踏更加舒适。但是对于踏板的左右位置，一般是根据目标市场人群的统计数据进行标定设计，例如对于亚洲市场，一般是以1.6米至1.9米的身高范围为基础进行踏板左右位置的设计定位，这能够满足绝大多数驾驶员的驾驶习惯，因此本领域的通常做法是不允许对踏板的左右位置进行调节，本领域技术人员一般也不会想到为了满足极少数特殊人群的需要而增加结构复杂度，因为这不符合经济性。

但是，对于身材特别矮小或者特别高大的驾驶者来说，或者对于孕妇来说，仅靠调节座椅的前后位置已经无法满足踩踏汽车踏板的舒适性要求，而且，即使对于正常身材的群体来说，每个驾驶者的驾驶习惯不同，例如有的驾驶者习惯双腿分开，而有的驾驶者习惯双腿收拢，因此左右位置固定的汽车踏板无法满足100％的舒适性要求。而对于消费者而言，随着生活水平的提高，相对于购车成本来说，驾驶舒适性在购车时的考虑比重越来越高，因此需要汽车厂商将以成本控制为中心的设计思路转变为以客户需求为中心的设计思路，但这恰好是技术人员容易忽略的因素。从安全角度来讲，驾驶员的双腿长期保持在不舒适的左右位置很容易造成疲劳，从而造成踩踏踏板的迟缓，甚至在紧急情况下无法区分油门踏板与制动踏板。

因此，从舒适性、安全性考虑，需要提供一种能够左右调节的汽车踏板。

现有技术还存在的缺陷在于，由于汽车踏板位于仪表台下方，在汽车踏板的调节过程中，需要驾驶员手持工具钻到仪表台下方进行调节，这对于身材高大的驾驶者或者孕妇来说是十分不便的。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够左右调节的汽车踏板，从而提高汽车驾驶的舒适性和安全性。

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：上臂、下臂、调节轴、电动机、调节控制单元，踏板安装在所述下臂的一端；所述上臂沿其侧方向延伸出第一螺柱和第二螺柱；所述下臂沿其长度方向依次开有第一光孔、第二光孔和第三光孔；所述第一螺柱和所述第二螺柱上均套装有弹簧，所述第一螺柱穿过所述第一光孔后与第一齿轮螺纹配合、所述第二螺柱穿过所述第三光孔后与第二齿轮螺纹配合，所述弹簧被夹持在所述上臂和所述下臂之间；所述调节轴上固定有第三齿轮，所述调节轴与所述第二光孔转动配合且所述第三齿轮同时与所述第一齿轮、所述第二齿轮啮合；所述电动机的转轴连接第四齿轮，在所述踏板未被踩踏状态下，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述电动机的转动带动所述第四齿轮旋转，进而通过所述第三齿轮的旋转带动所述第一齿轮和所述第二齿轮同步向右旋出或者向左旋进，所述踏板的左侧安装有左压力传感器，所述踏板的右侧安装有右压力传感器，所述左压力传感器和所述右压力传感器与所述调节控制单元连接，所述调节控制单元控制所述电动机的旋转。

作为优选方案，所述调节轴穿过所述第二光孔后套装垫片，然后以锁销将所述垫片定位在所述调节轴上。

作为优选方案，上述可调节的汽车踏板还包括控制面板、存储控制单元、距离传感器，所述距离传感器与所述存储控制单元连接，所述存储控制单元与所述调节控制单元和所述控制面板连接，所述距离传感器测量所述上臂与所述下臂之间的距离，所述控制面板控制所述存储控制单元将所述距离传感器测得的距离选择性地存储，所述存储控制单元能够将其存储的距离发送给所述调节控制单元以控制所述电动机旋转。

作为优选方案，所述控制面板具有多个实体按钮或者虚拟按钮。

作为优选方案，所述电动机为直流电机。

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，采用第一螺柱和第二螺柱作为上臂、下臂之间传递踩踏力的媒介，在踏板未被踩踏时，用脚接触左压力传感器或者右压力传感器，就能够触发电动机正转或者反转，电动机驱动第四齿轮，进而通过调节轴上的第三齿轮与第一齿轮、第二齿轮的啮合来调节下臂相对于上臂的左右位置，并采用弹簧顶紧上臂和下臂，一方面在向右调整时弹簧顶着下臂向右运动，另一方面防止调整后调节轴自转导致踏板左右位置发生不需要的变化，从而实现了踏板的左右可调和定位功能。而在踏板被踩下时，第三齿轮能够脱离与第四齿轮的啮合，此时踏板能够实现正常的控制功能而不允许进行左右位置调整，保证安全。无论对于何种身材，驾驶员均能够根据自身习惯将踏板的左右位置调整到合适位置，因此驾驶舒适性和安全性得到提高，且无须钻到仪表台下方进行调节，十分方便。

进一步地，一名驾驶员调整到合适位置时，利用控制面板控制存储控制单元将当前上臂、下臂之间的距离进行存储，既记录下了当前踏板位置，当由另一名驾驶员驾驶车辆并进行踏板调节后，由上一驾驶员再次驾驶车辆时，存储控制单元能够将所存储的距离发送给调节控制单元，调节控制单元控制电动机正转或者反转，将踏板调节回存储位置，不用再重新利用左压力传感器或者右压力传感器进行调节，利用控制面板一次调节到位，提高了通用性，降低了再次调节的复杂性。

进一步地，采用直流电机便于利用现有线路取电。

附图说明

图1是去除了电动机等部件后的本发明的实施例的汽车踏板的爆炸图；

图2是组装后的本发明的第一个实施例的汽车踏板的立体图；

图3是组装后的本发明的第二个实施例的汽车踏板的立体图；

图4是本发明的第二个实施例的控制电路图。

附图标记说明：1、上臂，2、下臂，3、踏板，31、左压力传感器，32、右压力传感器，4、第一螺柱，5、第二螺柱，6、第一光孔，7、第二光孔，8、第三光孔，9、第一齿轮，10、第二齿轮，11、弹簧，12、锁销，13、垫片，14、调节轴，15、第三齿轮，16、电动机，17、转轴，18、第四齿轮，19、距离传感器，20、电池。

具体实施方式

在接下来的描述中，侧方向、左右方向指的是汽车的宽度方向，上下方向、高低方向指的是汽车的高度方向。

参考图1，为了清晰，该图将电动机等部件省略。在本实施例中，汽车踏板的踏板臂分为上臂1和下臂2两部分。踏板3安装在下臂2的一端，用于驾驶人员踩踏对汽车进行离合、制动或者加减速控制。上臂1沿其侧方向延伸出第一螺柱4和第二螺柱5，第一螺柱4和第二螺柱5能够以螺纹连接或者焊接、一体成型等方式连接到上臂1上。下臂2沿其长度方向依次开有第一光孔6、第二光孔7和第三光孔8，三个光孔内不加工内螺纹。第一螺柱4和第二螺柱5上均套装有弹簧11。本实施例中还采用了第一齿轮9、第二齿轮10、锁销12、垫片13和调节轴14。其中，调节轴14上固定有第三齿轮15。

参考图1、图2，组装时，先将弹簧11套装到第一螺柱4、第二螺柱5上。然后，第一螺柱4穿过第一光孔6后与第一齿轮9中心的螺纹孔螺纹配合、第二螺柱5穿过第三光孔8后与第二齿轮10中心的螺纹孔螺纹配合，此时弹簧11被夹持在上臂1和下臂2之间从而提供弹力。然后，调节轴14从右侧穿过第二光孔7后套装垫片13，再以锁销12锁紧在调节轴14上对垫片13进行定位。实际装配中，还能够不采用垫片而直接以焊接螺母等方式将调节轴14保持在第二光孔7中并允许其旋转。此时，调节轴14与第二光孔7转动配合且第三齿轮15同时与第一齿轮9、第二齿轮10啮合。然后，安装电动机16及其控制电路。电动机16的转轴17连接第四齿轮18。电动机16被定位使得在踏板3未被踩踏状态下，第四齿轮18恰好与第三齿轮15啮合，而在踏板3被踩下实现离合、制动或加减油门控制功能时，第四齿轮18与第三齿轮15脱离啮合。在本实施例中，电动机16采用直流电机，这使得电动机16容易从仪表台线路中已有的电池20取电，实际应用中也能够采用交流电机。在踏板3的左侧安装有左压力传感器31，踏板3的右侧安装有右压力传感器32，左压力传感器31和右压力传感器32与调节控制单元ECU-1连接，调节控制单元ECU-1控制电动机16的旋转。需要调节踏板3的左右位置时，用脚触碰左压力传感器31，左压力传感器31将压力信号发送给调节控制单元ECU-1，ECU-1控制触点A、C接通，电动机16正向旋转带动第四齿轮18正向旋转，第四齿轮18的正向旋转带动第三齿轮15顺时针旋转，第三齿轮15的旋转带动第一齿轮9和第二齿轮10同步逆时针旋转，相对于第一螺柱4、第二螺柱5来说，第一齿轮9、第二齿轮10向左旋进，带动下臂2向左平移，同时弹簧11被压缩；反之，用脚触碰右压力传感器32，触点B、D接通，电动机16的电流方向发生改变，电动机16反转，第四齿轮18通过第三齿轮15带动第一齿轮9和第二齿轮10向右旋出，弹簧11的弹力被释放，顶着下臂2向右平移。因此，踏板3的左右可调和定位功能得以实现，无论对于何种身材，驾驶员均能够根据自身习惯将踏板3的左右位置调整到合适位置，因此驾驶舒适性和安全性得到提高。并且，通过脚的触碰即能够完成踏板3的左右位置的调节，不用再钻到仪表台下方进行操作，十分方便。

参考图3、图4，与图2中的第一个实施例不同的是，在第二个实施例中，可调节的汽车踏板还包括控制面板、存储控制单元ECU-2、距离传感器19，距离传感器19安装在上臂1或下臂2上，用于测量上臂1与下臂2之间的距离。距离传感器19与存储控制单元ECU-2连接，存储控制单元ECU-2与调节控制单元ECU-1和控制面板连接。控制面板安装在仪表台上，具有多个实体按钮或者虚拟按钮。一辆汽车可能由多个驾驶员驾驶，而各个驾驶员的驾驶姿势及习惯、要求各不相同。假设驾驶员一通过左压力传感器31和右压力传感器32将踏板3调节到了合适的左右位置，此时他能够按下控制面板上的第一个按钮控制存储控制单元ECU-2将距离传感器19测得的当前上臂1与下臂2之间的距离进行存储。当驾驶员二驾驶汽车并重新调节完成踏板3的左右位置时，他能够按下控制面板上的第二个按钮从而将新的上臂1与下臂2之间的距离进行存储。当驾驶员一再次驾驶汽车时，他能够按下控制面板上的第一个按钮，此时存储控制单元ECU-2能够将其存储的距离信号发送给调节控制单元ECU-1以控制电动机16旋转，将踏板3的位置调整到第一个驾驶员感到舒适的位置。同理，第二个驾驶员能够按下控制面板上的第二个按钮将踏板3的位置调整到第二个驾驶员感到舒适的位置。这样，不同的驾驶员在替换上一个驾驶员驾驶汽车时，不再需要反复触碰左压力传感器31和右压力传感器32进行调节，而是通过控制面板上的按钮直接调整到已经存储的位置，通用性和便捷性得到提高。

在第一个实施例和第二个实施例中，调节控制单元和存储控制单元采用的是ECU(电子控制单元)，实际电路中，也能够采用PCB板、单片机、车载电脑等具有控制、存储功能的电路结构。

踩踏踏板3时，依赖第一螺柱4和第二螺柱5将踩踏力传递给上臂1，从而实现汽车踏板的正常功能。弹簧11的作用不仅是为下臂2的平移提供弹力，而且还能顶紧上臂1和下臂2，防止调整后调节轴14自转导致踏板3左右位置发生不需要的变化。采用第三齿轮15与第四齿轮18啮合而非第一齿轮9、第二齿轮10直接与第四齿轮18啮合的优势在于，第四齿轮18能够比下臂2的上边缘更加靠近驾驶员方向，因此第四齿轮能够横跨下臂2，下臂2在左右平移时不会与第四齿轮18发生干涉，从而使下臂2具有更大的左右平移行程且结构紧凑。踩下踏板3后，第四齿轮18与第三齿轮15脱离，此时误碰压力传感器或者控制面板，下臂2也不会左右移动，保证了驾驶安全。

汽车安装有如上所述的可调节的汽车踏板后，驾驶舒适性、安全性、调节便捷性均得到提高。

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 (6)

1.一种可调节的汽车踏板，其特征在于，包括：上臂、下臂、调节轴、电动机、调节控制单元、踏板；

所述踏板安装在所述下臂的一端；

所述上臂沿其侧方向延伸出第一螺柱和第二螺柱；所述下臂沿其长度方向依次开有第一光孔、第二光孔和第三光孔；所述第一螺柱和所述第二螺柱上均套装有弹簧，所述第一螺柱穿过所述第一光孔后与第一齿轮螺纹配合、所述第二螺柱穿过所述第三光孔后与第二齿轮螺纹配合，所述弹簧被夹持在所述上臂和所述下臂之间；

所述调节轴上固定有第三齿轮，所述调节轴与所述第二光孔转动配合且所述第三齿轮同时与所述第一齿轮、所述第二齿轮啮合；所述电动机的转轴连接第四齿轮，在所述踏板未被踩踏状态下，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述电动机的转动带动所述第四齿轮旋转，进而通过所述第三齿轮的旋转带动所述第一齿轮和所述第二齿轮同步向右旋出或者向左旋进，所述踏板的左侧安装有左压力传感器，所述踏板的右侧安装有右压力传感器，所述左压力传感器和所述右压力传感器与所述调节控制单元连接，所述调节控制单元控制所述电动机的旋转。

2.根据权利要求1所述的可调节的汽车踏板，其特征在于，所述调节轴穿过所述第二光孔后套装垫片，然后以锁销将所述垫片定位在所述调节轴上。

3.根据权利要求1所述的可调节的汽车踏板，其特征在于，还包括控制面板、存储控制单元、距离传感器，所述距离传感器与所述存储控制单元连接，所述存储控制单元与所述调节控制单元和所述控制面板连接，所述距离传感器测量所述上臂与所述下臂之间的距离，所述控制面板控制所述存储控制单元将所述距离传感器测得的距离选择性地存储，所述存储控制单元能够将其存储的距离发送给所述调节控制单元以控制所述电动机旋转。

4.根据权利要求3所述的可调节的汽车踏板，其特征在于，所述控制面板具有多个实体按钮或者虚拟按钮。

5.根据权利要求1所述的可调节的汽车踏板，其特征在于，所述电动机为直流电机。

6.一种汽车，其特征在于，所述汽车安装有如权利要求1至5中的任一项所述的可调节的汽车踏板。