CN105584364A - 一种机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，包括第一齿轮齿条机构、第二齿轮齿条机构以及连接齿轮齿条机构和第二齿轮齿条机构的内啮合棘轮机构，内啮合棘轮机构的棘爪与一离心推杆机构连接，棘爪和离心推杆机构均装设于第一齿轮齿条机构的齿轮轴输出端，棘轮装设于第二齿轮齿条机构的齿轮轴输入端，两根齿轮轴均通过轴承装设于一支撑外壳内，两根齿条上均套设有回位弹簧；误踩快压油门踏板时，第一齿轮齿条机构的齿轮轴被齿条带动快速转动，使离心推杆机构产生离心力带动所述棘爪张开与棘轮啮合，棘轮带动第二齿轮齿条机构的齿轮轴转动使齿条带动刹车踏板下压而实现刹车。本发明结构简单，不影响原结构性能，且其刹车性能安全可靠。

Description

一种机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置

技术领域

本发明涉及车辆安全设施技术领域，具体涉及一种机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置。

背景技术

随着机动车的不断增多，汽车在带给人类便捷的同时，也给人类生活带来了公共安全的隐患，而交通事故更是造成人类的生命财产的非必要损失。从1896年首次行人与机动车碰撞死亡的交通事故以来，全世界共有3400多万人死于道路交通事故，并且每年有超过50万人在交通事故中死亡，另有约1000万人受伤。而我国的交通事故也随着汽车拥有量的迅速增加而逐年增加。2010年全国共接报道路交通事故3906164起，其中涉及人员伤亡的道路交通事故219521起，造成65225人死亡，254075人受伤，直接损失9.3亿元。道路交通事故给家庭、集体和国家都会带来巨大的损失，所以道路交通安全已成为世界各国关注的重要公共安全问题。2010年3月2日，联合国大会通过决议，宣布2011年至2020年为“道路安全行动”十年。决议指出，行动十年的目标是通过在国家、区域和全球各级开展更多活动，稳定并降低全球道路死亡率。因此，汽车安全技术的发展和完善不容忽视。

防误踩油门技术作为一项汽车主动安全技术，已成为发展重点和趋势。据统计，交通事故的发生大多由于驾驶员本身原因造成，而在汽车行驶中由于紧急情况的出现使得驾驶员对油门踏板采取了误操作造成的事故最为常见。目前车辆使用的油门、刹车都是采用右脚控制，正常行驶时，右脚踩油门，当发现有异常情况需要紧急刹车时，需要抬起右脚，使右脚与油门踏板分离并移向刹车踏板，用力踩下才启动刹车装置，使车停止。但在紧急情况下，有时由于人大脑因紧张，特别是新人，忙中出错，误踩了油门，导致车辆不但不会停止，反而会更快地冲向前方，从而造成更加严重的事故。如何更好的避免此种事故的发生，国内外的很多个人和机构也作了大量的研究，也设计了很多防误踩的装置，如油门制动联动器、油门制动装置、汽车油门误踩控制器、汽车防误踩油门紧急制动装置等。目前市面上已经有数种油门防误踩装置推出，但其关键技术还有许多地方需要完善，特别是国内对于防误踩油门系统及其关键技术的研究仍处在起步阶段。该装置总结起来可以大体分为两类。

（１）机械式：这一类防误踩装置是按照机械原理研发的，但它们共同的缺点是只要驾驶员快速踩油门都会产生制动，如果驾驶汽车快踩油门进行超车也会产生制动，这样有可能会给驾驶人员带来损伤而且机械式连接时间长了故障率也会上升。

（２）电子式：该类装置绝大数多数采用单片机作为微控制器，通过速度传感器，加速度传感器等来采集踩油门的速度，在汽车前方加装多个倒车雷达探头来探测是否有障碍物，通过速度和障碍物有无的二者结合来判定是否为误踩油门。

这类装置的优点是弥补了机械式装置的不足，即单独快踩油门也不会发生制动，但是也有缺点：需在车前方安装多个倒车雷达；且传感器单一，且受路况和天气的影响，不能准确判断车辆前方的情况；测距范围短；无法对目标进行识别等。

总之，现有技术还存在很多的问题和缺陷：（1）大部分只是理论上的，目前还没有实物；（2）系统过于复杂，成本过高，不易普及；（3）有些专利的可行性还有待考证，没有切实考虑到汽车内部结构；（4）只能够实现部分功能，可以防止油门被误踩，但没有实现及时刹车的功能，依旧会造成事故的发生；（5）可靠性没有经过验证，实际效果尚未可知。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低廉、快速误踩油门时可使刹车制动效果好的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，包括连接于油门踏板下方的第一齿轮齿条机构以及连接于刹车踏板下方的第二齿轮齿条机构，所述第一齿轮齿条机构的齿轮轴输出端和第二齿轮齿条机构的齿轮轴输入端通过一内啮合棘轮机构连接并联动，所述内啮合棘轮机构的棘爪与一可带动其旋转的离心推杆机构连接，棘爪和离心推杆机构均装设于第一齿轮齿条机构的齿轮轴输出端，棘轮装设于第二齿轮齿条机构的齿轮轴输入端，两根齿轮轴均通过轴承装设于一支撑外壳内，两根齿条上均套设有回位弹簧；误踩快压油门踏板时，第一齿轮齿条机构的齿轮轴被齿条带动快速转动，使离心推杆机构产生离心力带动所述棘爪张开与棘轮啮合，棘轮带动第二齿轮齿条机构的齿轮轴转动使齿条带动刹车踏板下压而实现刹车。

作为对上述技术方案的进一步改进：

优选的，还包括在非误踩情况下用于锁紧所述离心推杆机构的安全切换开关，所述第二齿轮齿条机构的齿轮轴为中空结构，所述安全切换开关可移动地穿设于第二齿轮齿条机构的中空齿轮轴内腔中，安全切换开关的一端位于所述支撑外壳外侧并设有定位销，另一端设有用于与所述离心推杆机构连接的圆环。

优选的，所述棘爪和离心推杆机构设有两套，所述第一齿轮齿条机构的齿轮轴输出端通过花键套接一圆形离心盘，两套棘爪和离心推杆机构沿所述离心盘外端面的直径方向对称布置。

优选的，所述离心推杆机构包括支撑板、滑块、滑块导杆、复位弹簧、滑块挡板以及推杆组件，所述支撑板固定于所述离心盘的边缘处，滑块挡板固定于离心盘的靠中心处，滑块导杆一端固定于支撑板上，另一端固定于滑块挡板上，滑块和复位弹簧套设于滑块导杆上，复位弹簧位于支撑板和滑块之间，滑块的另一端设有L形锁勾，所述L形锁勾穿过滑块挡板并可插设于所述安全切换开关的圆环内，所述推杆组件一端铰接于滑块的侧面，推杆组件的另一端与所述棘爪的转动轴连接。

优选的，所述推杆组件包括短连杆和长连杆，所述短连杆和长连杆的一端相互铰接，短连杆另一端铰接于所述滑块上，长连杆另一端与所述棘爪的转动轴连接，棘爪的转动轴上还设有限位杆。

优选的，两个所述L形锁勾之间的距离小于所述安全切换开关的圆环内径。

优选的，所述第一齿轮齿条机构和第二齿轮齿条机构的齿条上端均通过一踏板固定夹装设于相应踏板下方，所述踏板固定夹上部呈能包容踏板的U形槽结构，踏板固定夹底部设有插销，所述齿条上端设有横向长条形槽，齿条通过该横向长条形槽挂设于踏板固定夹下方的插销上，齿条下端插设于所述支撑外壳内与相应的齿轮啮合，齿条外面均套设有波纹护套。

优选的，所述支撑外壳底部与一可固定于车厢地板上的支撑座连接，所述支撑座的上部设有两块连接板，连接板上均开设有弧形腰形孔，所述支撑外壳底部于两个齿条齿轮机构的下方均设有两个平行的吊耳，两块连接板分别插设于相对应的吊耳间并通过穿设于腰形孔内的螺栓固定连接。

优选的，所述支撑外壳为分体式结构，各部分之间通过螺栓连接紧固，其中，支撑外壳上对应于所述花键的位置处设有条形孔，并通过螺钉紧固。

优选的，所述回位弹簧装设于一套管内，所述波纹护套套设于所述套管外。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，将两个齿条齿轮机构装设于油门踏板和刹车踏板下方，采用内啮合棘轮机构作为油门踏板和刹车踏板的联动机构，结构简单紧凑轻便，制作成本低，拆装方便，不影响原有的使用结构和性能，既可以防止油门被误踩，又可以及时制动，可作为小车的可选配置，便于标准化生产与市场推广；同时可培养司机良好的驾驶习惯，避免“误把油门当刹车”的惨剧。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的侧视局部结构示意图。

图3是本发明中棘爪与离心推杆机构的连接结构放大示意图。

图4是本发明中的齿条齿轮啮合结构示意图。

图5是图1中B-B处的输入轴和离心盘之间花键连接的剖视结构示意图。

图6是图1中C向的结构示意图。

图7是本发明的工作原理示意图。

图例说明：

1、第一齿轮齿条机构；11、第一齿条；12、第一齿轮；13、输入轴；2、第二齿轮齿条机构；21、第二齿条；22、第二齿轮；23、输出轴；3、内啮合棘轮机构；31、棘爪；32、棘轮；4、离心推杆机构；41、支撑板；42、滑块；43、滑块导杆；44、复位弹簧；45、滑块挡板；46、推杆组件；47、L形锁勾；48、限位杆；5、安全切换开关；51、圆环；6、离心盘；7、回位弹簧；8、支撑外壳；9、踏板固定夹；10、支撑座；201、长条形槽；202、定位销；203、护套；204、调位螺栓。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

如图1-图7所示，一种本发明的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置实施例，包括连接于车辆油门踏板下方的第一齿轮齿条机构1、连接于车辆刹车踏板下方的第二齿轮齿条机构2以及连接第一齿轮齿条机构1和第二齿轮齿条机构2并使其联动的内啮合棘轮机构3，第一齿轮齿条机构1包括第一齿条11和第一齿轮12，第一齿轮12装设于一作为其齿轮轴的输入轴13上，第一齿条11上端连接于油门踏板下方，第一齿条11下端与第一齿轮12啮合传动；第二齿轮齿条机构2包括第二齿条21和第二齿轮22，第二齿轮22装设于一作为其齿轮轴的输出轴23上，第二齿条21上端连接于刹车踏板下方，第二齿条21下端与第二齿轮22啮合传动；输入轴13和输出轴23均通过轴承同轴装设于一支撑外壳8内，且第一齿条11和第二齿条21上均套设有回位弹簧7，回位弹簧7装设于一套管内，一端与套管连接，另一端与齿条连接；内啮合棘轮机构3的棘爪31与一离心推杆机构4连接，该离心推杆机构4能带动棘爪31旋转而与棘轮32啮合以推动其旋转，棘爪31和离心推杆机构4均装设于第一齿轮齿条机构1的齿轮轴（即输入轴13）的输出端，棘轮32装设于第二齿轮齿条机构2的齿轮轴（即输出轴23）的输入端；误踩快压油门踏板时，第一齿轮齿条机构1的第一齿条11被下压，带动与其啮合的第一齿轮12快速转动，使装设于第一齿轮齿条机构1的齿轮轴输出端的离心推杆机构4产生离心力而带动棘爪31张开与棘轮32啮合，棘轮32再带动第二齿轮齿条机构2的第二齿轮22转动，便使与其啮合的第二齿条21带动刹车踏板下压而实现刹车。本发明中，将两个齿条齿轮机构装设于油门踏板和刹车踏板下方，并采用内啮合棘轮机构作为油门踏板和刹车踏板的联动机构，结构简单紧凑，既不影响原有的使用结构和性能，且其刹车性能安全可靠，可作为小车的可选配置，便于标准化生产与市场推广。

本发明中还包括安全切换开关5，用于在非误踩油门的情况下锁紧离心推杆机构4以断开油门踏板和刹车踏板之间的联动。第二齿轮齿条机构2的齿轮轴（即输出轴23）为中空结构，安全切换开关5可移动地穿设于第二齿轮齿条机构2的中空齿轮轴内腔中。安全切换开关5的一端设有凸台并位于支撑外壳8外侧，凸台和支撑外壳8之间设有定位销202，安全切换开关5的另一端设有直径大于中空齿轮轴内腔的圆环51，用于勾住离心推杆机构4。

本实施例中，第一齿轮齿条机构1的齿轮轴输出端通过花键套接一圆形离心盘6，棘爪31和离心推杆机构4均设有两套，两套棘爪31和离心推杆机构4沿离心盘6外端面的直径方向对称布置。离心推杆机构4包括支撑板41、滑块42、滑块导杆43、复位弹簧44、滑块挡板45以及由短连杆和长连杆铰接成的推杆组件46，支撑板41固定于离心盘6的边缘处，滑块挡板45固定于离心盘6的靠中心处，滑块导杆43一端固定于支撑板41上，另一端固定于滑块挡板45上，滑块42和复位弹簧44套设于滑块导杆43上，复位弹簧44位于支撑板41和滑块42之间，滑块42的另一端设有L形锁勾47，L形锁勾47穿过滑块挡板45，且两个L形锁勾47之间的距离小于安全切换开关5的圆环51内径，在需要锁紧离心推杆机构4时，安全切换开关5的圆环51即可勾住两个L形锁勾47，防止发生离心运动。推杆组件46中的短连杆铰接于滑块42的侧面，推杆组件46的长连杆与棘爪31的转动轴连接。棘爪31的转动轴上还设有限位杆48。

本实施例中，第一齿轮齿条机构1和第二齿轮齿条机构2的齿条上端均通过一踏板固定夹9装设于相应踏板下方，踏板固定夹9上部呈U形槽结构，用于嵌设包容油门踏板或刹车踏板，踏板固定夹9底部设有突出的连接块，连接块一侧设有插销，两根齿条的上端均设有横向长条形槽201，齿条通过该横向长条形槽201挂设于踏板固定夹9下方的插销上，齿条即可随踏板固定夹9的运动而被带动。齿条外面于套管外还套设有波纹护套203。

本实施例中，支撑外壳8为分体式结构，包括三个圆柱壳体部分，分别为用于支撑第一齿条齿轮机构1的第一圆柱壳体、用于支撑第二齿条齿轮机构2的第二圆柱壳体以及围设于棘轮32外部的中间圆柱壳体，三个圆柱壳体安装后大体呈横向布置的“中”字形，各部分之间通过螺栓连接紧固，且第一圆柱壳体与中间圆柱壳体的套接处（即对应于花键的位置处）设有条形孔，以适应齿条的位置变化。支撑外壳8底部与一支撑座10连接，支撑座10可固定于车厢地板上。支撑座10的上部设有两块连接板，连接板上均开设有圆弧形的腰形孔，支撑外壳8底部于两个齿条齿轮机构的下方均设有两个平行的吊耳，两块连接板分别插设于相对应的吊耳间并通过穿设于腰形孔内的调位螺栓204固定连接，可调节本发明装置的最佳固定角度。

需要使用本发明的装置时，开启安全切换开关5（即向外拉出，使其端部的圆环51脱离离心推杆机构4中的L形锁勾47），紧急情况下误踩油门踏板时，与油门踏板连接的踏板固定夹9带动连接于其底部的第一齿条11快速向下运动（第一齿条11外套设的回位弹簧7同时被压缩），带动与第一齿条11相连的第一齿轮12快速旋转，从而带动其齿轮轴即输入轴13快速旋转，使输入轴13末端套接的离心盘6产生离心力，在离心力的作用下，离心盘6上的滑块42向外滑动（复位弹簧44被压缩），滑块42上的推杆组件46即带动棘爪31围绕其固定杆旋转，当棘爪31旋转到限位杆48时，不再运动，此时棘爪31张开，在输入轴13的旋转作用下与棘轮32啮合，从而带动与棘轮32相连接的输出轴23旋转，输出轴23旋转带动其上的第二齿轮22旋转，从而带动第二齿条21运动，最终使与踏板固定夹9相连的刹车向下运动，开始刹车，汽车停止前进。松开油门踏板后，第一齿条11在其回位弹簧7的助力下恢复原始状态，滑块42在复位弹簧44的弹力作用下恢复初始状态，棘爪31与棘轮32分离，工作行程结束。

不需要使用该装置时，旋转安全切换开关5使其圆环51锁死离心推杆机构4中的L形锁勾47，使滑块42固定在初始位置。紧急情况下即使误踩油门踏板，使与踏板固定夹9相连的第一齿条11快速向下运动，并带动第一齿轮12和输入轴13快速旋转使离心盘6产生离心力，但由于旋转安全切换开关5末端的圆环51锁死了滑块42，滑块42即无法向外滑动，导致棘爪31无法张开，棘爪31不能与棘轮32啮合，从而输出轴23不旋转，则输出轴23上的第二齿条21不会向下运动，刹车不启动，此时的输入轴13与输出轴23处于各自分离的状态，不相互影响，本发明的装置不起作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些改进均应包含在本发明的保护范围之内，均不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：包括连接于油门踏板下方的第一齿轮齿条机构以及连接于刹车踏板下方的第二齿轮齿条机构，所述第一齿轮齿条机构的齿轮轴输出端和第二齿轮齿条机构的齿轮轴输入端通过一内啮合棘轮机构连接并联动，所述内啮合棘轮机构的棘爪与一能带动其旋转的离心推杆机构连接，棘爪和离心推杆机构均装设于第一齿轮齿条机构的齿轮轴输出端，棘轮装设于第二齿轮齿条机构的齿轮轴输入端，两根齿轮轴均通过轴承装设于一支撑外壳内，两根齿条上均套设有回位弹簧；误踩快压油门踏板时，第一齿轮齿条机构的齿轮轴被齿条带动快速转动，使离心推杆机构产生离心力带动所述棘爪张开与棘轮啮合，棘轮带动第二齿轮齿条机构的齿轮轴转动使齿条带动刹车踏板下压而实现刹车。

2.根据权利要求1所述的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：还包括在非误踩情况下用于锁紧所述离心推杆机构的安全切换开关，所述第二齿轮齿条机构的齿轮轴为中空结构，所述安全切换开关可移动地穿设于第二齿轮齿条机构的中空齿轮轴内腔中，安全切换开关的一端位于所述支撑外壳外侧并设有定位销，另一端设有用于与所述离心推杆机构连接的圆环。

3.根据权利要求2所述的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：所述棘爪和离心推杆机构设有两套，所述第一齿轮齿条机构的齿轮轴输出端通过花键套接一圆形离心盘，两套棘爪和离心推杆机构沿所述离心盘外端面的直径方向对称布置。

4.根据权利要求3所述的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：所述离心推杆机构包括支撑板、滑块、滑块导杆、复位弹簧、滑块挡板以及推杆组件，所述支撑板固定于所述离心盘的边缘处，滑块挡板固定于离心盘的靠中心处，滑块导杆一端固定于支撑板上，另一端固定于滑块挡板上，滑块和复位弹簧套设于滑块导杆上，复位弹簧位于支撑板和滑块之间，滑块的另一端设有L形锁勾，所述L形锁勾穿过滑块挡板并可插设于所述安全切换开关的圆环内，所述推杆组件一端铰接于滑块的侧面，推杆组件的另一端与所述棘爪的转动轴连接。

5.根据权利要求4所述的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：所述推杆组件包括短连杆和长连杆，所述短连杆和长连杆的一端相互铰接，短连杆另一端铰接于所述滑块上，长连杆另一端与所述棘爪的转动轴连接，棘爪的转动轴上还设有限位杆。

6.根据权利要求5所述的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：两个所述L形锁勾之间的距离小于所述安全切换开关的圆环内径。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：所述第一齿轮齿条机构和第二齿轮齿条机构的齿条上端均通过一踏板固定夹装设于相应踏板下方，所述踏板固定夹上部呈能包容踏板的U形槽结构，踏板固定夹底部设有插销，所述齿条上端设有横向长条形槽，齿条通过该横向长条形槽挂设于踏板固定夹下方的插销上，齿条下端插设于所述支撑外壳内与相应的齿轮啮合，齿条外面均套设有波纹护套。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：所述支撑外壳底部与一可固定于车厢地板上的支撑座连接，所述支撑座的上部设有两块连接板，连接板上均开设有腰形孔，所述支撑外壳底部于两个齿条齿轮机构的下方均设有两个平行的吊耳，两块连接板分别插设于相对应的吊耳间并通过穿设于腰形孔内的螺栓固定连接。

9.根据权利要求3-6中任一项所述的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：所述支撑外壳为分体式结构，各部分之间通过螺栓连接紧固，其中，支撑外壳上对应于所述花键的位置处设有条形孔，并通过螺钉紧固。

10.根据权利要求7所述的机械离心式车辆油门防误踩安全辅助装置，其特征在于：所述回位弹簧装设于一套管内，所述波纹护套套设于所述套管外。