CN105904967A - 一种刹车和油门踏板总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刹车和油门踏板总成，该总成安装在驾驶室地板上方，由油门踏板组件和刹车踏板组件组成，所述油门踏板组件位于刹车踏板组件上方，且与刹车踏板组件平行设置；所述油门踏板组件由油门踏板、油门推杆、油门回位弹簧和油门固定装置组成；所述刹车踏板组件由刹车踏板滑板、刹车踏板本体、刹车踏板本体旋转轴、刹车踏板本体回位弹簧和刹车踏板滑板回位弹簧组成。本发明的油门及刹车踏板动作方向互相垂直。在机理上保证在任何需要制动的情况下杜绝“误将油门当刹车”。本发明技术方案接近传统驾驶习惯，现实可行，即能可靠防止刹车时的误操作，又能显著缩短广义刹车距离，还能减小后车追尾的风险。

Description

一种刹车和油门踏板总成

技术领域

本发明属于汽车设计制造领域，普遍适用于现阶段所有汽车类型，具体涉及一种刹车和油门踏板总成。

背景技术

目前汽车的油门(加速)踏板和刹车(制动)踏板结构方案(以下简称传统方案)，加油或刹车时对其相应踏板的肢体动作要领完全一致——“踏下”，用力部位也完全一致——右前脚掌。

刹车属于紧急处理动作，司机本能要大力甚至要全力踏下刹车踏板。为了从油门踏板换到刹车踏板并踏下时不会使司机产生“登空”感，要求刹车踏板高于油门踏板。这造成了传统方案存在两个明显的严重缺陷，导致它存在着很大的行车交通安全隐患。

缺陷1：可能导致“误将油门当刹车”的情况。

参阅图1，因传统刹车踏板14高于传统油门踏板15，且两者之间有一定的横向距离，

多数司机即使完全收油后也不会主动把脚移到传统刹车踏板14上，而是仍然放在传统油门踏板15上。若此时需要刹车，需要依次正确完成A、B、C三个动作。(A：右脚从油门踏板15抬起并高过传统刹车踏板14；B：凭感觉将脚横移到刹车踏板14上方，即“脚悬空寻找到刹车踏板”；C：右脚踏下刹车踏板14。)

实现“踩下传统刹车踏板14”的要素有两个：

①完成肢体动作“右脚掌踩到踏板”；

②保证所踩下的踏板一定是传统刹车踏板14。

由于传统方案对车辆加速和刹车都是对相应的踏板用右脚掌给以“踩下”动作，不能由要素①的正确性来可靠地保证要素②的正确性，这是造成“刹车误踩油门”的根源。新司机乃至驾龄多年经验丰富的老司机，都有因“刹车误踩油门”而造成车毁人亡的实例报道。

缺陷2：刹车反应动作距离长。

参阅文献《汽车制动与加速踏板高度差的工效学研究》刘浩学杨立本何树坤《人类工效学》1998年03期定义：从司机发现情况想要刹车(此为时间起点)，到脚从油门踏板抬起的时间称为反应时间t1，脚从油门踏板抬起到脚踩到刹车踏板的时间称为踏板更换时间t2，t1+t2＝T为刹车反应动作时间。该时间内汽车行驶距离S为刹车反应动作距离。从时间起点到停车的总距离为广义刹车距离S*。上述文献的结论是：T和t2都随着刹车踏板与油门踏板高度差的增加而延长。t2的平均值≥0.30秒。紧急刹车时若起点的车速范围在36km/h～108km/h，则在t2时间车辆行驶距离分别可达3.0米～9.0米。

针对该问题,申请人在名称为“一种能有效防止误将油门当刹车的油门踏板总成”(申请号201420735188X)的专利说明书中归纳了目前的解决方法,并提出将传统油门踏板位于脚脖之后,加速时，脚跟推动传统油门踏板向后运动，减速时，传统油门踏板回位弹簧推动脚向前移动，脚掌自然靠近传统刹车踏板并放在传统刹车踏板上。该专利既能有效杜绝“误将油门当刹车”,又能缩短踏板更换时间t2,在全收油时刹车t2＝0。但实际应用中和传统驾驶习惯有比较明显的冲突,作为产品推广使用有相当的难度,且当全油门加速过程中突然要紧急刹车,t2仍然大于0。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开了一种刹车和油门踏板总成，实现可靠防止“刹车误踩油门，并将踏板更换时间缩短为零。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种刹车和油门踏板总成，该总成安装在驾驶室地板9上方，由油门踏板组件和刹车踏板组件组成，所述油门踏板组件位于刹车踏板组件上方，且与刹车踏板组件平行设置；

所述油门踏板组件由油门踏板1、油门推杆2、油门回位弹簧3和油门固定装置4组成；

所述油门推杆2一端与油门踏板固定连接，另一端通过安装在驾驶室内的油门固定装置4支撑，且与油门固定装置4水平相对滑动,以此实现加油和收油；

所述油门回位弹簧3套装在油门推杆2上，两端分别与油门踏板1和油门固定装置4连接；

所述刹车踏板组件由刹车踏板滑板5、刹车踏板本体7、刹车踏板本体旋转轴11、刹车踏板本体回位弹簧12和刹车踏板滑板回位弹簧13组成；

所述刹车踏板滑板5的底面滑动连接于刹车踏板本体7的上表面，所述刹车踏板滑板5的侧面通过刹车踏板滑板回位弹簧13与刹车踏板本体7相连，所述刹车踏板滑板回位弹簧13与油门回位弹簧3同向伸缩；

所述刹车踏板本体7下方两侧通过刹车踏板本体旋转轴11与固定在驾驶室地板9上的刹车踏板本体支架8相连接，且所述刹车踏板本体7绕刹车踏板本体旋转轴11转动；所述刹车踏板本体7下方中部通过连接杆10与车辆的制动器相连；

所述刹车踏板本体回位弹簧12套装在刹车踏板本体旋转轴11上，两端分别与刹车踏板本体7和刹车踏板本体支架8连接；

一种刹车和油门踏板总成，其中，所述油门踏板1为L形，其侧立面与油门推杆2固定连接，其底面位于油门回位弹簧3下方，防止在加速状态下突然紧急刹车后，刹车踏板滑板5没有完全回位时就抬脚，导致刹车踏板滑板5过早翻起。

一种刹车和油门踏板总成，其中，所述刹车踏板本体7非连接一侧的上表面固定安装有刹车踏板滑板限位销6。

一种刹车和油门踏板总成，其中，所述刹车踏板本体回位弹簧12的弹性模量大于油门回位弹簧3和刹车踏板滑板回位弹簧13的弹性模量之和。

一种刹车和油门踏板总成，其中，所述刹车踏板滑板5与刹车踏板本体7之间通过燕尾槽华滑动连接。

一种刹车和油门踏板总成，其中，所述刹车踏板滑板5与刹车踏板本体7之间的滑动轨道内装有滚珠。

一种刹车和油门踏板总成，其中，所述油门推杆2通过滚珠滑道安装在所述油门固定装置4上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的一种刹车和油门踏板总成对油门踏板的操作是用脚前部内、外侧部分左右横向拨动，对刹车踏板的操作是用脚掌向下踩，能可靠防止刹车误踩油门的误操作。

2、本发明的一种刹车和油门踏板总成使用中，在开车的任何时候脚始终通过刹车踏板滑板与刹车踏板本体保持接触，刹车、加油切换时无需更换踏板，保证任何情况下踏板更换时间t2都为零，即，将t2的行车距离降低为0，而此时制动器尚未工作。故，在不增大后车追尾风险的前提下，显著缩短了广义刹车距离。

3、本发明的一种刹车和油门踏板总成在使用时，刹车、加油切换操作接近传统驾驶习惯，现实可行，且省去抬腿、脚悬空寻找踏板、落腿等动作，利于司机稳速和减轻驾驶疲劳。

附图说明

图1为传统的刹车和油门系统的结构及其工作过程示意图；

图2为本发明的一种刹车和油门踏板总成正面立体结构示意图(正常加速状态)；

图3为本发明的一种刹车和油门踏板总成侧面立体结构示意图(油门全收状态)；

图4为本发明的一种刹车和油门踏板总成的水平轴对称布置方案示意图；

图5a～图5c为本发明的一种刹车和油门踏板总成在加油、收油操作时工作过程示意图，其中：

图5a为油门全收状态；

图5b为以脚部平移方式加油到油门全开状态；

图5c为以脚部转动方式加油到油门全开状态；

图6a～图6c为本发明的一种刹车和油门踏板总成在非紧急情况下，刹车操作时的工作过程示意图，其中：

图6a为以脚部平移方式的加油状态；

图6b为以脚部平移方式回到全收油状态；

图6c为脚掌踩下刹车踏板滑板连带刹车踏板本体状态；

图7a～图7c为本发明的一种刹车和油门踏板总成在加速过程中突遇紧急情况，需尽快将车刹车到静止时的工作过程示意图，其中：

图7a为在加油位置紧急刹车状态——脚在加速位置脚掌直接踩下刹车踏板滑板连带刹车踏板本体；

图7b为紧急刹车后油门已自动回位但脚连同刹车踏板滑板还没有完全回位的状态；

图7c为脚连同刹车踏板滑板回位到刹车踏板滑板碰到限位销的位置——达到完全回位，此时抬脚方可解除刹车。

图中：

1-油门踏板，2-油门推杆，3-油门回位弹簧，4-油门固定装置，5-刹车踏板滑板，6-刹车踏板滑板限位销，7-刹车踏板本体，8-刹车踏板本体支架，9-驾驶室地板，10-刹车踏板本体与制动器连接杆，11-刹车踏板本体旋转轴，12-刹车踏板本体回位弹簧，13-刹车踏板滑板回位弹簧，14-传统刹车踏板，15传统油门踏板。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

如图2和图3所示，本发明公开了一种刹车和油门踏板总成该总成安装在驾驶室地板9上方，由油门踏板组件和刹车踏板组件组成，所述油门踏板组件位于刹车踏板组件上方，且与刹车踏板组件平行设置；

所述油门踏板组件由油门踏板1、油门推杆2、油门回位弹簧3和油门固定装置4组成；

所述油门踏板1为L形，其侧立面与油门推杆2的一端固定连接，形成一体式结构，其底面位于油门回位弹簧3下方，将油门回位弹簧3与位于下方的刹车踏板滑板5隔开，防止在加速状态下突然紧急刹车后，刹车踏板滑板5没有完全回位时就抬脚，导致刹车踏板滑板5过早翻起。

所述油门推杆2的另一端安装在驾驶室内的油门固定装置4上，且在油门固定装置4与油门推杆2之间装有滚珠滑道，使油门推杆2相对于油门固定装置4能够轻便地水平滑动；

所述油门回位弹簧3套装在油门推杆2上，其一端与油门踏板1固定连接，另一端和油门固定装置4固定连接，油门踏板1压缩油门回位弹簧3正向侧移，实现给车辆加速，油门回位弹簧3完全压紧时油门为全开。反之，油门踏板1在回位弹簧3的弹力作用下反向侧移，实现给车辆收油减速。

如图2和图3所示，所述刹车踏板组件由刹车踏板滑板5、刹车踏板滑板限位销6、刹车踏板本体7、刹车踏板本体支架8、连接杆10、刹车踏板本体旋转轴11、刹车踏板本体回位弹簧12和刹车踏板滑板回位弹簧13组成；

所述刹车踏板滑板5的底面沿水平横向设有燕尾滑轨，刹车踏板本体7的上表面开有燕尾滑槽，燕尾滑槽内安装有滑动滚珠，所述刹车踏板滑板5与刹车踏板本体7滑动配合连接，能在刹车踏板本体7上表面轻便地水平滑移。

所述刹车踏板滑板回位弹簧13位于油门回位弹簧3下方，其一端与所述刹车踏板滑板5的侧面固定连接，另一端与刹车踏板本体7的侧立面固定连接，所述油门回位弹簧3被压缩时，所述刹车踏板滑板回位弹簧13也处于被压缩状态。所述刹车踏板滑板回位弹簧13位于刹车踏板滑板5的一侧，在所述刹车踏板本体7的非连接一侧(刹车踏板滑板5的另一侧)上表面的燕尾滑槽内固定有刹车踏板滑板限位销6，防止刹车踏板滑板5滑出刹车踏板本体7上的有效行程区域。刹车踏板滑板5在刹车踏板本体7上水平滑移，带动刹车踏板滑板回位弹簧13伸缩，当主动滑动刹车踏板滑板5，刹车踏板滑板回位弹簧13被压缩时，放开刹车踏板滑板5，刹车踏板滑板回位弹簧13为恢复弹性形变，带动刹车踏板滑板5反向滑移，当刹车踏板滑板5反向滑移至刹车踏板滑板限位销6处时，被阻挡限位，此时刹车踏板滑板5到达完全回位的位置，油门也同时回到全收的位置。

所述刹车踏板本体7下方对称的两侧通过刹车踏板本体旋转轴11与固定在驾驶室地板9上的刹车踏板本体支架8相支撑连接，所述刹车踏板本体7可绕刹车踏板本体旋转轴11上下旋转摆动；所述刹车踏板本体回位弹簧12套装在刹车踏板本体旋转轴11上，其一端与刹车踏板本体7底部固定连接，另一端与刹车踏板本体支架8固定连接，当刹车踏板本体7被向下踩踏时，刹车踏板本体回位弹簧12被扭转发生弹性形变，当刹车踏板本体7被松开时，刹车踏板本体回位弹簧12为恢复弹性形变而反向扭转，进而带动刹车踏板本体7反向转动而翻起。所述刹车踏板本体旋转轴11及刹车踏板本体支架8保证刹车踏板滑板5即使不在刹车踏板本体7的中央位置，踩下时刹车踏板本体7也不会偏斜，仍会顺畅地绕刹车踏板本体旋转轴11旋转，压下连接杆10来刹车。

所述刹车踏板本体回位弹簧12的弹性模量大于油门回位弹簧3和刹车踏板滑板回位弹簧13的弹性模量之和，使得刹车踏板滑板5支撑司机脚掌更稳固，更利于司机稳速。

所述刹车踏板本体7下方中部通过连接杆10与车辆的制动器相连接；通过踩踏或抬起刹车踏板本体7上方的刹车踏板滑板5实现制动或解除制动。

当车要加速时，刹车踏板本体7处于非踏下状态，司机脚前部外侧克服刹车踏板滑板回位弹簧13和油门回位弹簧3的弹力侧移所述刹车踏板滑板5，进而推动油门踏板1侧移，实现给车加速。定义此时所述刹车踏板滑板5的移动方向为正向。油门回位弹簧3完全压紧时达到油门全开。

当车要收油减速时，刹车踏板本体7处于非踏下状态，司机脚前部内侧反向侧移所述刹车踏板滑板5(脚主动用力，还能借助刹车踏板滑板回位弹簧13和油门回位弹簧3的弹力。)，实现收油减速。当刹车踏板滑板5碰到限位销6时，达到油门全收。

在非紧急情况下给车辆刹车，先在刹车踏板本体7处于非踏下状态时，用脚前部内侧反向侧移所述刹车踏板滑板5达到油门全收。然后脚掌踏下刹车踏板滑板5，连带踏下刹车踏板本体7，使之克服刹车踏板本体回位弹簧12的弹力而旋转，定义此时所述刹车踏板本体7的旋转方向为正向。，推动连接杆10，使制动器处于工作状态，实现给车辆刹车。反之，只需脚掌从刹车踏板滑板5上抬起，借助刹车踏板本体回位弹簧12的弹力，使刹车踏板本体7反向旋转，从而解除刹车。

在紧急情况下给车辆刹车，脚在加速位置直接踏下刹车踏板滑板5，连带踏下刹车踏板本体7，实现给车辆刹车。此时油门踏板1与刹车踏板滑板5脱离接触，会自动回到油门全收位置，而刹车踏板滑板5却还没有回位，要解除刹车，应先用脚前部内侧将其侧移到碰到限位销6，然后抬脚解除刹车。所述油门踏板1为L形，其侧立面与油门推杆2固定连接，其底面位于油门回位弹簧3下方。防止在加速状态下突然紧急刹车后，刹车踏板滑板5没有完全回位时就抬脚，导致刹车踏板滑板5过早翻起。

此外，如图2和图3所示，本发明所述的刹车和油门踏板总成位于司机右脚的右侧，同样的结构调转180度，可对称设置在司机右脚的左侧，如图4所示。

本申请的技术方案在实施过程中，加油\收油用右脚脚尖部分的横向移动或转动拨动油门踏板1完成。刹车用右脚掌下踩刹车踏板组件完成，解除刹车用右脚掌从下踩状态上翻完成。加油\收油与刹车\解除刹车比较，右脚的动作方向不同，脚与相应踏板接触位置也不同。

为了更好的理解本发明的技术方案，以所述总成位于司机右脚的右侧为例，结合说明书附图，本发明的刹车和油门踏板总成在不同条件下的工作过程如下：

一、加油、收油操作时工作过程。

如图5a所示，此时本发明的刹车和油门踏板总成处于自然状态：油门踏板全收油、刹车完全解除，即刹车踏板本体7、刹车踏板滑板5全处于放开状态。

传统的技术方案中，司机脚掌踩下油门加油、脚掌抬起收油(卡车油门踏板行程弧长约40mm)，整个过程司机的右脚跟和脚掌分别由驾驶室地板和油门踏板回位弹簧支撑。

而本发明的技术方案中，如图5b和图5c所示，加油时可选择脚向右平移或顺时针转动，借助刹车踏板滑板推动油门踏板右移；收油时同样可选择脚向左平移或逆时针转动，油门踏板在油门踏板回位弹簧的作用下左移。该过程中始终由驾驶室地板和刹车踏板本体上的滑板分别支撑脚跟和脚掌，因刹车踏板本体回位弹簧12的弹性模量远大于油门踏板回位弹簧3和刹车踏板滑板回位弹簧13的弹性模量之和，使踩下刹车踏板本体动作远比加速动作(同时右移刹车踏板滑板和油门踏板)费力，故刹车踏板支撑司机脚掌更稳固，更利于司机稳速。

二、非紧急情况下刹车操作时的工作过程。

如图1所示，传统的技术方案中，无论是否紧急刹车，司机都是先收油、再平移、后刹车，右脚需完成三个动作。

而在本发明的技术方案中，如图6a、图6b和图6c所示，在非紧急情况下，要点刹车减速或完全停车时，只需两个动作，先收油后刹车。即右脚先逆时针转动或向左平移，带动刹车踏板滑板碰到限位销，后踩下刹车踏板滑板连带刹车踏板本体。本发明不仅比传统技术方案少一个动作，且用脚掌与刹车踏板滑板的接触式移动(或转动)代替了抬腿、脚悬空寻找刹车踏板、落腿等动作，即利于缓解司机的紧张疲劳，又节省时间。

三、紧急情况下猛然刹车操作的工作过程。

如图7a、图7b和图7c所示，当情况紧急需要尽量快地制动车辆时，则只做猛力向下踩刹车踏板一个动作即可。由于刹车踏板滑板被踩下，对油门踏板的侧向阻挡随其下移而消失，油门踏板自动收油。如图6a所示，右脚掌在当时的加油位置，直接踩下刹车踏板滑板及刹车踏板本体。刹车踏板滑板与油门踏板脱离接触，油门踏板在其回位弹簧的作用下自动左移到完全收油位置。比传统技术方案的三个动作少了两个。紧急刹车后，刹车踏板滑板需要在其回位弹簧作用下(必要时也可用脚主动带动)完全回位(接触限位销)后才能完全翻起，从而解除刹车。没有完全回位时，即使抬脚或将脚抽出后，刹车踏板滑板5也会被所述油门踏板1的底面压住而不能旋转翻起

由上述过程二及过程三可知，本发明在任何情况下刹车时的踏板更换时间t2都为0，能显著缩短刹车反应动作距离S以及广义刹车距离S*。且缩短的距离和时间是在制动器工作之前，从制动器开始工作(此刻汽车的制动警告灯亮起)到停车的距离和时间并没有缩短，不会增大后车追尾的风险。

Claims (7)

1.一种刹车和油门踏板总成，该总成安装在驾驶室地板(9)上方，由油门踏板组件和刹车踏板组件组成，其特征在于：

所述油门踏板组件位于刹车踏板组件上方，且与刹车踏板组件平行设置；

所述油门踏板组件由油门踏板(1)、油门推杆(2)、油门回位弹簧(3)和油门固定装置(4)组成；

所述油门推杆(2)一端与油门踏板固定连接，另一端通过安装在驾驶室内的油门固定装置(4)支撑，且与油门固定装置(4)水平相对滑动,以此实现加油和收油；

所述油门回位弹簧(3)套装在油门推杆(2)上，两端分别与油门踏板(1)和油门固定装置(4)连接；

所述刹车踏板组件由刹车踏板滑板(5)、刹车踏板本体(7)、刹车踏板本体旋转轴(11)、刹车踏板本体回位弹簧(12)和刹车踏板滑板回位弹簧(13)组成；

所述刹车踏板滑板(5)的底面滑动连接于刹车踏板本体(7)的上表面，所述刹车踏板滑板(5)的侧面通过刹车踏板滑板回位弹簧(13)与刹车踏板本体(7)相连，所述刹车踏板滑板回位弹簧(13)与油门回位弹簧(3)同向伸缩；

所述刹车踏板本体(7)下方两侧通过刹车踏板本体旋转轴(11)与固定在驾驶室地板(9)上的刹车踏板本体支架(8)相连接，且所述刹车踏板本体(7)绕刹车踏板本体旋转轴(11)转动；所述刹车踏板本体(7)下方中部通过连接杆(10)与车辆的制动器相连；

所述刹车踏板本体回位弹簧(12)套装在刹车踏板本体旋转轴(11)上，两端分别与刹车踏板本体(7)和刹车踏板本体支架(8)连接。

2.如权利要求1所述一种刹车和油门踏板总成，其特征在于：

所述油门踏板(1)为L形，其侧立面与油门推杆(2)固定连接，其底面位于油门回位弹簧(3)下方，防止在加速状态下突然紧急刹车后，刹车踏板滑板(5)没有完全回位时就抬脚，导致刹车踏板滑板(5)过早翻起。

3.如权利要求1所述一种刹车和油门踏板总成，其特征在于：

所述刹车踏板本体(7)非连接一侧的上表面固定安装有刹车踏板滑板限位销(6)。

4.如权利要求1所述一种刹车和油门踏板总成，其特征在于：

所述刹车踏板本体回位弹簧(12)的弹性模量大于油门回位弹簧(3)和刹车踏板滑板回位弹簧(13)的弹性模量之和。

5.如权利要求1所述一种刹车和油门踏板总成，其特征在于：

所述刹车踏板滑板(5)与刹车踏板本体(7)之间通过燕尾槽华滑动连接。

6.如权利要求1或5所述一种刹车和油门踏板总成，其特征在于：

所述刹车踏板滑板(5)与刹车踏板本体(7)之间的滑动轨道内装有滚珠。

7.如权利要求1所述一种刹车和油门踏板总成，其特征在于：

所述油门推杆(2)通过滚珠滑道安装在所述油门固定装置(4)上。