CN107170346A - 一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器 - Google Patents

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朱冰
张野
赵艺岩
刘志鹏
闫淑德
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Abstract

本发明公开了一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器，包括有踏板、支撑架、第一传动杆、第二传动杆和弹簧筒，其中踏板设在支撑架顶板的上部，铰接在支撑架的一端，第一传动杆、第二传动杆和弹簧筒设在支撑架顶板的下部，第一传动杆的前端通过连杆与踏板相铰接，踏板能够与第一传动杆进行联动，第二传动杆的前端与第一传动杆的后端相铰接，第二传动杆的后端连接有滑塞，滑塞的后部插设在弹簧筒的内腔中，弹簧筒的后端固定在支撑架顶板的下部。有益效果：各组成部分之间多采用可拆卸连接，便于分离组装与检测维修；踏板面布置有防滑孔，能够有效避免由于打滑造成的误操作。

Description

一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器
技术领域
本发明涉及一种制动踏板及感觉模拟器，特别涉及一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器。
背景技术
目前，随着汽车个性化驾驶相关理念的提出，为了充分了解驾驶人个性特征，需要进行不同工况下的大量数据采集实验，由于实车的可调参数少，以及受环境限制所能选取的工况有限，为驾驶员提供接近实车的试验平台,模拟真实驾驶时的感觉十分必要。现有的相关技术往往存在两大问题：或者结构过于简单，模拟踏板感觉效果严重失真；或者结构过于复杂，在没有大幅度提高模拟效果的情况下使成本大大提升。
现有的用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器在力反馈方面以及结构方面均有不足之处，中国专利公开号CN105270375A，公开日为2016.01.27发明名称为线控制动及踏板力反馈系统及制动方法中采用液压的反馈方式在补液装置进行工作时，若设置补液速度过快则因为液体流动时的压力损失过大，将会导致踏板反馈力的一个突变导致驾驶员对制动力度的判断失误，若补液速度设置的慢，则将导致反馈的时效性变差，驾驶员的操作不能得到及时的反馈。导致驾驶员不能很好的获得踏板力反馈。如中国专利公开号CN104670188A，公开日为2015.06.03，发明名称为一种可调节杠杆比的汽车制动踏板结构中，通过调整踏板杠杆的位置来调节踏板力的大小将会改变踏板所在位置距离地板的高度，对驾驶员的习惯性驾驶操作造成一定的影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有模拟制动踏板存在的感觉模拟失真、装置结构复杂、成本高等问题而提供的一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器。
本发明提供的用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器包括有踏板、支撑架、第一传动杆、第二传动杆和弹簧筒，其中踏板设在支撑架顶板的上部，铰接在支撑架的一端，第一传动杆、第二传动杆和弹簧筒设在支撑架顶板的下部，第一传动杆的前端通过连杆与踏板相铰接，踏板能够与第一传动杆进行联动，第二传动杆的前端与第一传动杆的后端相铰接，第二传动杆的后端连接有滑塞，滑塞的后部插设在弹簧筒的内腔中，弹簧筒的后端固定在支撑架顶板的下部。
踏板上开设有数排防滑孔。
第二传动杆通过限位架固定在支撑架顶板的下部。
插设在弹簧筒内腔的滑塞上依次装配有第一滑动片、第二滑动片和第三滑动片，滑塞的后端设置有塞顶，在第二滑动片和第三滑动片之间弹簧筒的内腔中装配有隔板，第一滑动片和第二滑动片之间设置有第一线性弹簧，第一线性弹簧的两端分别固定在第一滑动片和第二滑动片上，第二滑动片和隔板之间设置有第二线性弹簧，第二线性弹簧的两端分别固定在第二滑动片和隔板上，隔板和第三滑动片之间设置有第三线性弹簧，第三线性弹簧的两端分别固定在隔板和第三滑动片上，第一滑动片和第二滑动片之间弹簧筒内腔的侧壁上依次装配有第一限位块和第二限位块，第一限位块和第二限位块分别用于第一滑动片和第二滑动片的限位，在隔板和第三滑动片之间弹簧筒内腔的侧壁上设置有第三限位块和挡块用于第三滑动片的限位。
本发明的工作原理：
当驾驶人踩动踏板时，踏板带动第一传动杆做平面运动，第一传动杆的平面运动又继续传递给与其铰接的第二传动杆，因为第二传动杆的运动受到限位架的限制约束，第二传动杆只可做直线运动，第二传动杆的直线运动带动与其连接的滑塞做同步的直线运动，滑塞的直线运动会使弹簧筒内部的弹簧产生形变，进而可以在制动踏板的压缩过程中模拟产生三个阶段的不同刚度的踏板力，具体实现过程如下：
第一阶段：踏板行程较小时，滑塞的线位移也比较小，此时滑塞仅向左做较小的位移。这段小位移使得第一线性弹簧、第二线性弹簧都有一定程度的拉伸，表现的总的弹簧刚度为(k01：第一阶段踏板模拟器内部提供的弹簧刚度；k1：第一线性弹簧的刚度；k2：第二线性弹簧的刚度。)
第二阶段：制动踏板行程进一步变大时，滑塞的线位移相应增加。这段位移使得第一线性弹簧、第二线性弹簧都有的拉伸程度较大，使得第二滑动片的左侧与第二限位块的右侧相接触，第二滑动片不再向左运动，此时第二线性弹簧不再继续拉伸，表现的总的弹簧刚度为k02＝k1。(k02：第二阶段踏板模拟器内部提供的弹簧刚度。)
第三阶段：制动踏板行程进一步增加，滑塞的线位移也相应增加。这段位移使得塞顶的左侧运动到与第三滑动片的右侧接触，使得第三滑动片开始向左运动，进而压缩第三线性弹簧产生压缩形变，表现的总的弹簧刚度为k03＝k1+k3(k03：第三阶段踏板模拟器内部提供的弹簧刚度；k3：第三线性弹簧的刚度。)
本发明的有益效果：
本发明提供的一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器结构简单，各组成部分之间多采用可拆卸连接，便于分离组装与检测维修；踏板面布置有防滑孔，能够有效避免由于打滑造成的误操作；在仅使用机械结构的情况下，有效的提供了制动踏板踩下过程中三个阶段的不同的踏板感觉模拟效果。为科研、教学提供了新型的工具手段，在实现制动踏板感觉贴切模拟的同时也降低了实现的成本。
附图说明
图1为本发明所述模拟器主视图。
图2为本发明所述模拟器轴侧示意图。
图3为本发明所述弹簧筒内部结构剖视图。
1、踏板 2、支撑架 3、第一传动杆 4、第二传动杆 5、弹簧筒
6、滑塞 7、防滑孔 8、限位架 10、第一滑动片 11、第二滑动片
12、第三滑动片 13、塞顶 14、隔板 15、第一线性弹簧
16、第二线性弹簧 17、第三线性弹簧 18、第一限位块
19、第二限位块 20、第三限位块 21、挡块。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示：
本发明提供的用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器包括有踏板1、支撑架2、第一传动杆3、第二传动杆4和弹簧筒5，其中踏板1设在支撑架2顶板的上部，铰接在支撑架2的一端，第一传动杆3、第二传动杆4和弹簧筒5设在支撑架2顶板的下部，第一传动杆3的前端通过连杆与踏板1相铰接，踏板1能够与第一传动杆3进行联动，第二传动杆4的前端与第一传动杆3的后端相铰接，第二传动杆4的后端连接有滑塞6，滑塞6的后部插设在弹簧筒5的内腔中，弹簧筒5的后端固定在支撑架2顶板的下部。
踏板1上开设有数排防滑孔7。
第二传动杆4通过限位架8固定在支撑架2顶板的下部。
插设在弹簧筒5内腔的滑塞6上依次装配有第一滑动片10、第二滑动片11和第三滑动片12，滑塞6的后端设置有塞顶13，在第二滑动片11和第三滑动片12之间弹簧筒5的内腔中装配有隔板14，第一滑动片10和第二滑动片11之间设置有第一线性弹簧15，第一线性弹簧15的两端分别固定在第一滑动片10和第二滑动片11上，第二滑动片11和隔板14之间设置有第二线性弹簧16，第二线性弹簧16的两端分别固定在第二滑动片11和隔板14上，隔板14和第三滑动片11之间设置有第三线性弹簧17，第三线性弹簧17的两端分别固定在隔板14和第三滑动片12上，第一滑动片10和第二滑动片11之间弹簧筒5内腔的侧壁上依次装配有第一限位块18和第二限位块19，第一限位块18和第二限位块19分别用于第一滑动片10和第二滑动片11的限位，在隔板14和第三滑动片12之间弹簧筒5内腔的侧壁上设置有第三限位块20和挡块21用于第三滑动片12的限位。
本发明的工作原理：
当驾驶人踩动踏板1时，踏板1带动第一传动杆3做平面运动，第一传动杆3的平面运动又继续传递给与其铰接的第二传动杆4，因为第二传动杆4的运动受到限位架8的限制约束，第二传动杆4只可做直线运动，第二传动杆4的直线运动带动与其连接的滑塞6做同步的直线运动，滑塞6的直线运动会使弹簧筒5内部的弹簧产生形变，进而可以在制动踏板1的压缩过程中模拟产生三个阶段的不同刚度的踏板力，具体实现过程如下：
第一阶段：踏板1行程较小时，滑塞6的线位移也比较小，此时滑塞6仅向左做较小的位移。这段小位移使得第一线性弹簧15、第二线性弹簧16都有一定程度的拉伸，表现的总的弹簧刚度为(k01：第一阶段踏板模拟器内部提供的弹簧刚度；k1：第一线性弹簧15的刚度；k2：第二线性弹簧16的刚度。)
第二阶段：制动踏板1行程进一步变大时，滑塞6的线位移相应增加。这段位移使得第一线性弹簧15、第二线性弹簧16都有的拉伸程度较大，使得第二滑动片11的左侧与第二限位块19的右侧相接触，第二滑动片11不再向左运动，此时第二线性弹簧16不再继续拉伸，表现的总的弹簧刚度为k02＝k1。(k02：第二阶段踏板模拟器内部提供的弹簧刚度。)
第三阶段：制动踏板1行程进一步增加，滑塞6的线位移也相应增加。这段位移使得塞顶13的左侧运动到与第三滑动片12的右侧接触，使得第三滑动片12开始向左运动，进而压缩第三线性弹簧17产生压缩形变，表现的总的弹簧刚度为k03＝k1+k3(k03：第三阶段踏板模拟器内部提供的弹簧刚度；k3：第三线性弹簧的刚度。)

Claims (4)

1.一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器，其特征在于：包括有踏板、支撑架、第一传动杆、第二传动杆和弹簧筒，其中踏板设在支撑架顶板的上部，铰接在支撑架的一端，第一传动杆、第二传动杆和弹簧筒设在支撑架顶板的下部，第一传动杆的前端通过连杆与踏板相铰接，踏板能够与第一传动杆进行联动，第二传动杆的前端与第一传动杆的后端相铰接，第二传动杆的后端连接有滑塞，滑塞的后部插设在弹簧筒的内腔中，弹簧筒的后端固定在支撑架顶板的下部。
2.根据权利要求1所述的一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器，其特征在于：所述的踏板上开设有数排防滑孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器，其特征在于：所述的第二传动杆通过限位架固定在支撑架顶板的下部。
4.根据权利要求1所述的一种用于驾驶模拟器的新型制动踏板及感觉模拟器，其特征在于：所述的插设在弹簧筒内腔的滑塞上依次装配有第一滑动片、第二滑动片和第三滑动片，滑塞的后端设置有塞顶，在第二滑动片和第三滑动片之间弹簧筒的内腔中装配有隔板，第一滑动片和第二滑动片之间设置有第一线性弹簧，第一线性弹簧的两端分别固定在第一滑动片和第二滑动片上，第二滑动片和隔板之间设置有第二线性弹簧，第二线性弹簧的两端分别固定在第二滑动片和隔板上，隔板和第三滑动片之间设置有第三线性弹簧，第三线性弹簧的两端分别固定在隔板和第三滑动片上，第一滑动片和第二滑动片之间弹簧筒内腔的侧壁上依次装配有第一限位块和第二限位块，第一限位块和第二限位块分别用于第一滑动片和第二滑动片的限位，在隔板和第三滑动片之间弹簧筒内腔的侧壁上设置有第三限位块和挡块用于第三滑动片的限位。
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