CN108422937A - 具有防撞功能的电动踏板装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有防撞功能的电动踏板装置及系统，所述具有防撞功能的电动踏板装置包括踏板组件和伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构用于驱动所述踏板组件伸缩移动，所述踏板组件包括踏板本体和设于所述踏板本体的距离传感器，所述距离传感器用于在设定立体空间内检测是否存在障碍且将信号反馈给控制器，所述伸缩驱动机构与所述控制器电性连接。所述具有防撞功能的电动踏板系统包括控制器和上述的电动踏板装置。本发明可在踏板组件运动过程中对设定立体空间内的物体进行监测，从而避免发生碰撞到行人或障碍物的现象，消除安全隐患。

Description

具有防撞功能的电动踏板装置及系统

技术领域

本发明涉及车辆配件技术领域，尤其是涉及一种具有防撞功能的电动踏板装置及系统。

背景技术

目前，车辆行业日益发展，车辆设计越来越趋于细节化，人性化。对于一些高底盘的车辆，乘客上下车比较吃力，尤其体现在老弱病残孕用户，独自上下高底盘汽车非常吃力。为解决以上问题，现有应用较普遍方式为在车辆侧边增加踏板，其中一种踏板为伸缩式踏板。然而，目前市面上的伸缩式踏板在伸出时容易撞击乘客或障碍物，鲜少有踏板带有防撞功能。即便是有防撞的踏板，也是通过判断电机的电流大小和霍尔信号来实现防撞。此种防撞方式，具有以下缺陷：首先、对乘客身体都会直接接触，而且作用力大，仍然会带来安全隐患；其次、踏板在伸出过程中碰到坚硬的障碍物，也存在把踏板撞坏的风险。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有防撞功能的电动踏板装置及系统，其可在踏板组件运动过程中对设定立体空间内的物体进行监测，从而避免发生碰撞到行人或障碍物的现象，消除安全隐患。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一实施例所述的具有防撞功能的电动踏板装置，包括踏板组件和伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构用于驱动所述踏板组件伸缩移动，所述踏板组件包括踏板本体和设于所述踏板本体的距离传感器，所述距离传感器用于在设定立体空间内检测是否存在障碍且将信号反馈给控制器，所述伸缩驱动机构与所述控制器电性连接。

下面对上述技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，还包括安装架，所述安装架上设有滑槽，所述踏板本体上设有滚轮，所述滚轮与所述滑槽滑动配合，所述伸缩驱动机构用于驱动所述踏板组件沿着所述滑槽往复移动。

在其中一个实施例中，所述伸缩驱动机构包括电机和传动组件，所述传动组件包括第一传动臂和第二传动臂，所述第一传动臂的一端与所述电机的驱动端连接，另一端与所述第二传动臂的一端可转动连接，所述第二传动臂的另一端与所述踏板组件可转动连接。

在其中一个实施例中，所述传动组件为两组，两组所述传动组件分别对应所述踏板组件的两侧设置，所述第一传动臂上设有卡齿，两个所述传动组件中的所述第一传动臂相啮合，所述电机的驱动端与其中一个所述第一传动臂连接。

在其中一个实施例中，所述第一传动臂包括齿轮部和连接部，所述齿轮部上设有所述卡齿，所述齿轮部为半圆形结构，所述连接部为三角形结构，所述连接部的底边与所述齿轮部连接，所述连接部的顶角处与所述第二传动臂可转动连接。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括接近开关，所述接近开关用于检测所述踏板组件的运动位置且与所述控制器电性连接。

在其中一个实施例中，所述设定立体空间大于所述踏板组件的运动行程。

在其中一个实施例中，所述距离传感器为雷达传感器、超声波传感器、红外线传感器、微波传感器或光电传感器。

本发明另一实施例所述的具有防撞功能的电动踏板系统，包括控制器和上述的电动踏板装置。

在其中一个实施例中，还包括报警器，所述报警器与所述控制器电性连接。

本发明至少包括以下优点，然而，实施本发明的任一产品并不需要同时达到以下所述的所有优点：

1、所述具有防撞功能的电动踏板装置，其踏板组件上设有距离传感器，在踏板组件运动前和踏板组件运动的过程中，距离传感器对设定立体空间进行监测。当监测到设定立体空间有障碍时，控制器控制伸所述踏板组件停止运动，或者运动到离障碍一定距离后再停止运动，又或者反向运动，从而避免踏板组件碰撞行人或障碍物，避免造成行人伤害或踏板组件损坏，消除安全隐患。另外，距离传感器安装在踏板组件上，随着踏板组件移动，能实时探测踏板组件前方的情况。所述具有防撞功能的电动踏板系统，由于采用上述的电动踏板装置，因此也具有避免造成行人伤害或踏板组件损坏，消除安全隐患的效果。

2、踏板本体在安装架上滑行实现伸出和缩回，使得踏板本体伸缩移动平稳。

3、伸缩驱动机构和踏板本体组合为曲柄滑块机构，从而将电机的转动转化为踏板组件的线性移动。此时电机的输出力基本可保持恒定，从而使得电机输出恒定，无需对电机设置复杂的控制程序，也减少了驱动电机因输出突变引起的损坏问题，延长了驱动电机的使用寿命，保证电动踏板装置使用安全可靠。此外，所述伸缩驱动机构结构简单，易于制作实现，所占空间小。

4、采用两组传动组件有利于驱动平衡，实现踏板组件受力稳定、输出平稳可靠。

5、第一传动臂的结构设计既保证了两个第一传动臂能够相互啮合带动，无需采用两个电机；同时也保证了第一传动臂具有足够长的转动臂，使得踏板组件能够有较长的伸缩路程。

6、接近开关用于提前检测踏板组件的位置，把踏板组件运动开始和运动到位的信号反馈给控制器，从而通过控制器来控制伸缩驱动机构动作，使伸出到位、缩回到位，运动更平缓，不会出现到位碰撞异音。在判断位置时，运动的踏板组件不需要与接近开关接触，踏板组件运动到离接近开关某个位置时就可以判断。接近开关具有如下优点：不与运动物体接触，不会产生接触噪音；接近开关灵敏度高、反应频率更快、性能稳定、故障率更低。

7、所述设定立体空间大于所述踏板组件的运动行程，从而扩大监测范围，预留一定的安全距离，进一步增强防撞机制的安全性。

8、报警器的设置可以在踏板组件碰撞到障碍物时发出警报信息，提醒消除障碍物。

附图说明

图1为一实施例所述的具有防撞功能的电动踏板系统的顶部示意图；

图2为图1中的电动踏板装置的反面示意图；

图3为图2中的安装架的结构示意图；

图4为图1中的踏板组件的结构示意图；

图5为图1中的电动踏板装置在缩回状态时的俯视图；

图6为图5的A-A向剖视图；

图7为图2中的伸缩驱动机构在缩回状态时的结构示意图；

图8为图7所示的伸缩驱动机构的反面示意图；

图9为图1所示的电动踏板系统的电路连接结构图。

附图标记说明：

100、踏板组件，110、踏板本体，111、面板，112、连接杆，113、滚轮，120、距离传感器，200、伸缩驱动机构，210、电机，220、传动组件，221、第一传动臂，2211、齿轮部，2212、连接部，2213、金属件，222、第二传动臂，230、固定架，231、容纳腔，241、第一接近开关，242、第二接近开关，300、安装架，310、框架板，311、安装槽，312、导轨，313、滑槽，314、限位件，315、限位槽，320、安装支座，330、第一装饰盖，400、控制器，500、报警器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件时，它可以直接固定在另一个元件或者也可以通过居中的元件固定于另一个元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者也可以是通过居中的元件而连接于另一个元件。除非特别指出，否则本文中的术语“第一”及“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

如图1和图9所示，本发明一实施例所述的具有防撞功能的电动踏板系统，包括控制器400(又称ECU，Electronic Control Unit，电子控制单元,也称为行车电脑)和具有防撞功能的电动踏板装置。

其中，请结合图2，所述具有防撞功能的电动踏板装置包括踏板组件100和伸缩驱动机构200。伸缩驱动机构200与控制器400电性连接。控制器400又与BCM(Body ControlModule，车身控制模块)电性连接。电性连接可为有线连接或无线连接。所述伸缩驱动机构200用于驱动所述踏板组件100伸缩移动。请继续参阅图1，所述踏板组件100包括踏板本体110和设于踏板本体110的距离传感器120。所述距离传感器120与所述控制器400电性连接，用于在设定立体空间(如图1和图2所示箭头S所指示的虚线围合的空间)内检测是否存在障碍且将信号反馈给控制器400。需要说明的是，本文中的“障碍”既包括人，也包括除人以外的障碍物。控制器400可根据距离传感器120反馈的信号来控制伸缩驱动机构200动作。

在踏板组件100伸出前和踏板组件100运动的过程中，距离传感器120对设定立体空间进行监测。当监测到有障碍时，控制器400控制伸所述踏板组件100停止运动，或者伸出到离障碍一定距离后再停止运动，又或者反向运动，从而避免踏板组件100碰撞行人或障碍物，避免造成行人伤害或踏板组件100损坏，消除安全隐患。另外，距离传感器120安装在踏板组件100上，随着踏板组件100移动，能实时探测踏板组件100前方的情况。所述具有防撞功能的电动踏板系统，由于采用上述的电动踏板装置，因此也具有避免造成行人伤害或踏板组件100损坏，消除安全隐患的效果。

本实施例中，所述设定立体空间大于所述踏板组件100的运动行程，也即设定立体空间为踏板组件100伸出行程并外延一定距离所需立体空间，如外延3cm-5cm，如图1和图2所示，从而扩大监测范围，预留一定的安全距离，进一步增强防撞机制的安全性。

所述距离传感器120为一个、两个或多个，具体数量可根据实际需要进行设定，用于保证检测结果准确。所述距离传感器120可为雷达传感器、超声波传感器、红外线传感器、微波传感器或光电传感器。具体选择可根据实际需要确定。需要说明的是，由于上述的距离传感器120均为现有市场上的成熟产品，其具体结构和工作原理均可参照已有技术，遂不在此赘述。

进一步地，请继续参阅图1和图2，所述电动踏板装置还包括安装架300，安装架300用于安设于车底板上。所述踏板组件100通过所述安装架300安设于车底板上。需要说明的是，也可通过安装架300将所述电动踏板装置安装于其他的设备上，如飞机、轮船等。所述安装架300包括框架板310和设于框架板310上的安装支座320，安装支座320用于与车底板连接。所述安装支座320朝向车底板的方向凸出于框架板310设置，从而使得踏板组件100能够相对于车底板下沉一定距离，用于辅助上下车。

如图3所示，所述框架板310上设有滑槽313；如图4所示，所述踏板本体110上设有滚轮113。所述滚轮113与所述滑槽313滑动配合。所述伸缩驱动机构200用于驱动所述踏板组件100沿着所述滑槽313往复移动，形成平推式电动踏板装置。踏板本体110在安装架300上滑行实现伸出和缩回，使得踏板本体110伸缩移动平稳可靠。可选地，所述滑槽313的数量为两个，相应地，所述踏板本体110上设置两组滚轮113。需要说明的是，在其他的实施例中，所述踏板组件100也可在安装架300上转动，使得其伸出下沉和缩回上升。

具体地，请结合图5和图6，框架板310上通过间隔设置的两根导轨312配合形成滑槽313。导轨312为圆柱导轨312。一方面，通过圆柱导轨312和滚轮113的配合，可以减少接触面积小，减小摩擦阻力。另一方面，滚轮113的材料可为POM(Polyformaldehyde，聚甲醛，热塑性结晶聚合物)，圆柱导轨312为不锈钢，两者配合可以实现自润滑。这两个方面就使得踏板组件100和安装架300之间滑动配合具有以下优势：摩擦力小、运动噪音小、所需驱动力小。

如图3所示，所述框架板310上还设有位于所述滑槽313的端头的限位件314，用于防止踏板组件100滑出安装架300，同时也能够起到缓冲的效果。另外，所述框架板310上还设有位于踏板组件100两侧的两个装饰盖330。

在本实施例中，如图2所示，伸缩驱动机构200安设于安装架300上。具体地，所述安装架300设有安装槽311，所述伸缩驱动机构200安设于所述安装槽311中。请结合图3，所述安装槽311的两个侧壁上均设有所述滑槽313。请结合图4，所述踏板本体110包括两根连接杆112和设于两根所述连接杆112之间的面板111。两根所述连接杆112延伸出所述面板111，且所述连接杆112延伸出所述面板111的部分设有所述滚轮113。所述滚轮113在所述滑槽313中滑行使得所述面板111安装槽311伸缩移动。踏板本体110上两根连接杆112和面板111本体之间配合形成一个凹口，用于在缩回时可以容纳伸缩驱动机构200，为伸缩驱动机构200避让安装位置。所述电动踏板装置结构设计合理、巧妙，体积小，占用空间小。需要说明的是，在其他的实施例中，伸缩驱动机构200也可直接安设于车底板上。

具体地，如图7和图8所示，所述伸缩驱动机构200包括电机210和传动组件220。所述传动组件220包括第一传动臂221和第二传动臂222，所述第一传动臂221的一端与所述电机210的驱动端连接，另一端与所述第二传动臂222的一端可转动连接，所述第二传动臂222的另一端与所述踏板组件100可转动连接。伸缩驱动机构200和踏板本体110组合为曲柄滑块机构，从而将电机210的转动转化为踏板组件100的线性移动。此时电机210的输出力基本可保持恒定，从而使得电机210输出恒定，无需对电机210设置复杂的控制程序，也减少了驱动电机210因输出突变引起的损坏问题，延长了驱动电机210的使用寿命，保证电动踏板装置使用安全可靠。此外，所述伸缩驱动机构200结构简单，易于制作实现，所占空间小。需要说明的是，在其他的实施例中，所述伸缩驱动机构200也可采用气缸、液缸等其他的伸缩动力机构。

进一步地，所述传动组件220为两组，两组所述传动组件220分别对应所述踏板组件100的两侧设置。所述第一传动臂221上设有卡齿，两个所述传动组件220中的所述第一传动臂221相啮合，所述电机210的驱动端与其中一个所述第一传动臂221连接。采用两组传动组件220，有利于驱动平衡，实现踏板组件100受力稳定、输出平稳可靠。需要说明的是，在其他的实施例中，所述传动组件220也可为一组或多组。

具体地，如图7所示，所述第一传动臂221包括齿轮部2211和连接部2212。所述齿轮部2211上设有所述卡齿，所述齿轮部2211为半圆形结构。所述连接部2212为三角形结构。所述连接部2212的底边与所述齿轮部2211连接，所述连接部2212的顶角处与所述第二传动臂222可转动连接。第一传动臂221的设计既保证了两个第一传动臂221能够相互啮合带动，无需采用两个电机210，同时也保证了第一传动臂221具有足够长的转动臂，使得踏板组件100能够有较长的伸缩路程。所述第二传动臂222可为杆状物。

进一步地，所述伸缩驱动机构200还包括固定架230，所述固定架230内设有用于安装所述电机210的容纳腔231。请结合图3，所述安装槽311的底部设有用于对所述电机210进行限位的限位槽315。所述固定架230罩设于所述限位槽315的上方，使得所述电机210正好被限位于限位槽315内。所述固定架230上开设有孔位，方便电机210的输出轴伸出与其中一第一传动臂221连接。同时固定架230上设有安装另一第一传动臂221的转轴。

如图2、图7和图8所示，所述伸缩驱动机构200还包括接近开关(可参阅图中的第一接近开关241和第二接近开关242)，用于检测所述踏板组件100的运动位置且与所述控制器400电性连接。接近开关可提前检测踏板组件100的位置，把踏板组件100运动开始和运动到位的信号反馈给控制器400，从而通过控制器400来控制伸缩驱动机构200动作。在判断位置时，运动的踏板组件100不需要与接近开关接触，踏板组件100运动到离接近开关某个位置时就可以判断。接近开关具有如下优点：不与运动物体接触，不会产生接触噪音；接近开关灵敏度高、反应频率更快、性能稳定、故障率更低。接近开关为现有市场上成熟的电子产品，可根据实际需要选定样式和型号。

所述接近开关为两个，两个所述接近开关分别设置在不同位置上。具体地，两个接近开关分别为第一接近开关241和第二接近开关242。如图7所示，第一接近开关241与踏板组件100缩回就位时第一传动臂221上金属件2213的位置相对应；如图2所示，第二接近开关242与踏板组件100伸出就位时第一传动臂221上金属件2213的位置相对应。请继续参阅图7，在踏板组件100将要伸出时，第一传动臂221上的金属件2213脱离第一接近开关241的感应区域，第一接近开关241将踏板组件100开始伸出的信号反馈给控制器400。当第一传动臂221上的金属件2213进入第二接近开关242的感应区域时，第二接近开关242将踏板组件100伸出到位的信号反馈给控制器400，如图2所示。同理，请继续参阅图2，当踏板组件100开始缩回时，第一传动臂221上的金属件2213脱离第二接近开关242的感应区域，第二接近开关242将踏板组件100开始缩回的信号反馈给控制器400。当第一传动臂221上的金属件2213进入第一接近开关241的感应区域时，第一接近开关241将踏板组件100缩回到位的信号反馈给控制器400，如图7所示。

此外，如图1和图9所示，所述电动踏板系统还包括报警器500，所述报警器500与所述控制器400电性连接。报警器500可为蜂鸣器，也可为报警灯光或报警显示器等。报警器500的设置可以在踏板组件100碰撞到障碍物时发出警报信息，提醒消除障碍物。

下面对以一个优选的实施例对具有防撞功能的电动踏板装置及系统的工作过程进行说明：首先，BCM把踏板组件100伸出指令发给控制器400，控制器400接受指令后不会立即执行伸出指令，此时控制器400激活距离传感器120，距离传感器120开始监测设定立体空间是否安全，并把监测结果反馈给控制器400。如果监测到设定立体空间安全，踏板组件100正常工作；如果发现障碍，踏板组件100停止工作或伸出到离障碍一定距离停止。其次，踏板组件100在运动过程中，距离传感器120也是激活状态，一直与控制器400有信号交流。当监测设定立体空间内有障碍时，踏板组件100立刻向反方向运动或停止，从而避免踏板碰撞行人或障碍物，避免造成踏板组件100损坏或行人伤害。

在距离传感器120监测的过程中，如监测到障碍时，报警器500会根据异常情况的严重程度，发出不同频率响声。响声持续时间可以设定为某个定值，或者设定为障碍清除、踏板组件100恢复正常后，报警器500报警响声结束。

此外，上述的各实施例主要阐述了踏板组件100在伸出时的防撞机制，然而，可以理解的是，本发明所述具有防撞功能的电动踏板装置及系统同样适用于踏板组件100在缩回时进行防撞，仅需要根据实际需要设置上述的设定立体空间的大小，其工作原理与踏板组件100伸出时的原理相同，遂不详细阐述。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有防撞功能的电动踏板装置，其特征在于，包括踏板组件和伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构用于驱动所述踏板组件伸缩移动，所述踏板组件包括踏板本体和设于所述踏板本体的距离传感器，所述距离传感器用于在设定立体空间内检测是否存在障碍且将信号反馈给控制器，所述伸缩驱动机构与所述控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的具有防撞功能的电动踏板装置，其特征在于，还包括安装架，所述安装架上设有滑槽，所述踏板本体上设有滚轮，所述滚轮与所述滑槽滑动配合，所述伸缩驱动机构用于驱动所述踏板组件沿着所述滑槽往复移动。

3.根据权利要求2所述的具有防撞功能的电动踏板装置，其特征在于，所述伸缩驱动机构包括电机和传动组件，所述传动组件包括第一传动臂和第二传动臂，所述第一传动臂的一端与所述电机的驱动端连接，另一端与所述第二传动臂的一端可转动连接，所述第二传动臂的另一端与所述踏板组件可转动连接。

4.根据权利要求3所述的具有防撞功能的电动踏板装置，其特征在于，所述传动组件为两组，两组所述传动组件分别对应所述踏板组件的两侧设置，所述第一传动臂上设有卡齿，两个所述传动组件中的所述第一传动臂相啮合，所述电机的驱动端与其中一个所述第一传动臂连接。

5.根据权利要求4所述的具有防撞功能的电动踏板装置，其特征在于，所述第一传动臂包括齿轮部和连接部，所述齿轮部上设有所述卡齿，所述齿轮部为半圆形结构，所述连接部为三角形结构，所述连接部的底边与所述齿轮部连接，所述连接部的顶角处与所述第二传动臂可转动连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的具有防撞功能的电动踏板装置，其特征在于，所述伸缩驱动机构包括接近开关，所述接近开关用于检测所述踏板组件的运动位置且与所述控制器电性连接。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的具有防撞功能的电动踏板装置，其特征在于，所述设定立体空间大于所述踏板组件的运动行程。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的具有防撞功能的电动踏板装置，其特征在于，所述距离传感器为雷达传感器、超声波传感器、红外线传感器、微波传感器或光电传感器。

9.一种具有防撞功能的电动踏板系统，其特征在于，包括控制器和如权利要求1至8中任一项所述的电动踏板装置。

10.根据权利要求9所述的具有防撞功能的电动踏板系统，其特征在于，还包括报警器，所述报警器与所述控制器电性连接。