CN109334449A - 一种具有迟滞效应的地板式电子油门踏板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有迟滞效应的地板式电子油门踏板，在脚踏板与底座之间设有迟滞机构，该迟滞机构包括摇臂、摇臂支架、复位弹簧及弹簧座；摇臂第一端通过转轴A可转动地安装在底座内腔的中部，其外摩擦面与底座内腔摩擦转动连接，摇臂第二端与摇臂支架的第一端铰接，摇臂支架的第二端与脚踏板的后端铰接；弹簧座通过其中部的支点O’可转动地固定安装在底座内腔中，弹簧座连接端的外周面与摇臂的内摩擦面摩擦转动连接；复位弹簧设于弹簧座与摇臂之间，一端固定在弹簧座中，另一端固定在摇臂中。本发明的迟滞机构在驾驶过程中产生稳定的迟滞效果，即使在颠簸状态下脚踏板也能保持在原来的位置，油门角度不会发生变化，驾驶过程更加平稳。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种具有迟滞效应的地板式电子油门踏板。
背景技术
随着汽车行业的迅猛发展，用于汽车的机械式电子油门踏板已逐渐被电子式油门踏板取代。电子式油门踏板通过电子信号来控制油门开合，具有高精度、低影响、长寿命等优点。电子式油门踏板分为悬挂式和地板式两种。地板式踏板的驾驶舒适性要优于悬挂式油门踏板，且地板式踏板在极限状态下(断裂)的安全性要高于悬挂式踏板。
在经济与科技不断发展的今天，汽车的造型和马力不断在革新，驾驶舒适性要求也越来越高。汽车行驶过程中油门踏板的位置由人脚控制，遇到颠簸路面时，踏板位置便很难保持稳定，直接影响踏板输出电信号的稳定性，对驾驶汽车造成很大不便，同时也会增加驾驶员的驾车疲劳感，影响乘车舒适性。
电子油门踏板作为车辆加减速的载体，若能使电子油门踏板具有迟滞产生机构，在驾驶过程中始终保持稳定的迟滞效果，便于驾驶员很好地控制踏板位置，提高驾驶舒适性，同时降低驾驶员脚部的疲劳感，这也是间接性地提高了驾驶安全性，减少了交通事故的发生。。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有迟滞效应的地板式电子油门踏板，通过在地板式电子油门踏板上增加迟滞产生机构，在驾驶过程中产生稳定的迟滞效果，方便驾驶员很好地控制踏板位置，提高驾驶舒适性。
为此，本发明采用的技术方案是：
一种具有迟滞效应的地板式电子油门踏板，包括脚踏板及底座，脚踏板与底座之间设有迟滞机构，所述迟滞机构包括摇臂、摇臂支架、复位弹簧及弹簧座；所述摇臂具有两端，第一端设有摩擦部，摩擦部具有内外两个摩擦面，摇臂中部设有弹簧安装座，摇臂第一端通过转轴A可转动地安装在底座内腔的中部，所述外摩擦面与底座内腔摩擦转动连接，摇臂第二端与摇臂支架的第一端铰接，摇臂支架的第二端与脚踏板的后端铰接；弹簧座通过其中部的支点O’固定安装在底座内腔中，弹簧座可绕支点O’转动，弹簧座具有连接端及自由端两个端部，弹簧座连接端穿过转轴A，其外周面与摇臂的内摩擦面摩擦转动连接，弹簧座自由端设有弹簧安装孔；复位弹簧设于弹簧座与摇臂之间，其一端固定在弹簧座的弹簧安装孔中，另一端固定在摇臂的弹簧安装座中。
进一步地，所述摇臂的摩擦部为二次包胶结构，通过在摇臂毛坯上包胶，二次注塑后与摇臂成为一体结构。包胶层可增大摇臂与底座及弹簧座之间的摩擦力，增强迟滞效果。采用二次包胶结构的设计方案，包胶内外贯穿,减小包胶变形；增强包胶层与摇臂毛坯的结合强度，包胶层不易脱落。
进一步地，所述包胶部为POM耐磨材料。POM(聚甲醛结晶物)是一种高硬度、高结晶性的热塑性工程塑料，强度高耐磨性好，用于摇臂包胶提高其使用寿命。
进一步地，所述摇臂摩擦部的内、外摩擦面均为弧形面。增大摩擦力，增强迟滞效果。
进一步地，所述摇臂的第一端设有容置腔，弹簧座连接端收纳在所述容置腔内，弹簧座连接端的外周面与摇臂内摩擦面摩擦转动连接。结构紧凑，减小占用空间，减小踏板的整体体积。
进一步地，所述摇臂支架的第二端设有两只圆柱状凸台，脚踏板上设有可收容所述圆柱状凸台的收容部，收容部与凸台之间轴孔连接。连接可靠，结构简单。
进一步地，所述弹簧座连接端的外周面为弧形面。增大摩擦力，增强迟滞效果。
进一步地，所述复位弹簧为双螺旋圆柱弹簧。提高复位弹簧的强度及弹性支持力。
本发明的有益效果：
1：本发明的电子油门踏板通过在底座及脚踏板之间设置迟滞机构，该迟滞机构可将驾驶员脚部对踏板施加的轻微变化的踩踏力转化为摇臂摩擦部与底座和弹簧座之间的静摩擦，即产生机械滞后效应，使得即使在颠簸状态下脚踏板也能够保持在原来的位置，油门角度也不会发生变化，驾驶过程将变得更加平稳。
2：本发明的迟滞机构可拆卸地安装在底座内腔中，不增加踏板的整体体积，检修安装方便。
附图说明
图1是示出第1实施方式的电子油门踏板的外观图。
图2是示出第1实施方式的电子油门踏板的结构示意图(去除电子盒)。
图3是图1的分解图。
图4是示出第1实施方式的电子油门踏板的脚踏板的正视图。
图5是示出第1实施方式的电子油门踏板的摇臂结构示意图；图5(a)为侧视图，图5(b)为图5(a)沿C-C方向的剖视图，图5(b)示出了摇臂摩擦部的结构示意。
图6是示出第1实施方式的电子油门踏板的弹簧座的结构示意图。
图7是示出第1实施方式的电子油门踏板的摇臂支架的平面结构示意图，图7(a)为正视图，图7(b)为侧视图。
图8是示出第1实施方式的电子油门踏板的迟滞结构的受力分析示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
在以下的描述中，以图1所示电子油门踏板为例，脚踏板与底座结合的一端为所述电子油门踏板的前端，反之为后端。
第1实施方式
参阅图1及图2，一种具有迟滞效应的地板式电子油门踏板，包括底座1、脚踏板2、摇臂3、摇臂支架4、弹簧座5、复位弹簧6及电子盒7。摇臂3、摇臂支架4、弹簧座5及复位弹簧6构成迟滞机构。
参阅图3及图4，脚踏板2的前端设有长条状的连接块21，后端设有收纳摇臂支架4的收容部22。底座1的前端设有与连接块21相适配的卡槽11，底座1的一侧设有开放式内腔12，内腔12的顶部设有摩擦面121。
参阅图1，连接块21可活动地卡合在卡槽11中，脚踏板2可绕底座1做顺时针或逆时针的转动。电子盒7卡合在底座1上，封闭内腔12。底座与电子盒采用卡扣配合，减少螺钉使用，减重且降低成本。
参阅图3及图5，摇臂3具有第一端I、第二端II两个端部，摇臂第一端I上设有摩擦部31，摩擦部31中设有沿其轴线B轴向贯通的安装通孔314，摩擦部一侧的中心部设有凹槽313，凹槽313为有底的，沿轴线B轴向向内凹陷。摩擦部31为二次包胶结构，通过在毛坯 01上包胶，二次注塑后与摇臂成为一体结构。参见图5(b),二次包胶结构由毛坯01及包覆在毛坯01内外侧的包胶层02构成，包胶层材料为POM耐磨材料。摩擦部31的外表面设有弧形外摩擦面311，摩擦部31的内表面(即凹槽313的内表面)设有弧形内摩擦面312。摇臂3的中部设有弹簧安装座32，弹簧安装座32上设有弹簧卡槽321、322，弹簧卡槽321、 322与复位弹簧6适配。摇臂第二端II设有转轴33，转轴33沿与轴线B垂直的方向延伸，转轴33通过支架331可转动设于第二端II上。
参阅图3及图6，弹簧座5整体呈V形，设有连接端和自由端两个端部，弹簧座底部的中部设有半圆形固定轴53，弹簧座连接端设有扇形摩擦部51，摩擦部51的外表面设有弧形摩擦面511，弧形摩擦面511经过皮纹处理以增大其摩擦力。弹簧座自由端设有弹簧安装孔52，弹簧安装孔52与复位弹簧6相适配。
参阅图3及图7，摇臂支架4的上端设有踏板连接部41，下端设有摇臂连接部42，踏板连接部41的左右两侧设有两只圆柱状凸台411，圆柱状凸台411沿踏板连接部41的轴向中心向外凸出。摇臂连接部42的底部开设有半圆形凹槽421。
参阅图2及图3，摇臂第一端I通过转轴A可转动地安装在底座的内腔12的中，摇臂外摩擦面311与底座内腔内摩擦面121摩擦转动连接。摇臂第二端II通过转轴33可转动卡合在摇臂支架的半圆形凹槽421内。摇臂支架4的另一端伸出底座内腔12，通过其圆柱状凸台411可转动地卡合在脚踏板的收容部22内。弹簧座5通过其中部的半圆形固定轴53可转动地卡合在底座1上，弹簧座连接端收容在摇臂凹槽313中，弹簧座的弧形外摩擦面511与凹槽的弧形内摩擦面312摩擦转动连接。复位弹簧6为双螺旋圆柱弹簧，一端固定安装在弹簧座5的弹簧安装孔52中抵靠弹簧座5，另一端固定安装在摇臂3的弹簧安装座32中抵靠摇臂3。
结合附图8，进一步说明本发明的工作原理如下：
参阅图1及图8，在颠簸路况下，驾驶员脚部对脚踏板2施加的踩踏力会有轻微的变化 (即外力的变化)，当变化的外力作用于复位弹簧6时，复位弹簧6就会同时产生向上及向下的弹簧力F弹簧，从而驱动摇臂3围绕自身旋转轴A(图8所示O点)转动，弹簧座5围绕支点O’点转动，摇臂外摩擦面311与底座内腔的内摩擦面121接触产生滑动摩擦，摇臂内摩擦面312与弹簧座的外摩擦面511接触产生滑动摩擦，由下式计算可知，复位弹簧6产生的弹簧力F弹簧随着踏板2的位置的变化而变化。因摇臂3的摩擦部的表面设有包胶层，当摇臂 3挤压底座1及弹簧座5时，包胶层产生弹性形变，对底座1及弹簧座5产生正向压力，即产生阻尼力，从而阻止摇臂3与底座1及弹簧座5之间的滑动，外力的变化即被上述迟滞产生机构转化为摇臂与底座及弹簧座之间的静摩擦，即产生机械滞后效应，这样就使得踏板能够保持在原来的位置，油门角度也不会发生变化，驾驶过程将变得更加平稳。
F弹簧值的计算如下：参阅图8
下压过程：
对弹簧座支点O’求力矩，圆弧半径方向上正压力为q*sinψ*R*dψ,
摩擦力为u*q*sinψ*R*dψ。
沿摩擦片全长总的摩擦力矩：
回弹过程：
沿摩擦片全长总的摩擦力矩：
上述中μ为摩擦系数。
以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。
Claims (8)
1.一种具有迟滞效应的地板式电子油门踏板，包括脚踏板及底座，其特征在于，在脚踏板与底座之间设有迟滞机构，所述迟滞机构包括摇臂、摇臂支架、复位弹簧及弹簧座；所述摇臂具有两端，第一端设有摩擦部，摩擦部具有内外两个摩擦面，摇臂中部设有弹簧安装座，摇臂第一端通过转轴A可转动地安装在底座内腔的中部，所述外摩擦面与底座内腔摩擦转动连接，摇臂第二端与摇臂支架的第一端铰接，摇臂支架的第二端与脚踏板的后端铰接；弹簧座通过其中部的支点O’固定安装在底座内腔中，弹簧座可绕支点O’转动，弹簧座具有连接端及自由端两个端部，弹簧座连接端穿过转轴A，其外周面与摇臂的内摩擦面摩擦转动连接，弹簧座自由端设有弹簧安装孔；复位弹簧设于弹簧座与摇臂之间，其一端固定在弹簧座的弹簧安装孔中，另一端固定在摇臂的弹簧安装座中。
2.如权利要求1所述的电子油门踏板，其特征在于，所述摇臂的摩擦部为二次包胶结构，通过在摇臂毛坯上包胶，二次注塑后与摇臂成为一体结构。
3.如权利要求2所述的电子油门踏板，其特征在于，所述包胶部为POM耐磨材料。
4.如权利要求1所述的电子油门踏板，其特征在于，所述摇臂摩擦部的内、外摩擦面均为弧形面。
5.如权利要求1所述的电子油门踏板，其特征在于，所述摇臂的第一端设有容置腔，弹簧座连接端收纳在所述容置腔内，弹簧座连接端的外周面与摇臂内摩擦面摩擦转动连接。
6.如权利要求1所述的电子油门踏板，其特征在于，所述摇臂支架的第二端设有两只圆柱状凸台，脚踏板上设有可收容所述圆柱状凸台的收容部，收容部与凸台之间轴孔连接。
7.如权利要求1所述的电子油门踏板，其特征在于，所述弹簧座连接端的外周面为弧形面。
8.如权利要求1所述的电子油门踏板，其特征在于，所述复位弹簧为双螺旋圆柱弹簧。
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