CN110155004A - 带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法 - Google Patents

带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110155004A
CN110155004A CN201910546161.3A CN201910546161A CN110155004A CN 110155004 A CN110155004 A CN 110155004A CN 201910546161 A CN201910546161 A CN 201910546161A CN 110155004 A CN110155004 A CN 110155004A
Authority
CN
China
Prior art keywords
arc groove
circle
pin shaft
coordinate
center
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910546161.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110155004B (zh
Inventor
田国英
陈昭翔
丁宗恒
唐梧桐
陈飞
孙树磊
邓鹏毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xihua University
Original Assignee
Xihua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xihua University filed Critical Xihua University
Priority to CN201910546161.3A priority Critical patent/CN110155004B/zh
Publication of CN110155004A publication Critical patent/CN110155004A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110155004B publication Critical patent/CN110155004B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/06—Disposition of pedal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Golf Clubs (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法，通过在制动踏板端部设计一个经过参数优化的圆弧槽，电推杆与圆弧槽接触，通过此圆弧槽为汽车踏板提供合适的行程，使汽车得到可靠制动力；通过理论分析和数学建模，获取最优的圆弧槽设计尺寸；此种制动踏板端部最优圆弧槽的设计方法可使电推杆带动运动销轴与圆弧槽可靠接触，提供平稳制动力。

Description

带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法
技术领域
本发明涉及自动驾驶装备技术领域，特别涉及一种带有圆弧槽的制动踏板机构及最优圆弧槽参数的确定方法。
背景技术
随着改装传统车辆以实现自动驾驶的相关技术愈来愈成熟，通过在不改变传统汽车结构的前提下，通过增加适当的装置以实现自动驾驶成为可能。稳定可靠的制动系统是实现汽车自动驾驶的重要环节之一。若设计不合理，一方面达不到应有的制动效果，可能出现制动失控，另一方面机械结构设计和布置也容易发生干涉。自动制动功能的实现一般是将人力驱动的制动踏板变为可控的电驱动或液压驱动。
目前大多数厂家采用电驱动方式，其机械结构主要是电机-推杆形式，或者是直接采用电动推杆来推动制动踏板，推动时主要是将推杆端头与制动踏板的杆体位置做铰接连接，推杆直线动作时，带动踏板绕其支点做旋转运动，而将推杆的直线行程转化为踏板的旋转角度时，现有的技术中并没有对两个关联行程进行特殊处理的优化算法，使得推杆动作时往往导致踏板旋转角度是非线性对应，这会导致制动踏板施加的制动力非线性，使得制动力在不同踏板开度时其大小不稳定，容易出现制动滑动现象，达不到理想的制动效果。
例如现有专利CN201710537714X中所述的一种制动踏板感控制方法及模拟装置，模拟装置包括电机、齿轮变速机构、推杆，而对于推杆的行程和踏板行程之间的关系，仅给出力几个点位，包括初始位置、50％踏板行程，100％踏板行程，这样的对应会导致中间位置的对应关系未知，导致制动踏板输出的踏板力是多少也未知，无法满足实际的应用要求。
现有专利CN201010189418.3中的一种制动踏板力模拟装置，在机架上设置带有控制元件的气缸，所述气缸的活塞杆与连接头螺纹连接，在连接头上固定连接有伸向一侧的同步板，在连接头的前端设置压力传感器，压力传感器以其前端滚轮按照踏动制动踏板的方向抵于固定设置在机架上的制动踏板，在气缸的一侧、与活塞杆相平行，设置一弹出式位移传感器，弹出式位移传感器的触头抵于同步板。该装置同样没有对推杆与踏板形成中间的行程对应进行优化。
现有专利CN 201510245914.9中的电动缸制动装置及控制方法，该装置中的电动缸制动装置在制动信号驱动下，控制电动缸推杆缩入电动缸本体，带动滑动推杆机构将制动力作用于制动踏板实施制动，自动控制系统根据制动强度的需要，将制动踏板推进到制动行程内的某一位置停留，或将制动踏板推至最大制动行程位置；当需要解除制动时，电动缸制动装置在自动控制系统解除制动信号驱动下，控制电动缸推杆从电动缸本体伸出，带动滑动推杆机构解除对制动踏板的制动力，制动踏板回复到初始状态。同样的，该装置中电动缸推杆与制动踏板开度之间的行程关系也只是直线-旋转对应方式，没有相应的行程优化。
发明内容
针对上述问题，本发明提供带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法，以保证制动踏板力输出平稳，实现不同制动踏板开度的情况下保证连续可靠制动。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种带有圆弧槽的制动踏板机构，包括制动踏板，制动踏板头部设置端板与驾驶员的脚底接触，制动踏板中部设置横向贯通的支点轴孔，支点销轴穿过支点轴孔，制动踏板绕支点销轴轴线旋转，支点销轴通过螺栓连接安装于车架上；制动踏板尾部设置横向贯通的销孔，销轴穿过销孔，销轴与制动主缸活塞推杆通过插销连接，销孔与支点轴孔之间、制动踏板的下底面上设置一个圆弧槽，圆弧槽的弧面与水平放置的运动销轴的外侧面接触，运动销轴与支点销轴平行设置；运动销轴安装于竖直设置的电推杆的杆端，电推杆的筒体安装于车架上；
根据上述带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法为：
a.以支点轴孔的圆心为坐标系原点(0，0)建立直角坐标系，设运动销轴的圆心初始坐标为(x10，y10)，半径为R1；销孔的圆心初始坐标设为(x20，y20)；(x10，y10)、(x20，y20)、R1为根据制动踏板几何尺寸确定的已知参数；
设圆弧槽的圆心初始坐标(xc0，yc0)，半径Rc，该3个参数均为未知参数；
设运动销轴与圆弧槽的切点初始坐标为(xq0，yq0)，该参数为间接计算参数；
设电推杆单次上升高度为Δ；工作到t时刻电推杆上升高度为h，t时刻运动销轴的圆心(x1t，y1t)，圆弧槽圆心(xct，yct)，运动销轴与圆弧槽的切点坐标(xqt，yqt)，销孔的圆心坐标(x2t，y2t)；
跟据踏板几何尺寸设定运动销轴坐标(x10，y10)初始变化范围：x10＝x11～x1n，y10＝y11～y1n；设圆弧槽半径Rc初始变化范围：Rc＝Rc1～Rcn；电推杆上升高度h范围为：h＝0～hmax；
b.使用循环计算方式，以x10＝x11～x1n作为第一重循环，即最外层循环；在第一重循环内，以y10＝y11～y1n为第二重循环进行嵌套；在第二重循环内，以Rc＝Rc1～Rcn为第三重循环进行嵌套；在第三重循环内，以h＝0～hmax为变量作为第四重循环；h为变量的循环为计算过程中最内层循环；在第四重循环中进以下计算：
①电推杆位于初始位置时，根据圆弧槽与运动销轴几何关系得：
xc0＝x10，yc0＝y10+R1-Rc (1-1)
根据切点与运动销轴几何关系得：
xq0＝x10，yq0＝y10+R1 (1-2)
②当电推杆向上移动t时刻，电推杆只在竖直方向运动，因此
x1t＝x10，y1t＝y10+h
由于圆弧槽圆心始终与坐标原点距离不变，可知t时刻圆弧槽圆心坐标(xct，yct)可列下式：
由于圆弧槽始终与运动销轴相切，故t时刻圆弧槽的圆心(xct，yct)至运动销轴的圆心(x1t，y1t)距离保持不变，可列下式：
(xct-x1t)2+(yct-y1t)2＝(Rc-R1)2 (1-4)
联立式(1-3)和(1-4)求解t时刻圆弧槽圆心坐标(xct，yct)；基于此坐标值，根据圆弧槽与运动销轴的切点几何特性，t时刻运动销轴和圆弧槽切点坐标(xqt，yqt)至两圆圆心(xct，yct)、(x1t，y1t)距离分别为各圆半径Rc和R1，可列下式：
联立式(1-5)和(1-6)，可求解出t时刻运动销轴与圆弧槽的切点坐标(xqt，yqt)；以t时刻切点横坐标xqt与初始位置横坐标xq0之差的绝对值Δ＝|xqt-xq0|，表征出在工作过程中运动销轴和圆弧槽切点横向偏移量；
圆弧槽的圆心坐标(xct，yct)到销孔初始圆心(x20，y20)距离恒定，销孔运动到t时刻其圆心(x2t，y2t)到原点(0，0)距离恒定，可列下式：
(x2t-xct)2+(y2t-yct)2＝(x20-xc0)2+(y20-yc0)2 (1-8)
联立式(1-7)和(1-8)，解出t时刻销孔圆心坐标(x2t，y2t)；以销孔纵坐标y2t与初始位置纵坐标y20之差hy，表征出工作过程中踏板端部上升高度；
hy＝|y2t-y20|
c.在h为变量的循环中，每循环一次(即x10，y10，Rc均确定，h以Δh为步长从0变化至hmax的过程中)计算一次Δ，在h循环结束后，获取该循环中所有Δ的最大值Δmax；
d.在Rc为变量循环下(即x10，y10确定，Rc以1为步长，从Rc1变化至Rcn过程中)每一Rcn值，重复c步骤，并将得到的Δmax值储存至数列PYL1中；
e.在y10为变量循环下(即x10确定，y10以1为步长，从y11变化至y1n过程中)每一y1n值，重复d步骤，并将得到的PYL1数列储存至矩形矩阵PYL2中；
f.在x10为变量循环下，每一x1n值，均重复e步骤，并将得到的矩阵PYL2合并形成新的矩形矩阵PYL3；
g.四重循环完毕后，在PYL3中找出所有已存储的Δmax中的最小值Δm，然后将与Δm所对应的圆弧槽的初始坐标(xc0，yc0)及其半径Rc的数值作为最优参数。
本发明的有益效果是：考虑到执行机构多为运动销轴，与制动踏板接触受力点为切点，若切点在工作过程中横向偏移过大，则使电推杆输出的推力无法保持在竖直方向。所以在本发明中以切点的横向偏移量作为做为优化目标，在计算过程中，初始参数在设定范围内变化，每一初始参数组合得到对应运动销轴与踏板接触切点在工作过程中横向偏移量绝对值的最大值，最终获取各组横向偏移量绝对值的最大值中最小值所对应初始参数，以保证制动踏板力输出平稳，实现不同制动踏板开度的情况下保证连续可靠制动。
附图说明
图1为现有技术中的电驱动式制动踏板结构正视图；
图2为图1的左视图；
图3为现有技术中切点横向偏移量与运动销轴上升高度变化关系；
图4为制动踏板结构图；
图5为制动踏板机构运动学坐标系示意图；
图6为运动销轴与圆弧槽之间的切点运动到t时刻其横向偏移量Δ状态图；
图7为一种优选方案下运动销轴初始坐标范围；
图8为根据图7中的优选方案下得出的最优圆弧槽尺寸；
图9为切点横向偏移量与运动销轴单次上升高度不同(Δh＝1，0.1，0.01，0.001)变化关系(x＝29，y＝-10，Rc＝15)；
图10为h循环下Δ与运动销轴上升高度关系(x＝10，y＝-1，Rc＝15)
图11为Rc循环下Δmax与圆弧槽初始参数组合变化关系(x＝20，y＝-1，Rc＝[20：30])；
图12韧循环下Δmax与圆弧槽初始参数组合变化关系(x＝20，y＝[-1：-10]，Rc＝[20：30])；
图13为x循环下Δmax与圆弧槽初始参数组合变化关系(x＝[20：30]，y＝[-1：-10]，Rc＝[20：30])；
图14为Δmax与圆弧槽圆心初始x坐标变化关系(y＝-1，Rc＝10)；
图15为Δmax与圆弧槽圆心初始y坐标变化关系(x＝20，Rc＝10)；
图16为Δmax与圆弧槽半径Rc坐标变化关系(x＝20，y＝-1)；
图17为参数优化过程流程图。
具体实施方式
如图4-图5所示的带有圆弧槽的制动踏板机构，其中制动踏板(4)头部设置端板与驾驶员的脚底接触，踏板(4)中部设置横向贯通的支点轴孔(5)，支点销轴(7)穿过支点轴孔(5)，踏板(4)绕支点销轴(7)轴线旋转，支点销轴(7)通过螺栓连接安装于车架上；踏板(4)尾部设置横向贯通的销孔(1)，销轴(8)穿过销孔(1)，销轴(8)与制动主缸活塞推杆通过插销连接，销孔(1)与支点轴孔(5)之间的踏板(4)底面上设置一个圆弧槽(3)，圆弧槽(3)与水平放置的运动销轴(6)接触，运动销轴(6)安装于垂直设置的电推杆(2)杆端，电推杆(2)安装于车架上。
根据以上制动踏板(4)与电推杆(2)的安装结构，制动踏板机构的最优参数的确定方法为：
1.一种带有圆弧槽的制动踏板机构，包括制动踏板(4)，制动踏板(4)头部设置端板与驾驶员的脚底接触，制动踏板(4)中部设置横向贯通的支点轴孔(5)，支点销轴(7)穿过支点轴孔(5)，制动踏板(4)绕支点销轴(7)轴线旋转，支点销轴(7)通过螺栓连接安装于车架上；制动踏板(4)尾部设置横向贯通的销孔(1)，销轴(8)穿过销孔(1)，销轴(8)与制动主缸活塞推杆通过插销连接，销孔(1)与支点轴孔(5)之间、制动踏板(4)的下底面上设置一个圆弧槽(3)，圆弧槽(3)的弧面与水平放置的运动销轴(6)的外侧面接触，运动销轴(6)与支点销轴(7)平行设置；运动销轴(6)安装于竖直设置的电推杆(2)的杆端，电推杆(2)的筒体安装于车架上；
其特征在于：根据上述带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法为：
a.以支点轴孔(5)的圆心为坐标系原点(0，0)建立直角坐标系，设运动销轴(6)的圆心初始坐标为(x10，y10)，半径为R1；销孔(1)的圆心初始坐标设为(x20，y20)；(x10，y10)、(x20，y20)、R1为根据制动踏板(4)几何尺寸确定的已知参数；
设圆弧槽(3)的圆心初始坐标(xc0，yc0)，半径Rc，该3个参数均为未知参数；
设运动销轴(6)与圆弧槽(3)的切点初始坐标为(xq0，yq0)，该参数为间接计算参数；
设电推杆(2)单次上升高度为Δ；工作到t时刻电推杆(2)上升高度为h，t时刻运动销轴(6)的圆心(x1t，y1t)，圆弧槽(3)圆心(xct，yct)，运动销轴(6)与圆弧槽(3)的切点坐标(xqt，yqt)，销孔(1)的圆心坐标(x2t，y2t)；
跟据踏板几何尺寸设定运动销轴(6)坐标(x10，y10)初始变化范围：x10＝x11～x1n，y10＝y11～y1n；设圆弧槽(3)半径Rc初始变化范围：Rc＝Rc1～Rcn；电推杆(2)上升高度h范围为：h＝0～hmax；
b.使用循环计算方式，以x10＝x11～x1n作为第一重循环，即最外层循环；在第一重循环内，以y10＝y11～y1n为第二重循环进行嵌套；在第二重循环内，以Rc＝Rc1～Rcn为第三重循环进行嵌套；在第三重循环内，以h＝0～hmax为变量作为第四重循环；h为变量的循环为计算过程中最内层循环；在第四重循环中进以下计算：
①电推杆(2)位于初始位置时，根据圆弧槽(3)与运动销轴(6)几何关系得：
xc0＝x10，yc0＝y10+R1-Rc (1-1)
根据切点与运动销轴(6)几何关系得：
xq0＝x10，yq0＝y10+R1 (1-2)
②当电推杆(2)向上移动t时刻，电推杆(2)只在竖直方向运动，因此
x1t＝x10，y1t＝y10+h
由于圆弧槽(3)圆心始终与坐标原点距离不变，可知t时刻圆弧槽(3)圆心坐标(xct，yct)可列下式：
由于圆弧槽(3)始终与运动销轴(6)相切，故t时刻圆弧槽(3)的圆心(xct，yct)至运动销轴(6)的圆心(x1t，y1t)距离保持不变，可列下式：
(xct-x1t)2+(yct-y1t)2＝(Rc-R1)2 (1-4)
联立式(1-3)和(1-4)求解t时刻圆弧槽(3)圆心坐标(xct，yct)；基于此坐标值，根据圆弧槽(3)与运动销轴(6)的切点几何特性，t时刻运动销轴(6)和圆弧槽(3)切点坐标(xqt，yqt)至两圆圆心(xct，yct)、(x1t，y1t)距离分别为各圆半径Rc和R1，可列下式：
联立式(1-5)和(1-6)，可求解出t时刻运动销轴(6)与圆弧槽(3)的切点坐标(xqt，yqt)；以t时刻切点横坐标xqt与初始位置横坐标xq0之差的绝对值Δ＝|xqt-xq0|，表征出在工作过程中运动销轴(6)和圆弧槽(3)切点横向偏移量；
圆弧槽(3)的圆心坐标(xct，yct)到销孔(1)初始圆心(x20，y20)距离恒定，销孔(1)运动到t时刻其圆心(x2t，y2t)到原点(0，0)距离恒定，可列下式：
(x2t-xct)2+(y2t-yct)2＝(x20-xc0)2+(y20-yc0)2 (1-8)
联立式(1-7)和(1-8)，解出t时刻销孔(1)圆心坐标(x2t，y2t)；以销孔纵坐标y2t与初始位置纵坐标y20之差hy，表征出工作过程中踏板端部上升高度；
hy＝|y2t-y20|
c.在h为变量的循环中，每循环一次(即x10，y10，Rc均确定，h以Δh为步长从0变化至hmax的过程中)计算一次Δ，在h循环结束后，获取该循环中所有Δ的最大值Δmax；
d.在Rc为变量循环下(即x10，y10确定，Rc以1为步长，从Rc1变化至Rcn过程中)每一Rcn值，重复c步骤，并将得到的Δmax值储存至数列PYL1中；
e.在y10为变量循环下(即x10确定，y10以1为步长，从y11变化至y1n过程中)每一y1n值，重复d步骤，并将得到的PYL1数列储存至矩形矩阵PYL2中；
f.在x10为变量循环下，每一x1n值，均重复e步骤，并将得到的矩阵PYL2合并形成新的矩形矩阵PYL3；
g.四重循环完毕后，在PYL3中找出所有已存储的Δmax中的最小值Δm，然后将与Δm所对应的圆弧槽(3)的初始坐标(xc0，yc0)及其半径Rc的数值作为最优参数。
现以某型量产的电动汽车踏板为例，进行计算：
首先对现有制动踏板进行计算，现有技术中制动踏板与电推杆之间是通过在踏板上打孔，将运动销轴从孔中穿过，以此将电推杆与制动踏板连接，其结构三维模型如图1-图2所示。
由于踏板上加工的孔半径需略大于运动销轴，所有可认为在工作过程中孔与运动销轴接触于一切点，计算该切点在工作中的横向偏移量过程如下：
设置运动销轴(6)的圆心初始坐标(x10，y10)范围为：
x10＝20～30mm y10＝-10～-1mm
取孔半径等于运动销轴(6)半径：R＝R1＝4mm，电推杆上升高度为0～15mm。通过模拟现有技术的制动踏板工作过程，获得在初始范围内最优点运动销轴和孔接触点横向偏移量绝对值Δ与运动销轴上升高度关系曲线如图3，数据如表1。
表1偏移距离Δ＝|xqt-xq0|(单位：mm)
h 1 2 3 4 5 6 7
Δ 0.602 0.529 0.439 0.331 0.206 0.065 0.092
8 9 10 11 12 13 14 15
0.266 0.455 1.161 0.872 1.098 1.334 1.576 1.823
然后，以本技术方案建立模型，与现有技术的主要区别在于踏板尾部的底面上设置了圆弧槽，运动销轴与圆弧槽接触。
运动销轴(6)圆心初始坐标(x10，y10)的范围如图7中制动踏板(4)二维模型中矩形部分所示，设置运动销轴(6)圆心初始坐标(x10，y10)范围为：
x10＝20～30mm y10＝-10～-1mm
取圆弧槽(3)的半径范围如下：
Rc＝10～30mm
电推杆上升高度为h＝0～15mm；
将x10，y10，Rc，h依次带入一至四层循环，计算结果如表2：
表2矩阵PYL3存储的所有Δmax
根据以上运算结果，绘制相关图像如下：
(1)随机选取参数组合[运动销轴(6)圆心初始坐标(x10，y10)为(29，-10)，圆弧槽半径Rc＝15]，绘制横向偏移量与运动销轴单次上升高度不同(Δh＝1，0.1，0.01，0.001)变化关系曲线，检验计算精度，见图9。
(2)绘制一至四层循环得到的图像：
①以运动销轴(6)圆心初始坐标：(x10，y10)为(20，-1)，圆弧槽半径Rc＝10(即第一组初始参数组合)，绘制h循环运动销轴(6)和圆弧槽(3)切点横向偏移量与运动销轴上升高度关系，见图10。
②设运动销轴(6)圆心初始坐标(x10，y10)为(20，-1)，绘制Δmax与圆弧槽半径Rc从10变化至30(即Rc循环)关系，见图11。
③以运动销轴(6)圆心初始x10坐标为20，绘制Δmax与y10坐标从-1变化至-10(即y循环)关系，见图12。
图12中，1～11分别表示圆弧槽(3)半径Rc＝[10∶1∶30]，运动销轴(6)圆心初始坐标(x10，y10)为(20，-1)；12～22分别表示圆弧槽(3)半径Rc＝[10∶1∶30]，运动销轴(6)圆心初始坐标(x10，y10)为(20，-2)；y10从-1变到-10的过程依次类推。
④绘制Δmax与运动销轴(6)圆心初始x10坐标从20变化至30(即x循环)关系，见图13。
图13中，1～20表示圆弧槽(3)半径Rc＝[20∶1∶30]，运动销轴(6)圆心初始坐标(x10，y10)为(20，-1)；21～40分别表示圆弧槽(3)半径Rc＝[20∶1∶30]，运动销轴(6)圆心初始坐标(x10，y10)为(20，-2)；依次类推，数据代号1～200表示运动销轴(6)圆心初始x坐标x10＝20，y10从-1变到-10；201～400表示运动销轴(6)圆心初始x坐标x10＝21，y10从-1变到-10；x10从20变到30过程依次类推。(用下标)
(3)随机选取参数组合观察某一参数变化对切点横向偏移量的影响：
①当运动销轴(6)圆心初始坐标y10＝-1，Rc＝10，Δmax与运动销轴(6)圆心初始x坐标变化关系，见图14。
由图14可得：当运动销轴(6)圆心y10坐标，圆弧槽半径Rc一定时，Δmax随运动销轴(6)圆心初始x坐标增大而减小。
②当运动销轴(6)圆心初始x坐标xc0＝20，Rc＝10，Δmax与运动销轴(6)圆心初始y坐标变化关系，见图15。
由图15可得：当运动销轴(6)圆心x10坐标，圆弧槽半径Rc一定，Δmax随运动销轴(6)圆心初始y坐标增大而增大。
③当运动销轴(6)圆心初始坐标xc0＝20，yc0＝-1，Δmax与圆弧槽半径Rc变化关系，见图16。
由图16可得：当运动销轴(6)圆心x10，y10坐标一定，Δmax随圆弧槽半径Rc变化增大而增大。
由表2可得，在电推杆(2)上升到最高点过程中，Δmax最小且端部销轴(8)上升高度达到完全制动时所需实际高度所对应运动销轴(6)圆心初始坐标(x10，y10)为(30，-1)，圆弧槽半径Rc＝10，该3个参数即为制动踏板上可以得到的最优参数。
在电推杆(2)上升过程中，根据得到的最优圆弧槽参数组合(x10，y10)为(30，-1)，圆弧槽半径Rc＝10，反向查找最内层循环，得到对应的偏移距离Δ＝|xqt-xq0|和销孔(1)圆心(x20，y20)上升高度hy＝|y2t-y20|见下表3、表4。
表3偏移距离的绝对值Δ＝|xqt-xq0|(单位：mm)
表4销孔圆心(x20，y20)上升高度hy＝|y2t-y20|(单位：mm)
根据实例一与实例二仿真结果进行对比，根据表3可得加工优化设计圆弧槽的制动踏板在工作中切点横向偏移量最大值为0.537，根据表1可得现有技术提供的方案制动踏板在工作中切点横向偏移量最大值为1.823，优化效果明显。

Claims (1)

1.一种带有圆弧槽的制动踏板机构，包括制动踏板(4)，制动踏板(4)头部设置端板与驾驶员的脚底接触，制动踏板(4)中部设置横向贯通的支点轴孔(5)，支点销轴(7)穿过支点轴孔(5)，制动踏板(4)绕支点销轴(7)轴线旋转，支点销轴(7)通过螺栓连接安装于车架上；制动踏板(4)尾部设置横向贯通的销孔(1)，销轴(8)穿过销孔(1)，销轴(8)与制动主缸活塞推杆通过插销连接，销孔(1)与支点轴孔(5)之间、制动踏板(4)的下底面上设置一个圆弧槽(3)，圆弧槽(3)的弧面与水平放置的运动销轴(6)的外侧面接触，运动销轴(6)与支点销轴(7)平行设置；运动销轴(6)安装于竖直设置的电推杆(2)的杆端，电推杆(2)的筒体安装于车架上；
其特征在于：根据上述带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法为：
a.以支点轴孔(5)的圆心为坐标系原点(0，0)建立直角坐标系，设运动销轴(6)的圆心初始坐标为(x10，y10)，半径为R1；销孔(1)的圆心初始坐标设为(x20，y20)；(x10，y10)、(x20，y20)、R1为根据制动踏板(4)几何尺寸确定的已知参数；
设圆弧槽(3)的圆心初始坐标(xc0，yc0)，半径Rc，该3个参数均为未知参数；
设运动销轴(6)与圆弧槽(3)的切点初始坐标为(xq0，yq0)，该参数为间接计算参数；
设电推杆(2)单次上升高度为Δ；工作到t时刻电推杆(2)上升高度为h，t时刻运动销轴(6)的圆心(x1t，y1t)，圆弧槽(3)圆心(xct，yct)，运动销轴(6)与圆弧槽(3)的切点坐标(xqt，yqt)，销孔(1)的圆心坐标(x2t，y2t)；
跟据踏板几何尺寸设定运动销轴(6)坐标(x10，y10)初始变化范围：x10＝x11～x1n，y10＝y11～y1n；设圆弧槽(3)半径Rc初始变化范围：Rc＝Rc1～Rcn；电推杆(2)上升高度h范围为：h＝0～hmax；
b.使用循环计算方式，以x10＝x11～x1n作为第一重循环，即最外层循环；在第一重循环内，以y10＝y11～y1n为第二重循环进行嵌套；在第二重循环内，以Rc＝Rc1～Rcn为第三重循环进行嵌套；在第三重循环内，以h＝0～hmax为变量作为第四重循环；h为变量的循环为计算过程中最内层循环；在第四重循环中进以下计算：
①电推杆(2)位于初始位置时，根据圆弧槽(3)与运动销轴(6)几何关系得：
xc0＝x10，yc0＝y10+R1-Rc (1-1)
根据切点与运动销轴(6)几何关系得：
xq0＝x10，yq0＝y10+R1 (1-2)
②当电推杆(2)向上移动t时刻，电推杆(2)只在竖直方向运动，因此
xlt＝x10，y1t＝y10+h
由于圆弧槽(3)圆心始终与坐标原点距离不变，可知t时刻圆弧槽(3)圆心坐标(xct，yct)可列下式：
由于圆弧槽(3)始终与运动销轴(6)相切，故t时刻圆弧槽(3)的圆心(xct，yct)至运动销轴(6)的圆心(x1t，y1t)距离保持不变，可列下式：
(xct-x1t)2+(yct-y1t)2＝(Rc-R1)2 (1-4)
联立式(1-3)和(1-4)求解t时刻圆弧槽(3)圆心坐标(xct，yct)；基于此坐标值，根据圆弧槽(3)与运动销轴(6)的切点几何特性，t时刻运动销轴(6)和圆弧槽(3)切点坐标(xqt，yqt)至两圆圆心(xct，yct)、(x1t，y1t)距离分别为各圆半径Rc和R1，可列下式：
联立式(1-5)和(1-6)，可求解出t时刻运动销轴(6)与圆弧槽(3)的切点坐标(xqt，yqt)；以t时刻切点横坐标xqt与初始位置横坐标xq0之差的绝对值Δ＝|xqt-xq0|，表征出在工作过程中运动销轴(6)和圆弧槽(3)切点横向偏移量；
圆弧槽(3)的圆心坐标(xct，yct)到销孔(1)初始圆心(x20，y20)距离恒定，销孔(1)运动到t时刻其圆心(x2t，y2t)到原点(0，0)距离恒定，可列下式：
(x2t-xct)2+(y2t-yct)2＝(x20-xc0)2+(y20-yc0)2 (1-8)
联立式(1-7)和(1-8)，解出t时刻销孔(1)圆心坐标(x2t，y2t)；以销孔纵坐标y2t与初始位置纵坐标y20之差hy，表征出工作过程中踏板端部上升高度；
hy＝|y2t-y20|
c.在h为变量的循环中，每循环一次(即x10，y10，Rc均确定，h以Δh为步长从0变化至hmax的过程中)计算一次Δ，在h循环结束后，获取该循环中所有Δ的最大值Δmax；
d.在Rc为变量循环下(即x10，y10确定，Rc以1为步长，从Rc1变化至Rcn过程中)每一Rcn值，重复c步骤，并将得到的Δmax值储存至数列PYL1中；
e.在y10为变量循环下(即x10确定，y10以1为步长，从y11变化至y1n过程中)每一y1n值，重复d步骤，并将得到的PYL1数列储存至矩形矩阵PYL2中；
f.在x10为变量循环下，每一x1n值，均重复e步骤，并将得到的矩阵PYL2合并形成新的矩形矩阵PYL3；
g.四重循环完毕后，在PYL3中找出所有已存储的Δmax中的最小值Δm，然后将与Δm所对应的圆弧槽(3)的初始坐标(xc0，yc0)及其半径Rc的数值作为最优参数。
CN201910546161.3A 2019-06-21 2019-06-21 带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法 Active CN110155004B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910546161.3A CN110155004B (zh) 2019-06-21 2019-06-21 带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910546161.3A CN110155004B (zh) 2019-06-21 2019-06-21 带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110155004A true CN110155004A (zh) 2019-08-23
CN110155004B CN110155004B (zh) 2024-01-26

Family

ID=67626686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910546161.3A Active CN110155004B (zh) 2019-06-21 2019-06-21 带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110155004B (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1164664A1 (ru) * 1983-11-21 1985-06-30 Серпуховское Высшее Военное Командно-Инженерное Училище Им.Ленинского Комсомола Квазиоптимальный регул тор
FR2689084A1 (fr) * 1992-03-30 1993-10-01 Jacques Andre Mécanisme à double effet pour pédalier.
KR19980027979A (ko) * 1996-10-18 1998-07-15 추호석 차량용 제동력 가변장치
DE102006032769A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-17 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Einrichtung zur Optimierung von geometrischen Parametern von Fahrzeugeinbauten
KR20080026779A (ko) * 2006-09-21 2008-03-26 현대자동차주식회사 브레이크 페달 스톱 스위치 및 그 조립방법
CN101367375A (zh) * 2008-05-07 2009-02-18 奇瑞汽车股份有限公司 一种汽车制动踏板装置及其安全保护方法
US20090113890A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Motor Vehicle Braking System with Spring Adjusted Brake Pedal Feel
JP2010228498A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
DE102012021834A1 (de) * 2012-11-08 2014-05-08 Audi Ag Vorrichtung zur Betätigung eines Hauptbremszylinders
US20150088371A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 The Boeing Company Brake Load Alleviation Functions
CN107084670A (zh) * 2017-04-21 2017-08-22 南京理工大学 传感器圆弧法线安装的有轨电车轮径在线检测装置及方法
CN206465779U (zh) * 2017-01-23 2017-09-05 长城汽车股份有限公司 踏板组件及车辆
CN107128330A (zh) * 2017-04-21 2017-09-05 南京理工大学 传感器圆弧垂直安装的有轨电车轮径在线检测装置及方法
US20170327095A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Ford Global Technologies, Llc System and Method For Operating A Motor Vehicle With A Brake Holding Assist
CN107444374A (zh) * 2017-07-04 2017-12-08 浙江零跑科技有限公司 一种制动踏板感控制方法、系统及踏板感模拟装置
DE102016214611A1 (de) * 2016-08-05 2018-02-08 Ford Global Technologies, Llc Pedalanordnung für ein Kraftfahrzeug
US20180122342A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-03 Matthew GUYRE Curved Pedal
EP3339117A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-27 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur ansteuerung einer fahrzeugbremsanlage zur optimierung des bremsvorganges
CN210000309U (zh) * 2019-06-21 2020-01-31 西华大学 带有圆弧槽的制动踏板机构

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1164664A1 (ru) * 1983-11-21 1985-06-30 Серпуховское Высшее Военное Командно-Инженерное Училище Им.Ленинского Комсомола Квазиоптимальный регул тор
FR2689084A1 (fr) * 1992-03-30 1993-10-01 Jacques Andre Mécanisme à double effet pour pédalier.
KR19980027979A (ko) * 1996-10-18 1998-07-15 추호석 차량용 제동력 가변장치
DE102006032769A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-17 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Einrichtung zur Optimierung von geometrischen Parametern von Fahrzeugeinbauten
KR20080026779A (ko) * 2006-09-21 2008-03-26 현대자동차주식회사 브레이크 페달 스톱 스위치 및 그 조립방법
US20090113890A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Motor Vehicle Braking System with Spring Adjusted Brake Pedal Feel
CN101367375A (zh) * 2008-05-07 2009-02-18 奇瑞汽车股份有限公司 一种汽车制动踏板装置及其安全保护方法
JP2010228498A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
DE102012021834A1 (de) * 2012-11-08 2014-05-08 Audi Ag Vorrichtung zur Betätigung eines Hauptbremszylinders
US20150088371A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 The Boeing Company Brake Load Alleviation Functions
US20170327095A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Ford Global Technologies, Llc System and Method For Operating A Motor Vehicle With A Brake Holding Assist
DE102016214611A1 (de) * 2016-08-05 2018-02-08 Ford Global Technologies, Llc Pedalanordnung für ein Kraftfahrzeug
CN207291673U (zh) * 2016-08-05 2018-05-01 福特全球技术公司 机动车辆的踏板装置
US20180122342A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-03 Matthew GUYRE Curved Pedal
EP3339117A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-27 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur ansteuerung einer fahrzeugbremsanlage zur optimierung des bremsvorganges
CN206465779U (zh) * 2017-01-23 2017-09-05 长城汽车股份有限公司 踏板组件及车辆
CN107128330A (zh) * 2017-04-21 2017-09-05 南京理工大学 传感器圆弧垂直安装的有轨电车轮径在线检测装置及方法
CN107084670A (zh) * 2017-04-21 2017-08-22 南京理工大学 传感器圆弧法线安装的有轨电车轮径在线检测装置及方法
CN107444374A (zh) * 2017-07-04 2017-12-08 浙江零跑科技有限公司 一种制动踏板感控制方法、系统及踏板感模拟装置
CN210000309U (zh) * 2019-06-21 2020-01-31 西华大学 带有圆弧槽的制动踏板机构

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冀文斌;刘杨;孙泽昌;: "基于田口方法的一体式制动主缸参数优化研究", 机电一体化, no. 09 *
张建;李金泰;谭雪龙;唐文献;: "基于动态中心法的制动接触压力均匀性研究", 机械设计与制造, no. 07 *
徐进;邵毅明;: "驾驶员驾驶行为对制动安全性影响的定量分析", 人类工效学, no. 04 *
郑铮;冯柯;王朴;申金星;: "一种重型卡车驾驶训练模拟器的设计与开发", 装备制造技术, no. 05 *
闫清东;穆洪斌;魏巍;刘树成;: "双循环圆液力缓速器叶形参数优化设计", 兵工学报, no. 03 *
马军;潘晓东;刘祥环;肖育波;孙印程;: "P挡换挡板锁止圆弧对解锁力的影响研究", 重庆理工大学学报(自然科学), no. 11 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110155004B (zh) 2024-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201281576Y (zh) 一种汽车前端骨架连接支架的检测装置
DE102015226763A1 (de) Elektrische bremsvorrichtung
CN205785637U (zh) 一种驻车制动系统检测装置
CN110125221A (zh) 一种用于汽车冲压件加工的冲压设备
DE102016211659A1 (de) Dynamische massenkompensation und pedalkraftumwandlung für elektrofahrräder
DE102017206509A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern von Bremsdruck eines leistungsverstärkten Bremssystems
CN104874664A (zh) 一种合金管件电磁胀形与翻边同步成形装置及方法
CN106945024A (zh) 一种上下料装置及其方法
CN107128294A (zh) 双转子电机线控液压制动系统
CN110155004A (zh) 带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法
CN105606369A (zh) 一种汽车电动机械助力器性能测试台
RU50901U1 (ru) Устройство для монтажа и демонтажа колесных пар
CN108326157B (zh) 一种端拾器预制小车
CN206415866U (zh) 一种自动锁螺丝机
CN106734671A (zh) Abs电磁阀过渡套收口加工方法
CN209168447U (zh) 一种大型车辆模拟变速操纵装置
CN105015704B (zh) 跟随式气动刹车装置
CN103029938A (zh) 适用于带齿轮箱和电机的轮对整体的自动提取方法
CN209502775U (zh) 一种定子分瓣叠压工装
CN209697825U (zh) 双塔盘压力机
CN206936059U (zh) 一种传动轴的整形装置
CN208938501U (zh) 一种用于真机铆接实训的半封闭式设备
CN208289508U (zh) 用于生产线输送设备的齿轮齿条行程倍增装置
CN207593956U (zh) 脚踏式休闲桌椅布料冲孔机
CN207089363U (zh) 一种多功能冲压件转移装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant