CN110459089A - 离合模拟装置和具有其的车辆模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种离合模拟装置和具有其的车辆模拟器，离合模拟装置包括：基体；踏板本体，可转动地设于基体；连接杆，与踏板本体铰接，连接杆设有弹性件；转动件，与基体铰接，连接杆与转动件滑动配合，在连接杆相对转动件滑动的过程中弹性件发生形变；其中，踏板本体相对基体沿顺时针方向或逆时针方向转动的过程中，踏板本体可转动至第一位置、第二位置和第三位置，第二位置位于第一位置和第三位置之间，在踏板本体由第一位置向第二位置转动的过程中，弹性件的形变量逐渐增大，在踏板本体由第二位置向第三位置转动的过程中，弹性件的形变量逐渐减小。根据本发明实施例的离合模拟装置具有较好的拟实感，有利于提高用户的使用体验。

Description

离合模拟装置和具有其的车辆模拟器

技术领域

本发明涉及汽车驾驶模拟领域，尤其涉及一种离合模拟装置和具有其的车辆模拟器。

背景技术

相关技术中提出了一种车辆模拟器，该车辆模拟器设有离合踏板，用于模仿真实汽车的离合装置的功能。但是该种离合踏板仅给用户踩踏的反馈，无法使用户体验到踩踏过程中的用力的段落感，因此无法带给用户较真实的驾驶体验。

发明内容

本发明实施例提供一种离合模拟装置和具有其的车辆模拟器，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种离合模拟装置，包括：基体；踏板本体，所述踏板本体可转动地设于所述基体；连接杆，所述连接杆与所述踏板本体铰接，所述连接杆设有弹性件；转动件，所述转动件与所述基体铰接，所述连接杆与所述转动件滑动配合，在所述连接杆相对所述转动件滑动的过程中所述弹性件发生形变；其中，所述踏板本体相对所述基体沿顺时针方向或逆时针方向转动的过程中，所述踏板本体可转动至第一位置、第二位置和第三位置，所述第二位置位于所述第一位置和所述第三位置之间，在所述踏板本体由所述第一位置向所述第二位置转动的过程中，所述弹性件的形变量逐渐增大，在所述踏板本体由所述第二位置向所述第三位置转动的过程中，所述弹性件的形变量逐渐减小。

在一种实施方式中，所述弹性件为弹簧，所述弹簧套设于所述连接杆，所述连接杆设有止抵部，所述弹簧的第一端止抵于所述止抵部，所述弹簧的第二端止抵于所述转动件。

在一种实施方式中，在所述踏板本体由所述第一位置向所述第二位置转动的过程中，所述弹簧处于压缩状态且形变量逐渐增大；在所述踏板本体由所述第二位置向所述第三位置转动的过程中，所述弹簧处于压缩状态且形变量逐渐减小。

在一种实施方式中，所述踏板本体相对所述基体的转动中心为第一转动中心，所述连接杆相对所述踏板本体的转动中心为第二转动中心，所述转动件相对所述基体的转动中心为第三转动中心，其中，在所述踏板本体转动至所述第二位置的条件下，所述第二转动中心位于所述第一转动中心与所述第三转动中心的连线上。

在一种实施方式中，在所述踏板本体位于所述第一位置和第二位置之间的条件下，所述第一转动中心与所述第二转动中心的连线和所述第二转动中心与所述第三转动中心的连线的夹角为钝角。

在一种实施方式中，所述基体设有多个铰接孔，所述转动件与多个所述铰接孔中的一个铰接，其中，与所述转动件铰接的所述铰接孔的圆心即为所述第三转动中心。

在一种实施方式中，每个所述铰接孔与所述第一转动中心的距离均不相同。

在一种实施方式中，所述转动件设有配合部，所述配合部设有配合孔，所述连接杆可滑动地配合于所述配合孔，以使所述连接杆在其轴向上相对所述转动件滑动。

在一种实施方式中，所述离合模拟装置还包括：

检测装置，用于检测所述踏板本体相对所述基体转动的角度。

第二方面，本发明实施例提供了一种车辆模拟器，包括：根据本发明第一方面实施例的离合模拟装置。

本发明实施例采用上述技术方案可以提高离合模拟装置的拟实感，从而带给用户较为逼真的驾驶体验。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1示出根据本发明实施例的离合模拟装置在连接杆位于第一位置时的示意图；

图2示出根据本发明实施例的离合模拟装置在连接杆位于第二位置时的示意图；

图3示出根据本发明实施例的离合模拟装置的结构示意图；

图4示出根据本发明实施例的离合模拟装置的工作原理图。

附图标记说明：

离合模拟装置100；

基体10；铰接孔11；第一铰接孔111；第二铰接孔112；

踏板本体20；踩踏部21；

连接杆30；止抵部31；

转动件40；配合部41；配合孔41a；

弹性件50；

检测装置60；压力弹簧61。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面参照图1-图4描述根据本发明实施例的离合模拟装置100。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的离合模拟装置100包括基体10、踏板本体20、连接杆30和转动件40。

踏板本体20可转动地设于基体10。连接杆30与踏板本体20铰接，连接杆30设有弹性件50。转动件40与基体10铰接，连接杆30与转动件40滑动配合，在连接杆30相对转动件40滑动的过程中弹性件50发生形变。

其中，踏板本体20相对基体10沿顺时针方向或逆时针方向转动的过程中，踏板本体20可转动至第一位置、第二位置和第三位置，第二位置位于第一位置和第三位置之间。在踏板本体20由第一位置向第二位置转动的过程中，弹性件50的形变量逐渐增大；在踏板本体20由第二位置向第三位置转动的过程中，弹性件50的形变量逐渐减小。

在一个示例中，踏板本体20的一端与基体10铰接，连接杆30与转动件40设于踏板本体20与基体10之间，连接杆30的一端与踏板本体20铰接，连接杆30的另一端与转动件40滑动配合，转动件40可转动地连接于基体10。在踏板本体20相对基体10转动的过程中，踏板本体20适于带动连接杆30相对踏板本体20转动，同时踏板本体20相对转动件40滑动并带动转动件40相对基体10转动。其中，弹性件50位于连接杆30与转动件40之间，且弹性件50可在连接杆30与转动件40的相对运动过程中发生形变。

在一个示例中，踏板本体20沿顺时针方向朝向基体10转动的过程中，依次经过第一位置、第二位置和第三位置。当踏板本体20位于第一位置时，弹性件50处于自由状态(即弹性件50既未被拉伸也未被压缩)。在踏板本体20由第一位置向第二位置转动的过程中，弹性件50发生形变且形变量逐渐增大，弹性件50的弹性力也逐渐增大，作用于踏板本体20的外力也逐渐增大。当踏板本体20转动至第二位置时，弹性件50的形变量达到最大，此时作用于踏板本体20上的外力达到最大。在踏板本体20由第二位置向第三位置运动的过程中，弹性件50的形变量逐渐减小，弹性件50的弹性力也逐渐减小，驱动踏板本体20相对基体10转动的力也逐渐减小。这样，用户在踩踏踏板本体20使踏板本体20由第一位置向第三位置转动的过程中，施加的外力先逐渐增大再逐渐减小。

根据本发明实施例的离合模拟装置100，通过在踏板本体20和基体10之间设置滑动配合的连接杆30和转动件40，在踏板本体20转动的过程中，通过连接杆30与转动件40的滑动配合以使弹性件50发生形变。由于弹性件50在踏板本体20由第一位置向第二位置转动的过程中的形变量递增，且在踏板本体20由第二位置向第三位置转动的过程中的形变量递减，用户在踩踏踏板本体20的过程中所施加的力先变大后变小，从而带给用户不同的用力反馈，以使用户获得贴合实际的驾驶体验。因此，根据本发明实施例的离合模拟装置100具有较好的拟实感，可以提高用户的使用体验。

在一种实施方式中，转动件40设有配合部41，配合部41设有配合孔41a，连接杆30可滑动地配合于配合孔41a，以使连接杆30在其轴向上相对转动件40滑动。

在一个示例中，如图1和图2所示，转动件40具有沿其长度方向相对设置的两端，其中一端与基体10铰接，配合部41形成于转动件40的另一端。连接杆30穿过配合部41上的配合孔41a并从配合孔41a伸出。在踏板本体20由第一位置向第二位置转动的过程中，连接杆30相对转动件40滑动，且连接杆30与踏板本体20的铰接处与配合部41之间的距离逐渐减小；在踏板本体20由第二位置向第三位置转动的过程中，连接杆30相对转动件40滑动，且连接杆30与踏板本体20的铰接处与配合部41之间的距离逐渐增大。

在一种实施方式中，如图1和图2所示，弹性件50为弹簧，弹簧套设于连接杆30，连接杆30设有止抵部31，弹簧的第一端止抵于止抵部31，弹簧的第二端止抵于转动件40。其中，弹簧的第一端和第二端为弹簧的长度方向上相对的两端。在一个示例中，止抵部31可以由连接杆30的外周壁向外凸起形成，且止抵部31的外轮廓直径大于弹簧的直径，以使弹簧的第一端可以止抵于止抵部31。

在一种实施方式中，在踏板本体20由第一位置向第二位置转动的过程中，弹簧处于压缩状态且形变量逐渐增大；在踏板本体20由第二位置向第三位置转动的过程中，弹簧处于压缩状态且形变量逐渐减小。

在一个示例中，如图1和图2所示，止抵部31位于连接杆30与踏板本体20的铰接处和配合部41之间，弹簧的第一端止抵于止抵部31，弹簧的第二端止抵于配合部41。这样，在踏板本体20由第一位置向第二位置转动的过程中，止抵部31与配合部41之间的距离逐渐减小，以使弹簧逐渐被压缩；在踏板本体20由第二位置向第三位置转动的过程中，止抵部31与配合部41之间的距离逐渐增大，以使弹簧的形变量逐渐减小。

需要说明的是，在其他实施方式中，在踏板本体20由第一位置向第二位置转动的过程中，弹簧可以处于拉伸状态且形变量逐渐增大；在踏板本体20由第二位置向第三位置转动的过程中，弹簧可以处于拉伸状态且形变量逐渐减小。

例如，止抵部31可以位于配合部41的与踏板本体20和基体10的铰接处的相对一侧，即配合部41位于踏板本体20与基体10的铰接处和止抵部31之间。弹簧的第一端连接于配合部41，弹簧的第二端连接于止抵部31。这样，在踏板本体20由第一位置向第二位置转动的过程中，止抵部31与配合部41之间的距离逐渐增大，以使弹簧逐渐被拉伸；在踏板本体20由第二位置向第三位置转动的过程中，止抵部31与配合部41之间的距离逐渐减小，以使弹簧的形变量逐渐减小。

在一种实施方式中，如图4所示，踏板本体20相对基体10的转动中心为第一转动中心O1，连接杆30相对踏板本体20的转动中心为第二转动中心O2，转动件40相对基体10的转动中心为第三转动中心O3，其中，在踏板本体20转动至第二位置的条件下，第二转动中心O2位于第一转动中心O1与第三转动中心O3的连线L上。

也就是说，在踏板本体20转动至第二位置的条件下，第一转动中心O1与第二转动中心O2的连线和第二转动中心O2与第三转动中心O3的连线的夹角α为平角(180度)。其中，第一转动中心O1可以理解为踏板本体20的与基体10的铰接处，第二转动中心O2可以理解为连接杆30的与踏板本体20的铰接处，第三转动中心O3可以理解为转动件40的与基体10的铰接处。

可以理解的是，弹性件50的形变量取决于配合部41与第二转动中心O2之间的距离。即配合部41与第二转动中心O2之间的距离最小时，弹性件50的形变量达到最大，此时踏板本体20位于第二位置。其中，配合部41与第二转动中心O2之间的距离约等于配合部41与第三转动中心O3之间的距离R2与第二转动中心O2与第三转动中心O3之间的距离之和。

继续参照图4所示，当踏板本体20位于第一位置时，第二转动中心为O2；当踏板本体20位于第二位置时，第二转动中心为O2’；当踏板本体20位于第三位置时，第二转动中心为O2”。其中，在第二转动中心O2’位于第一转动中心O1与第三转动中心O3的连线L上时，第二转动中心O2’与第三转动中心O3之间的距离最小。

在一种实施方式中，如图4所示，在踏板本体20位于第一位置和第二位置之间的条件下，第一转动中心O1与第二转动中心O2的连线和第二转动中心O2与第三转动中心O3的连线的夹角α为钝角，即夹角α大于90度且小于180度。可以理解的是，在踏板本体20与连接杆30的铰接处，踏板本体20对连接杆30的作用力的方向为第二转动中心O2在圆O1上的切线方向，该作用力在连接杆30的轴向上的分力的方向朝向转动件40，该作用力在垂直于连接杆30的轴向的方向上的分力驱动转动件40转动。

在一种实施方式中，如图4所示，在踏板本体20位于第二位置和第三位置之间的条件下，第一转动中心O1与第二转动中心O2的连线和第二转动中心O2与第三转动中心O3的连线的夹角α为优角，即夹角α大于180度。可以理解的是，在踏板本体20与连接杆30的铰接处，踏板本体20对连接杆30的作用力的方向为第二转动中心O2在圆O1上的切线方向，该作用力在连接杆30的轴向上的分力的方向背向转动件40，该作用力在垂直于连接杆30的轴向的方向上的分力驱动转动件40转动。

在一种实施方式中，如图4所示，基体10设有多个铰接孔11，转动件40与多个铰接孔11中的一个铰接，其中，与转动件40铰接的铰接孔11的圆心即为第三转动中心O3。由此，可以根据多个铰接孔11的不同位置灵活选择第三转动中心O3的位置，从而对踏板本体20的第二位置进行调节，以改变第二位置在第一位置和第三位置之间的位置，或者改变弹性件50在第二位置时的最大形变量。

可选地，每个铰接孔11与第一转动中心O1的距离均不相同。

在一个示例中，如图4所示，多个铰接孔11中的任意两个铰接孔11为第一铰接孔111和第二铰接孔112，转动件40在第一铰接孔111处绕第三转动中心O3转动，转动件40在第二铰接孔112处绕第三转动中心O3’转动。第一转动中心O1与第三转动中心O3的连线L和第一转动中心O1与第三转动中心O3’的连线L’的长度不同，且L的长度大于L’的长度。当踏板本体20转动至第二位置时，第一转动中心O1与第三转动中心O3的距离大于第一转动中心O1与第三转动中心O3’的距离。这样，转动件40铰接于第一铰接孔111时弹性件50的最大形变量小于转动件40铰接于第二铰接孔112时弹性件50的最大形变量。由此，通过设置与第一转动中心O1的距离均不相同的多个铰接孔11，可以调节弹性件50的最大形变量，从而可以调节用户在对踏板本体20施力过程中的最大力度。

需要说明的是，在其他示例中，多个铰接孔11与第一转动中心O1的距离可以均相同。其中，多个铰接孔11的圆心与第一转动中心O1的连线和第一转动中心O1与第二转动中心O2的连线之间的夹角不同。这样，通过设置多个铰接孔11，可以调节第二位置与第一位置之间的角度。

在一种实施方式中，如图1和图2所示，踏板本体20的一端与基体10铰接，踏板本体20的另一端设有踩踏部21，踩踏部21设于踏板本体20的与基体10相背的一侧。由于踩踏部21设于踏板本体20的远离第一转动中心O1的一端，因此，用户在对踏板本体20施力时较为省力。

在一种实施方式中，如图3所示，离合模拟装置100还包括检测装置60，用于检测踏板本体20相对基体10转动的角度。

在一个示例中，检测装置60可以为压力传感器。具体地，压力传感器安装于基体10，压力传感器与踏板本体20之间连接有压力弹簧61。在踏板本体20位于第一位置时，压力弹簧61为自由状态。踏板本体20由第一位置向第三位置转动的过程中，压力弹簧61被压缩，从而传递给压力传感器弹性力。这样，通过检测压力弹簧61的弹性力可以得到踏板本体20相对基体10转动的角度。

第二方面，本发明示例提供一种车辆模拟器，包括根据本发明第一方面实施例的离合模拟装置100。

需要说明的是，上述实施例的车辆模拟器的其他构成可以采用于本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种技术方案，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种离合模拟装置，其特征在于，包括：

基体；

踏板本体，所述踏板本体可转动地设于所述基体；

连接杆，所述连接杆与所述踏板本体铰接，所述连接杆设有弹性件；

转动件，所述转动件与所述基体铰接，所述连接杆与所述转动件滑动配合，在所述连接杆相对所述转动件滑动的过程中所述弹性件发生形变；

其中，所述踏板本体相对所述基体沿顺时针方向或逆时针方向转动的过程中，所述踏板本体可转动至第一位置、第二位置和第三位置，所述第二位置位于所述第一位置和所述第三位置之间，在所述踏板本体由所述第一位置向所述第二位置转动的过程中，所述弹性件的形变量逐渐增大，在所述踏板本体由所述第二位置向所述第三位置转动的过程中，所述弹性件的形变量逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的离合模拟装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧，所述弹簧套设于所述连接杆，所述连接杆设有止抵部，所述弹簧的第一端止抵于所述止抵部，所述弹簧的第二端止抵于所述转动件。

3.根据权利要求2所述的离合模拟装置，其特征在于，在所述踏板本体由所述第一位置向所述第二位置转动的过程中，所述弹簧处于压缩状态且形变量逐渐增大；

在所述踏板本体由所述第二位置向所述第三位置转动的过程中，所述弹簧处于压缩状态且形变量逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的离合模拟装置，其特征在于，所述踏板本体相对所述基体的转动中心为第一转动中心，所述连接杆相对所述踏板本体的转动中心为第二转动中心，所述转动件相对所述基体的转动中心为第三转动中心，

其中，在所述踏板本体转动至所述第二位置的条件下，所述第二转动中心位于所述第一转动中心与所述第三转动中心的连线上。

5.根据权利要求4所述的离合模拟装置，其特征在于，在所述踏板本体位于所述第一位置和第二位置之间的条件下，所述第一转动中心与所述第二转动中心的连线和所述第二转动中心与所述第三转动中心的连线的夹角为钝角。

6.根据权利要求4所述的离合模拟装置，其特征在于，所述基体设有多个铰接孔，所述转动件与多个所述铰接孔中的一个铰接，其中，与所述转动件铰接的所述铰接孔的圆心即为所述第三转动中心。

7.根据权利要求6所述的离合模拟装置，其特征在于，每个所述铰接孔与所述第一转动中心的距离均不相同。

8.根据权利要求1所述的离合模拟装置，其特征在于，所述转动件设有配合部，所述配合部设有配合孔，所述连接杆可滑动地配合于所述配合孔，以使所述连接杆在其轴向上相对所述转动件滑动。

9.根据权利要求1所述的离合模拟装置，其特征在于，还包括：

检测装置，用于检测所述踏板本体相对所述基体转动的角度。

10.一种车辆模拟器，其特征在于，包括：

根据权利要求1-9任一项所述的离合模拟装置。