CN112053603A - 一种模拟训练脚踏装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种模拟训练脚踏装置，包括踏板组件、底座组件、比例弹簧、受力传感器和阻尼缓冲器；所述踏板组件的一端与所述底座组件的一端铰接；所述比例弹簧的一端与所述踏板组件的一端连接，所述比例弹簧的另一端与所述受力传感器连接；所述受力传感器与所述底座组件固定连接；所述阻尼缓冲器的一端与所述踏板组件的中部铰接，所述阻尼缓冲器的另一端与所述底座组件的另一端铰接。本发明提供的模拟训练脚踏装置能够真实的模拟赛车行驶中的油门、刹车、离合的真实感，帮助赛车手形成肌肉记忆，从而提升驾驶水平。

Description

一种模拟训练脚踏装置

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种模拟训练脚踏装置。

背景技术

自2010年国际汽联禁止F1车队在赛季测试赛车之后，为了新车研发和测试，F1车队大规模使用赛车模拟器，将车辆和赛道数据输入电脑，通过1：1反映出驾驶赛车的真实感。由于在赛道上驾驶赛车造成的磨损、油费、事故等费用非常高，因此迫切需要一款能够真实还原赛道驾驶效果的赛车模拟训练器材，通过模拟出赛车手真实进入赛车驾驶的感觉，帮助赛车手形成肌肉记忆，达到训练目的。但是，如要模拟出不同型号的赛车真实感，就需要依靠赛车模拟训练器能够调整出不同的技术参数来实现，包括油门、刹车、离合的力度感，目前的模拟赛车训练器的油门、刹车、离合型式单一、可调性差，弹力无法调节，已无法满足实际训练的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种弹力型式可调的模拟训练脚踏装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种模拟训练脚踏装置，包括踏板组件、底座组件、比例弹簧、受力传感器和阻尼缓冲器；

所述踏板组件的一端与所述底座组件的一端铰接；

所述比例弹簧的一端与所述踏板组件的一端连接，所述比例弹簧的另一端与所述受力传感器连接；

所述受力传感器与所述底座组件固定连接；

所述阻尼缓冲器的一端与所述踏板组件的中部铰接，所述阻尼缓冲器的另一端与所述底座组件的另一端铰接。

本发明的有益效果在于：提供一种模拟训练脚踏装置，包括踏板组件、底座组件、比例弹簧、受力传感器和阻尼缓冲器，由踏板组件和底座组件构成踩踏力的支撑部件，阻尼缓冲器为受力部件，踏板组件受到脚的踩踏力F后，踏板组件相对于底座组件转动，压缩阻尼缓冲器，产生反作用力，随着踩踏力增大，压缩比例弹簧的力传递到受力传感器上，再反馈到终端，产生模拟赛车的加减速。本发明提供的模拟训练脚踏装置能够真实的模拟赛车行驶中的油门、刹车、离合的真实感，帮助赛车手形成肌肉记忆，从而提升驾驶水平。

附图说明

图1为本发明实施例的模拟训练脚踏装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的模拟训练脚踏装置的另一结构示意图；

图3为本发明实施例的模拟训练脚踏装置的另一结构示意图；

图4为本发明实施例的模拟训练脚踏装置的另一结构示意图；

标号说明：

1、踏板组件；11、支架；111、第一调节孔；112、踏板固定孔；12、脚踏板；121、第二调节孔；

2、底座组件；21、底板；

3、比例弹簧；

4、受力传感器；

5、阻尼缓冲器；51、铝座；52、内筒；53、外筒；54、活塞杆组件；541、芯杆；542、活塞环；543、阀片组；544、定位套；545、鱼头连接件；55、回油组件；56、阻尼调节组件；57、减震弹簧；58、油封座组件；59、行程调节组件；591、支撑套；592、限位套。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图4，一种模拟训练脚踏装置，包括踏板组件、底座组件、比例弹簧、受力传感器和阻尼缓冲器；

所述踏板组件的一端与所述底座组件的一端铰接；

所述比例弹簧的一端与所述踏板组件的一端连接，所述比例弹簧的另一端与所述受力传感器连接；

所述受力传感器与所述底座组件固定连接；

所述阻尼缓冲器的一端与所述踏板组件的中部铰接，所述阻尼缓冲器的另一端与所述底座组件的另一端铰接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种模拟训练脚踏装置，包括踏板组件、底座组件、比例弹簧、受力传感器和阻尼缓冲器，由踏板组件和底座组件构成踩踏力的支撑部件，阻尼缓冲器为受力部件，踏板组件受到脚的踩踏力F后，踏板组件相对于底座组件转动，压缩阻尼缓冲器，产生反作用力，随着踩踏力增大，压缩比例弹簧的力传递到受力传感器上，再反馈到终端，产生模拟赛车的加减速。本发明提供的模拟训练脚踏装置能够真实的模拟赛车行驶中的油门、刹车、离合的真实感，帮助赛车手形成肌肉记忆，从而提升驾驶水平。由于油门、刹车、离合三个部件对脚踩踏力有不同要求，油门、离合软，而刹车硬。因此，可通过在阻尼缓冲器内部设计有不同刚度的弹簧来实现真实的模拟训练。

进一步的，所述踏板组件包括支架，所述支架的一端与所述底座组件的一端铰接，所述比例弹簧的一端与所述支架的一端铰接，所述支架的中部设有两组以上第一调节孔，每组所述第一调节孔至所述阻尼缓冲器的另一端与所述底座组件的另一端的铰接处的距离相等。

由上述描述可知，两组以上第一调节孔均位于以阻尼缓冲器的另一端与所述底座组件的另一端的铰接处为圆心的圆周上，可根据个人不同需要，选择第一调节孔进行连接，从而调节踩踏力，越靠近所述圆心的第一调节孔，踩踏感越软。

进一步的，所述踏板组件还包括脚踏板，所述支架的另一端设有踏板固定孔，所述脚踏板上设有两组以上第二调节孔，所述第二调节孔与所述踏板固定孔锁接，每组所述第二调节孔至所述支架的一端与所述底座组件的一端的铰接处的距离不等。

由上述描述可知，脚踏板通过第二调节孔与支架上的踏板固定孔配合，可根据个人不同需要，选择第二调节孔进行连接，从而调节踩踏力，做到最真实的模拟。脚踏板可通过拆装移动5mm～15mm。

进一步的，所述底座组件包括底板，所述支架的一端与所述底板的一端铰接，所述底板的另一端与阻尼缓冲器的另一端铰接，所述受力传感器与所述底板固定连接。

由上述描述可知，底板起到支撑固定，保证踩踏时训练器整体的稳定性的作用。

进一步的，所述阻尼缓冲器包括铝座、内筒、外筒、活塞杆组件、回油组件、阻尼调节组件、减震弹簧和油封座组件；

所述铝座上设有第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安装槽，所述第一安装槽和第二安装槽连通，所述第四安装槽依次通过第一通道、第二通道和第三通道对应连接所述第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽；

所述内筒沿轴线设有通孔，所述内筒的一端与所述第一安装槽连接；

所述外筒沿轴线设有通孔，所述外筒的一端与所述第二安装槽连接，所述外筒的另一端设有封口盖，所述内筒收容于所述外筒的通孔内；

所述活塞杆组件的一端穿过所述封口盖上的通孔后自所述内筒的另一端伸入所述内筒的通孔中；

所述活塞杆组件的一端通过油封座组件与所述外筒的通孔过盈配合；

所述减震弹簧的一端抵靠在所述活塞杆组件的一端上，所述减震弹簧的另一端抵靠在所述第一安装槽内；

所述回油组件安装在所述第三安装槽内；

所述阻尼调节组件安装在所述第四安装槽内，所述阻尼调节组件用以调节所述第一通道的通量；

所述铝座与所述底座组件铰接，所述活塞杆组件的另一端与所述踏板组件的中部铰接。

由上述描述可知，使用者操作该阻尼缓冲器时，比如模拟进行加速、刹车、离合等踩踏动作时，活塞杆组件一端受迫产生运动，另一端压缩减震弹簧，产生第一弹力，内部油液经阻尼调节组件调节后，产生第二弹力，因此在活塞杆组件一端反馈的作用力为第一弹力和第二弹力的合力，当模拟进行减速、松刹车、松离合等动作时，减震弹簧回弹，产生回弹力，内部油液在活塞杆组件和回油组件的共同作用下回流，并无阻力，此时活塞杆组件回弹时仅存在减震弹簧的回弹力。

该阻尼缓冲器内部包括三个腔室，第一腔室由活塞杆组件的一端伸入内筒的通孔后由活塞杆组件、内筒和第一安装槽形成的一个腔室，第二腔室由外筒的通孔及活塞杆组件的一端伸入内筒的通孔中形成的另一个腔室组成，第三腔室由第三安装槽和回油组件围成。

当活塞杆组件抵靠减震弹簧压缩时，活塞杆组件封闭油液，第一腔室为高压腔，第二腔室和第三腔室为低压腔，第一腔室中的油液经过第四安装槽后流入第二腔室，第一腔室和第二腔室多余的油液推动回油组件进入第三腔室。朝一个方向调节阻尼调节组件时，经过第四安装槽的油液流量减小，阻尼力增大。朝相反方向调节阻尼调节组件时阻尼力减小。

当活塞杆组件在减震弹簧回弹力的作用下回弹时，第二腔室和第三腔室为高压腔，第一腔室为低压腔，活塞杆组件开启回弹油路，小量补充活塞回弹后的油液回到第一腔室中。回弹时只有减震弹簧的回弹力，不存在油液的阻尼力，这样设计才能完全真实模拟赛车实际行驶的感觉。

进一步的，所述活塞杆组件包括芯杆、活塞环和阀片组，所述芯杆的一端穿过所述封口盖上的通孔后自所述内筒的另一端伸入所述内筒的通孔中，所述芯杆的一端通过油封座组件与所述外筒的通孔过盈配合，所述活塞环固定设置在所述芯杆的一端，所述活塞环上设有回弹油路通道，所述阀片组设置在所述回弹油路通道靠近所述减震弹簧的一侧。

由上述描述可知，当活塞杆组件抵靠减震弹簧压缩时，活塞环封闭油液，阀片组单向关闭回弹油路通道。当活塞杆组件在减震弹簧回弹力的作用下回弹时，大部分油液推开阀片组，经过回弹油路通道进入第一腔室中。

进一步的，所述活塞杆组件还包括定位套，所述芯杆的一端的外壁设有第一环形槽，所述活塞环通过所述定位套固定在所述第一环形槽中，所述活塞环的外壁设有第二环形槽，所述第二环形槽内设有与所述内筒过盈配合的第一密封圈。

由上述描述可知，定位套用以将活塞环固定在第二环形槽中，保证活塞环油封结构的稳定性及有效性。

进一步的，所述活塞杆组件还包括鱼头连接件，所述鱼头连接件的一端与所述芯杆的另一端固定连接，所述鱼头连接件的另一端设有与所述踏板组件的中部铰接的转动安装部。

由上述描述可知，鱼头连接件的转动安装部用以实现芯杆与其他部件(如踏板)的转动连接，从而真实再现赛车行驶时的操纵感。

进一步的，所述阻尼缓冲器还包括行程调节组件，所述行程调节组件包括支撑套和限位套，所述限位套的一端与所述鱼头连接件的一端固定连接，所述限位套的另一端与所述支撑套可拆卸连接。

由上述描述可知，行程调节组件的限位套用以固定连接鱼头连接件，支撑套采用可拆卸的方式固定在限位套上，从而起到支撑封口盖以进行行程限位的作用。当连接的第一调节孔位置调整后，需要相应的调节行程调节组件，保证脚踏板的踩踏水平行程基本处于50mm～60mm的区间范围内，踩踏角度在13°～15°的范围内。

进一步的，所述模拟训练脚踏装置还包括反馈电路，所述受力传感器通过反馈电路与终端连接。

由上述描述可知，反馈电路用以将受力传感器采集到的力值反馈给控制终端，产生模拟赛车的加减速。

请参照图1至图4，本发明的实施例一为：

一种模拟训练脚踏装置，包括踏板组件1、底座组件2、比例弹簧3、受力传感器4和阻尼缓冲器5；

所述踏板组件1的一端与所述底座组件2的一端铰接；

所述比例弹簧3的一端与所述踏板组件1的一端连接，所述比例弹簧3的另一端与所述受力传感器4连接；

所述受力传感器4与所述底座组件2固定连接；

所述阻尼缓冲器5的一端与所述踏板组件1的中部铰接，所述阻尼缓冲器5的另一端与所述底座组件2的另一端铰接。

请参照图1至图4，本发明的实施例二为：

所述模拟训练脚踏装置的材质为6061铝合金，实现轻量化和美观。

所述踏板组件1包括支架11，所述支架11的一端与所述底座组件2的一端铰接，所述比例弹簧3的一端与所述支架11的一端铰接，所述支架11的中部设有两组以上第一调节孔111，每组所述第一调节孔111至所述阻尼缓冲器5的另一端与所述底座组件2的另一端的铰接处的距离相等。所述踏板组件1还包括脚踏板12，所述支架11的另一端设有踏板固定孔112，所述脚踏板12上设有两组以上第二调节孔121，所述第二调节孔121与所述踏板固定孔112锁接，每组所述第二调节孔121至所述支架11的一端与所述底座组件2的一端的铰接处的距离不等。

所述底座组件2包括底板21，所述支架11的一端与所述底板21的一端铰接，所述底板21的另一端与阻尼缓冲器5的另一端铰接，所述受力传感器4与所述底板21固定连接。

所述阻尼缓冲器5包括铝座51、内筒52、外筒53、活塞杆组件54、回油组件55、阻尼调节组件56、减震弹簧57和油封座组件58；所述铝座51上设有第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安装槽，所述第一安装槽和第二安装槽连通，所述第四安装槽依次通过第一通道、第二通道和第三通道对应连接所述第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽；所述内筒52沿轴线设有通孔，所述内筒52的一端与所述第一安装槽连接；所述外筒53沿轴线设有通孔，所述外筒53的一端与所述第二安装槽连接，所述外筒53的另一端设有封口盖，所述内筒52收容于所述外筒53的通孔内；所述活塞杆组件54的一端穿过所述封口盖上的通孔后自所述内筒52的另一端伸入所述内筒52的通孔中；所述活塞杆组件54的一端通过油封座组件58与所述外筒53的通孔过盈配合；所述减震弹簧57的一端抵靠在所述活塞杆组件54的一端上，所述减震弹簧57的另一端抵靠在所述第一安装槽内；所述回油组件55安装在所述第三安装槽内；所述阻尼调节组件56安装在所述第四安装槽内，所述阻尼调节组件56用以调节所述第一通道的通量；所述铝座51与所述底座组件2铰接，所述活塞杆组件54的另一端与所述踏板组件1的中部铰接。

所述活塞杆组件54包括芯杆541、活塞环542和阀片组543，所述芯杆541的一端穿过所述封口盖上的通孔后自所述内筒52的另一端伸入所述内筒52的通孔中，所述芯杆541的一端通过油封座组件58与所述外筒53的通孔过盈配合，所述活塞环542固定设置在所述芯杆541的一端，所述活塞环542上设有回弹油路通道，所述阀片组543设置在所述回弹油路通道靠近所述减震弹簧57的一侧。所述活塞杆组件54还包括定位套544，所述芯杆541的一端的外壁设有第一环形槽，所述活塞环542通过所述定位套544固定在所述第一环形槽中，所述活塞环542的外壁设有第二环形槽，所述第二环形槽内设有与所述内筒52过盈配合的第一密封圈。所述活塞杆组件54还包括鱼头连接件545，所述鱼头连接件545的一端与所述芯杆541的另一端固定连接，所述鱼头连接件545的另一端设有与所述踏板组件1的中部铰接的转动安装部。

所述阻尼缓冲器5还包括行程调节组件59，所述行程调节组件59包括支撑套591和限位套592，所述限位套592的一端与所述鱼头连接件545的一端固定连接，所述限位套592的另一端与所述支撑套591可拆卸连接。所述支撑套591滑动套设在所述限位套592上，所述支撑套591通过紧固件与所述限位套592固定连接。

所述油封座组件58包括油封座主体、内密封圈和外密封圈，所述油封座主体套设在所述芯杆541上，所述油封座主体通过内密封圈与所述芯杆541过盈配合，所述油封座主体通过外密封圈与所述外筒53过盈配合。

所述回油组件55包括端盖、回油弹簧和第一浮动活塞，所述端盖密封设置在所述第三安装槽的开口处，所述回油弹簧的一端抵靠在所述端盖上，所述回油弹簧的另一端抵靠在所述第一浮动活塞上，所述第一浮动活塞与所述第三安装槽的内壁过盈配合。

所述阻尼调节组件56包括固定座、调节旋钮、调节杆和调节针，所述固定座密封设置在所述第四安装槽的开口处，所述固定座上设有调节孔，所述调节杆的一端与所述调节孔螺纹配合，所述调节杆的另一端与所述调节旋钮固定连接，所述调节针的一端与所述调节孔螺纹配合并且抵靠在所述调节杆的一端，所述调节针的另一端用以调节所述第一通道的通量。

所述模拟训练脚踏装置还包括反馈电路，所述受力传感器4通过反馈电路与终端连接。

综上所述，本发明提供一种模拟训练脚踏装置，包括踏板组件、底座组件、比例弹簧、受力传感器和阻尼缓冲器，由踏板组件和底座组件构成踩踏力的支撑部件，阻尼缓冲器为受力部件，踏板组件受到脚的踩踏力F后，踏板组件相对于底座组件转动，压缩阻尼缓冲器，产生反作用力，随着踩踏力增大，压缩比例弹簧的力传递到受力传感器上，再反馈到终端，产生模拟赛车的加减速。本发明提供的模拟训练脚踏装置能够真实的模拟赛车行驶中的油门、刹车、离合的真实感，帮助赛车手形成肌肉记忆，从而提升驾驶水平。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种模拟训练脚踏装置，其特征在于，包括踏板组件、底座组件、比例弹簧、受力传感器和阻尼缓冲器；

所述踏板组件的一端与所述底座组件的一端铰接；

所述比例弹簧的一端与所述踏板组件的一端连接，所述比例弹簧的另一端与所述受力传感器连接；

所述受力传感器与所述底座组件固定连接；

所述阻尼缓冲器的一端与所述踏板组件的中部铰接，所述阻尼缓冲器的另一端与所述底座组件的另一端铰接。

2.根据权利要求1所述的模拟训练脚踏装置，其特征在于，所述踏板组件包括支架，所述支架的一端与所述底座组件的一端铰接，所述比例弹簧的一端与所述支架的一端铰接，所述支架的中部设有两组以上第一调节孔，每组所述第一调节孔至所述阻尼缓冲器的另一端与所述底座组件的另一端的铰接处的距离相等。

3.根据权利要求2所述的模拟训练脚踏装置，其特征在于，所述踏板组件还包括脚踏板，所述支架的另一端设有踏板固定孔，所述脚踏板上设有两组以上第二调节孔，所述第二调节孔与所述踏板固定孔锁接，每组所述第二调节孔至所述支架的一端与所述底座组件的一端的铰接处的距离不等。

4.根据权利要求2所述的模拟训练脚踏装置，其特征在于，所述底座组件包括底板，所述支架的一端与所述底板的一端铰接，所述底板的另一端与阻尼缓冲器的另一端铰接，所述受力传感器与所述底板固定连接。

5.根据权利要求1所述的模拟训练脚踏装置，其特征在于，所述阻尼缓冲器包括铝座、内筒、外筒、活塞杆组件、回油组件、阻尼调节组件、减震弹簧和油封座组件；

所述铝座上设有第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安装槽，所述第一安装槽和第二安装槽连通，所述第四安装槽依次通过第一通道、第二通道和第三通道对应连接所述第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽；

所述内筒沿轴线设有通孔，所述内筒的一端与所述第一安装槽连接；

所述外筒沿轴线设有通孔，所述外筒的一端与所述第二安装槽连接，所述外筒的另一端设有封口盖，所述内筒收容于所述外筒的通孔内；

所述活塞杆组件的一端穿过所述封口盖上的通孔后自所述内筒的另一端伸入所述内筒的通孔中；

所述活塞杆组件的一端通过油封座组件与所述外筒的通孔过盈配合；

所述减震弹簧的一端抵靠在所述活塞杆组件的一端上，所述减震弹簧的另一端抵靠在所述第一安装槽内；

所述回油组件安装在所述第三安装槽内；

所述阻尼调节组件安装在所述第四安装槽内，所述阻尼调节组件用以调节所述第一通道的通量；

所述铝座与所述底座组件铰接，所述活塞杆组件的另一端与所述踏板组件的中部铰接。

6.根据权利要求5所述的模拟训练脚踏装置，其特征在于，所述活塞杆组件包括芯杆、活塞环和阀片组，所述芯杆的一端穿过所述封口盖上的通孔后自所述内筒的另一端伸入所述内筒的通孔中，所述芯杆的一端通过油封座组件与所述外筒的通孔过盈配合，所述活塞环固定设置在所述芯杆的一端，所述活塞环上设有回弹油路通道，所述阀片组设置在所述回弹油路通道靠近所述减震弹簧的一侧。

7.根据权利要求6所述的模拟训练脚踏装置，其特征在于，所述活塞杆组件还包括定位套，所述芯杆的一端的外壁设有第一环形槽，所述活塞环通过所述定位套固定在所述第一环形槽中，所述活塞环的外壁设有第二环形槽，所述第二环形槽内设有与所述内筒过盈配合的第一密封圈。

8.根据权利要求6所述的模拟训练脚踏装置，其特征在于，所述活塞杆组件还包括鱼头连接件，所述鱼头连接件的一端与所述芯杆的另一端固定连接，所述鱼头连接件的另一端设有与所述踏板组件的中部铰接的转动安装部。

9.根据权利要求8所述的模拟训练脚踏装置，其特征在于，所述阻尼缓冲器还包括行程调节组件，所述行程调节组件包括支撑套和限位套，所述限位套的一端与所述鱼头连接件的一端固定连接，所述限位套的另一端与所述支撑套可拆卸连接。

10.根据权利要求1所述的模拟训练脚踏装置，其特征在于，所述模拟训练脚踏装置还包括反馈电路，所述受力传感器通过反馈电路与终端连接。

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