CN204759900U - 一种非接触式汽车驾驶模拟器脚踏板装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式汽车驾驶模拟器脚踏板装置，属于汽车驾驶模拟器技术领域，第一角铁、第二角铁和圆形钢条均固定在汽车驾驶模拟器的铁架上，踏板杠杆一端折弯，脚踏铁板焊接在踏板杠杆的折弯端上，踏板杠杆中部焊接圆形钢管，圆形钢管套在圆形钢条上，踏板杠杆的未折弯端套接弹簧的一端，在第二角铁上焊接“L”形铁片，踏板杠杆中上部焊接磁铁安装铁片，磁铁安装铁片上设置有条形磁铁，并使条形磁铁处于线性霍尔传感器的侧面，条形磁铁和线性霍尔传感器不接触；它能够实现脚踏板自动回位、脚踏板行程限位和脚踏板信号测量功能；信号精度高，传感器与被测实体非硬性连接，使加工精度要求大大降低，加工成本较小,且使用寿命较长。

Description

一种非接触式汽车驾驶模拟器脚踏板装置

技术领域

本实用新型涉及汽车驾驶模拟器技术领域，具体涉及一种非接触式汽车驾驶模拟器脚踏板装置。

背景技术

汽车驾驶模拟器通常包括互动型和非互动型两种。非互动型汽车驾驶模拟器一般只要求模拟器上安装有方向盘、离合器踏板、制动踏板、加速踏板、驻车制动器操纵杆、转向灯、雨刮、变速器操纵杆等操作部件；而互动型汽车驾驶模拟器不但要求模拟器上安装有方向盘、离合器踏板、制动踏板、加速踏板、驻车制动器操纵杆、转向灯、雨刮、变速器操纵杆等操作部件，而且要求在这些操作部件安装传感器并进行信号检测。

这里将离合器踏板、制动踏板和加速踏板统称为脚踏板装置，互动型汽车驾驶模拟器的脚踏板装置一般包括脚踏板的机械部分和传感器部分。通常来说，互动型汽车驾驶模拟器的脚踏板装置需要的功能有：脚踏板自动回位、脚踏板行程限位和脚踏板信号测量。

脚踏板自动回位：驾驶员在用脚踩踏汽车的离合器踏板后，离合器踏板随驾驶员踩踏而发生位移。如果驾驶员把脚松开，离合器踏板应能自动回到初始位置。同理，驾驶员在踩踏制动踏板或加速踏板后，制动踏板或加速踏板也应随驾驶员踩踏而发生位移，如果驾驶员把脚松开，制动踏板或加速踏板也应能自动回到初始位置。

脚踏板行程限位：从离合器踏板的初始位置到离合器踏板能够到达的最大位置之间的距离称为离合器踏板的行程，离合器踏板行程一般在50mm~120mm范围内。从制动踏板的初始位置到制动踏板能够到达的最大位置之间的距离称为制动踏板的行程，制动踏板行程一般在50mm~135mm。从加速踏板的初始位置到加速踏板能够到达的最大位置之间的距离称为加速踏板的行程，加速踏板行程一般在50mm~100mm范围内。

脚踏板信号测量：为了使得模拟驾驶程序与脚踏板状态联动，需要随时知道脚踏板的状态，因此就需要在脚踏板装置上安装传感器，用于对脚踏板状态进行实时检测。

以下描述现有常见的汽车驾驶模拟器脚踏板装置：

现有方案中，有的采用高精度的拉杆式位移传感器，其优点是信号精度高，缺点是传感器的成本较高，另外拉杆式位移传感器属于接触式传感器，在使用的过程中存在机械磨损，传感器寿命相对较短。由于脚踏板是进行旋转运动，而拉杆式位移传感器进行直线运动，通过连杆机构将旋转运动转化为直线运动的时候，存在一定程度的挤压，这将导致机械磨损，缩短寿命。

现有方案中，有的采用低精度的拉杆式位移传感器，与上述采用高精度的拉杆式位移传感器方案相比，虽然成本大大降低，但信号精度也降低了，同样存在传感器寿命短和安装传感器的连杆机构机械磨损的问题。

现有方案中，有的采用压缩弹簧获得弹力来实现脚踏板行程限位和自动回位，这种方案的优点是弹簧被限制在两块挡板之间，安全性较高。但这种方案需要将压簧套在一根直杆上，使结构复杂，加工成本较高，并且弹簧压缩时存在相互挤压的噪音，脚感也很差。

比较现有方案可以发现，采用高精度拉杆式位移传感器的方案，成本较高，存在磨损，使用寿命降低。采用低精度拉杆式位移传感器的方案，成本较低，但信号精度也变低了，也存在机械磨损。采用压缩弹簧获得弹力的方案，结构复杂，加工成本较高，存在噪音及脚感较差。因此，如果能够获得和现有方案中拉杆式高精度位移传感器一样的信号精度，同时使结构简化，降低成本并延长使用寿命，则可以提供一种非常好的脚踏板装置。

发明内容

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、加工成本低且使用寿命长的非接触式汽车驾驶模拟器脚踏板装置。

本实用新型是一种非接触式汽车驾驶模拟器脚踏板装置，它包含踏板杠杆、第一角铁、弹簧、第二角铁、“L”形铁片、磁铁安装铁片、条形磁铁、电路板、线性霍尔传感器、圆形钢条、圆形钢管、脚踏铁板，第一角铁、第二角铁和圆形钢条均固定在汽车驾驶模拟器的铁架上，踏板杠杆一端折弯，脚踏铁板焊接在踏板杠杆的折弯端上，踏板杠杆中部焊接圆形钢管，圆形钢管套在圆形钢条上，踏板杠杆的未折弯端套接弹簧的一端，弹簧的另一端固定在汽车驾驶模拟器铁架上，在第二角铁上焊接“L”形铁片，“L”形铁片安装有电路板，电路板上焊接有线性霍尔传感器，踏板杠杆中上部焊接磁铁安装铁片，磁铁安装铁片上设置有条形磁铁，并使条形磁铁处于线性霍尔传感器的侧面，条形磁铁和线性霍尔传感器不接触。

本实用新型的原理为：脚踏铁板为驾驶员脚踏的受力点，在驾驶员用脚踩脚踏铁板时，踏板杠杆以圆形钢条为支点进行旋转运动。此时产生了三个连带作用：（1）弹簧被拉长，弹簧给脚踏板提供反力使脚踏时有力感，驾驶员松开脚时弹簧能将踏板杠杆拉回初始位置，实现了脚踏板自动回位；（2）第一角铁和第二角铁使踏板杠杆的旋转范围受到限制，实现了脚踏板行程限位的功能；（3）焊接在踏板杠杆上的磁铁安装铁片随踏板杠杆做旋转运动，粘在磁铁安装铁片上的条形磁铁也以钢条为中心做旋转运动，使线性霍尔传感器处的磁场发生变化（线性霍尔传感器感应磁场的变化，其输出的电压伏值也发生变化，变化程度与脚踏板踩踏程度有关），通过检测线性霍尔传感器输出的电压信号，即可得到脚踏板踩踏的程度。

本实用新型具有以下有益效果：

1、它可以完全实现脚踏板自动回位、行程限位和信号测量功能。

2、第一角铁和第二角铁既作为汽车驾驶模拟器的铁架支撑部件，又作为脚踏板行程限位功能，不需要额外进行行程限位；钢条既作为汽车驾驶模拟器的铁架支撑部件，又作为踏板杠杆的旋转支点，使结构简单，加工成本降低。

3、它采用非接触式的线性霍尔传感器测量脚踏板信号，信号精度高。

4、它采用非接触式的线性霍尔传感器测量脚踏板信号，传感器与被测实体非硬性连接，加工精度要求大大降低，加工成本较小，传感器与机械装置之间不存在机械磨损，传感器和机械装置寿命较长。

5、它采用拉伸弹簧提供弹力，从而使得脚踏板脚感较好，没有弹簧挤压噪音

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图进行详细描述。

图1为本实用新型的侧视图，

图2为图1的传感器部分局部俯视图；

附图标记：1-踏板杠杆，2-第一角铁，3-弹簧，4-第二角铁，5-“L”形铁片，6-磁铁安装铁片，7-条形磁铁，8-电路板，9-线性霍尔传感器，10-圆形钢条，11-圆形钢管，12-脚踏铁板。

具体实施方式：

如图1至图2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含踏板杠杆1、第一角铁2、弹簧3、第二角铁4、“L”形铁片5、磁铁安装铁片6、条形磁铁7、电路板8、线性霍尔传感器9、圆形钢条10、圆形钢管11、脚踏铁板12，第一角铁2、第二角铁4和圆形钢条10均固定在汽车驾驶模拟器的铁架上，踏板杠杆1一端折弯，脚踏铁板12焊接在踏板杠杆1的折弯端上，踏板杠杆1中部焊接圆形钢管11，圆形钢管11套在圆形钢条10上，踏板杠杆1的未折弯端套接弹簧3的一端，弹簧3的另一端固定在汽车驾驶模拟器铁架上，在第二角铁4上焊接“L”形铁片5，“L”形铁片5上安装有电路板8，电路板8上焊接有线性霍尔传感器9，踏板杠杆1中上部焊接磁铁安装铁片6，磁铁安装铁片6上设置有条形磁铁7，并使条形磁铁7处于线性霍尔传感器9的侧面。

本具体实施方式能够实现脚踏板自动回位、脚踏板行程限位和脚踏板信号测量功能。采用非接触式的线性霍尔传感器测量脚踏板信号，信号精度高，传感器与被测实体非硬性连接，使加工精度要求大大降低，加工成本较小,不存在机械磨损，传感器和机械装置寿命较长。采用拉伸弹簧提供弹力，脚踏板脚感较好，也没有挤压弹簧时的噪音。

在具体实施方案中，可以在第一角铁和第二角铁处设置橡胶片，用于减小踏板杠杆与角铁碰触的噪音。另外，也可以在踏板杠杆与圆形钢管焊接点的下方焊接磁铁安装铁片，磁铁安装铁片上设置有条形磁铁，并使条形磁铁处于线性霍尔传感器的侧面。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种非接触式汽车驾驶模拟器脚踏板装置，其特征在于它包含踏板杠杆、第一角铁、弹簧、第二角铁、“L”形铁片、磁铁安装铁片、条形磁铁、电路板、线性霍尔传感器、圆形钢条、圆形钢管、脚踏铁板；第一角铁、第二角铁和圆形钢条均固定在汽车驾驶模拟器的铁架上，踏板杠杆一端折弯，脚踏铁板焊接在踏板杠杆的折弯端上，踏板杠杆中部焊接圆形钢管，圆形钢管套在圆形钢条上，踏板杠杆的未折弯端套接弹簧的一端，弹簧的另一端固定在汽车驾驶模拟器铁架上，在第二角铁上焊接“L”形铁片，“L”形铁片安装有电路板，电路板上焊接有线性霍尔传感器，踏板杠杆中上部焊接磁铁安装铁片，磁铁安装铁片上设置有条形磁铁，并使条形磁铁处于线性霍尔传感器的侧面，条形磁铁和线性霍尔传感器不接触。