[發明專利]一種智能人機交互式汽車油門踏板裝置

有效

• 申請號: 201410031194.1
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103895511A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 林慶峰;趙蕓輝;李升波;魯光泉;王云鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;清華大學
• 主分類號: B60K26/02
• 分類號: B60K26/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

1.一種智能人機交互式汽車油門踏板裝置，其特征在于：包括踏板支架以及由踏板轉軸、第一帶輪、角位移傳感器、油門踏板與復位彈簧構成的踏板轉軸軸系，由控制電機、主傳動軸、主動齒輪與盤型凸輪構成的控制軸系，由滑動光軸、滑動齒輪與調節機構構成的滑動光軸軸系，以及由第一從動半軸、第二從動半軸、從動齒輪、圓柱凸輪、壓盤、摩擦盤、復位卷簧、第二帶輪、滾輪、傳力桿與傳動帶構成的離合器軸系；?

所述踏板轉軸軸系中，踏板轉軸支撐并軸向定位在踏板支架上；踏板轉軸的兩端分別安裝有第一帶輪和角位移傳感器；踏板轉軸上還安裝有油門踏板，并空套有復位彈簧；復位彈簧的兩端分別與油門踏板和踏板支架固定；?

所述控制軸系中，控制電機固定在踏板支架上；主傳動軸支撐并軸向定位在踏板支架上；主傳動軸一端與控制電機輸出軸同軸固連，另一端與盤型凸輪固連；主傳動軸上還安裝有同軸的主動齒輪；?

所述滑動光軸軸系中，滑動光軸支撐并軸向定位在踏板支架上；滑動齒輪空套在滑動光軸上，與控制軸系中主動齒輪嚙合；所述調節機構采用撥叉調節方式，用來調節滑動齒輪在滑動光軸軸向上的位置；?

所述離合器軸系中，第一從動半軸與第二從動半軸的一端分別支撐并軸向定位在踏板支架上，且第一從動半軸的另一端空套在第二從動半軸另一端端面上開設的定位孔內；所述從動齒輪和圓柱凸輪同軸固定安裝在第一從動半軸上；其中，從動齒輪與滑動光軸軸系的滑動齒輪嚙合；圓柱凸輪的外表面周向上開有一段相互連通的凹槽A與凹槽B，凹槽A與凹槽B間具有夾角，且凹槽B與圓柱凸輪軸線垂直，通過凹槽A與凹槽B形成整體滾道；滾道內設置有滾輪；所述壓盤空套在第一從動半軸上，摩擦盤固連在第二從動半軸上；其中，壓盤與摩擦盤間存在間隙，且壓盤邊緣位置設計有U型限位槽，U型限位槽空套在滑動光軸軸系的滑動光軸上；壓盤上固定安裝有垂直于壓盤的傳力桿，傳力桿與滾道內的滾輪轉軸固連；當圓柱凸輪轉動時，滾輪沿滾道滾動；滾輪通過傳力桿推動壓盤沿第一從動半軸軸向，向摩擦盤運動，最終滾輪由凹槽A進入到凹槽B內；且當滾輪由凹槽A進入到凹槽B后，壓盤與摩擦盤處于緊密擠壓接觸狀態；反之當滾輪反向滾動時，可通過傳力桿牽拉壓盤沿第一從動半軸軸向，向圓柱凸輪運動，最終滾輪由凹槽B進入到凹槽A內；且在滾輪進入到凹槽A過程中，壓盤與摩擦盤分離；所述第二從動半軸上空套有復位卷簧，且第二從動半軸軸端固定安裝有第二帶輪；復位卷簧位于第二帶輪與踏板支架間，兩端分別與第二帶輪和踏板支架固定；其中，第二帶輪與踏板轉軸軸系中的第一帶輪間通過傳動帶相連；同時，控制軸系中的盤型凸輪位于第二帶輪與第一帶輪間，使盤型凸輪曲率半徑最小處與傳動帶接觸。?

2.如權利要求1所述一種智能人機交互式汽車油門踏板裝置，其特征在于：所述調節?機構包括分離套與撥叉；其中，分離套的外表面周向上開有環形槽；分離套與滑動齒輪同軸固連，或與滑動齒輪作為一體結構設計；撥叉一端的撥叉手柄位于踏板支架外部，另一端的撥叉指卡在分離套的環形槽內。?

3.如權利要求1所述一種智能人機交互式汽車油門踏板裝置，其特征在于：所述控制電機處于斷電狀態時，通過駕駛員踩踏油門踏板傳送動力，帶動踏板轉軸轉動對應角度；并由角位移傳感器采集踏板轉軸轉動的角度信號，發送至車載電子控制單元，從而通過車載電子控制單元控制發動機的轉速功率與行車速度；此時，離合器軸系的壓盤與摩擦盤處于分離狀態；且當踏板轉軸轉動時，第一帶輪隨之旋轉，并帶動傳動帶運動；由此，摩擦盤、第二傳動半軸和第二帶輪將在傳動帶的作用下轉動；由于復位卷簧的作用，傳動帶始終處于張緊狀態。?

4.如權利要求1所述一種智能人機交互式汽車油門踏板裝置，其特征在于：所述控制電機接收車載電子控制單元發送的命令信號，輸出與命令信號對應的轉矩和轉速，驅動主傳動軸，以及主傳動軸上的主動齒輪、盤型凸輪轉動；由此，動力通過主動齒輪、滑動齒輪、從動齒輪傳送到離合器軸系的第一從動半軸上，使第一從動半軸轉動，帶動圓柱凸輪轉動，進而使滾輪由凹槽A向凹槽B滾動；在此過程中，由于壓盤邊緣的U型限位槽卡在滑動光軸軸系的滑動光軸上，傳力桿推動壓盤向摩擦盤運動，使壓盤與摩擦盤完全接觸擠壓，由此通過壓盤將摩擦盤、第二從動半軸、第二帶輪鎖死；此時，控制電機、主動齒輪、滑動齒輪、從動齒輪、第一從動半軸以及圓柱凸輪繼續轉動，而傳力桿、壓盤保持靜止；同時，控制電機輸出軸的轉動還帶動盤型凸輪的轉動，使盤型凸輪與傳動帶的接觸點曲率半徑變大，并擠壓傳動帶，將控制電機的轉速與轉矩傳給第一帶輪和踏板轉軸。?

5.如權利要求1所述一種智能人機交互式汽車油門踏板裝置，其特征在于：所述控制電機出現故障時，通過手動操控調節機構，使滑動光軸軸系的滑動齒輪脫離于主動齒輪以及從動齒輪的嚙合狀態；由此，第一從動半軸、從動齒輪、圓柱凸輪處于自由狀態，此時，壓盤在摩擦盤形變產生的壓力作用下，與摩擦盤分離；使摩擦盤、第二從動半軸、第二帶輪的鎖死狀態解除。?