專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)踏板氣動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于汽車(chē)制動(dòng)和離合器踏板的氣動(dòng)控制裝置，屬于汽車(chē)自動(dòng)控制裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在汽車(chē)自動(dòng)駕駛中，需要能夠?qū)ζ?chē)制動(dòng)或者離合器踏板進(jìn)行自動(dòng)控制的裝置。在制動(dòng)踏板控制裝置中，要求裝置能夠方便地調(diào)節(jié)制動(dòng)的力量；在離合器踏板控制裝置中，要求裝置具有運(yùn)動(dòng)速度快，以快速分離汽車(chē)離合器，同時(shí)能夠調(diào)節(jié)回收的速度，以滿(mǎn)足汽車(chē)起動(dòng)和換檔過(guò)程中對(duì)離合器回收快慢動(dòng)作的要求。此外還要求此類(lèi)裝置具有1)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠安裝在汽車(chē)駕駛室的狹小空間內(nèi)；2)、無(wú)需對(duì)汽車(chē)換檔機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，可直接安裝；3)、安裝的通用性好，對(duì)安裝初始位置定位要求低；4)、能夠適用于不同行程和結(jié)構(gòu)尺寸的汽車(chē)踏板。
目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)公開(kāi)的用于操縱汽車(chē)踏板的裝置在結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式上主要有幾種1)、電機(jī)+渦輪蝸桿。這種結(jié)構(gòu)對(duì)安裝的精度要求比較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電機(jī)一般采用伺服電機(jī)，成本高，而且無(wú)法完全滿(mǎn)足快速性要求。2)、液壓驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)方式的缺點(diǎn)在于對(duì)油的密封性要求高，機(jī)構(gòu)復(fù)雜。3)、電機(jī)+拉絲。這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)是柔性機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須始終處于工作狀態(tài)。除了以上幾種方式之外，還有各種作為汽車(chē)輔助駕駛用的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)無(wú)法完全滿(mǎn)足在成本、體積和定位精度幾個(gè)方面的要求。國(guó)外技術(shù)則不對(duì)外公開(kāi)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型的目的是提供一種汽車(chē)踏板氣動(dòng)控制裝置，該裝置用于汽車(chē)制動(dòng)或者離合器踏板自動(dòng)控制，在不需要對(duì)汽車(chē)踏板機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造的前提下，實(shí)現(xiàn)裝置下壓力量靈活可調(diào)，回收速度可變，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧，并能夠適用于不同的汽車(chē)踏板尺寸和結(jié)構(gòu)。
技術(shù)方案本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是氣動(dòng)汽車(chē)踏板控制裝置是一種用于控制汽車(chē)制動(dòng)或者離合器踏板的機(jī)構(gòu)，該輪相嚙合，轉(zhuǎn)臂與第二減速齒輪固定在一起，轉(zhuǎn)臂的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸與內(nèi)調(diào)節(jié)桿鉸接，內(nèi)調(diào)節(jié)桿的另一端接外調(diào)節(jié)桿，外調(diào)節(jié)桿的另一端固定踏板上夾板和踏板下夾板。第一減速齒輪的半徑大于轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的半徑，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行減速和增大扭矩。角位移傳感器齒輪固定在角位移傳感器的轉(zhuǎn)軸上，角位移傳感器齒輪與小齒輪嚙合，直接通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)得到油門(mén)踏板的位置。內(nèi)調(diào)節(jié)桿和外調(diào)節(jié)桿構(gòu)成一個(gè)二力桿，內(nèi)調(diào)節(jié)桿上加工有外螺紋，外調(diào)節(jié)桿上加工有內(nèi)螺紋，二者配合用來(lái)調(diào)節(jié)二力桿的長(zhǎng)度，從而適應(yīng)不同油門(mén)踏板行程。與內(nèi)調(diào)節(jié)桿和外調(diào)節(jié)桿構(gòu)成的二力桿鉸接的踏板上夾板和踏板下夾板夾持在油門(mén)踏板上，二者通過(guò)螺絲可靠連接，二力桿與踏板上夾板采用鉸接的連接方式，使得油門(mén)踏板的控制具有類(lèi)似于人類(lèi)駕駛員腳踝關(guān)節(jié)一樣的柔性。
在驅(qū)動(dòng)方式上，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，能夠滿(mǎn)足汽車(chē)油門(mén)踏板控制中高精度定位的問(wèn)題。此外，由于步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度是由輸入步進(jìn)電機(jī)的控制脈沖頻率決定的，只要改變控制脈沖頻率就能夠?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)節(jié)。并且步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度取決于控制脈沖的個(gè)數(shù)，只要控制脈沖頻率不高于步進(jìn)電機(jī)的失步頻率，就能夠準(zhǔn)確控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，從而實(shí)現(xiàn)油門(mén)踏板的精確定位控制。避免了為滿(mǎn)足油門(mén)踏板運(yùn)動(dòng)控制所需要的力而選用大的步進(jìn)電機(jī)的問(wèn)題，縮小了裝置的結(jié)構(gòu)尺寸。
為了得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置，角位移傳感器的軸上固定有角位移傳感器齒輪，角位移傳感器齒輪和小齒輪嚙合，直接通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)得到踏板的位置。第二減速齒輪和小齒輪嚙合，進(jìn)一步減速和增大扭矩。轉(zhuǎn)臂，轉(zhuǎn)軸，內(nèi)調(diào)節(jié)桿和外調(diào)節(jié)桿構(gòu)成一個(gè)二力桿，將第二減速齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)樘ぐ宓南聣汉突厥談?dòng)作。內(nèi)調(diào)節(jié)桿上加工有外螺紋，外調(diào)節(jié)桿上加工有內(nèi)螺紋，二者配合用來(lái)調(diào)節(jié)二力桿的長(zhǎng)度，從而適應(yīng)不同行程和尺寸的試驗(yàn)車(chē)。
為了解決無(wú)損安裝問(wèn)題，應(yīng)用與二力桿鉸接的踏板上夾板和踏板下夾板來(lái)夾持油門(mén)踏板，二者通過(guò)螺絲可靠連接，二力桿與踏板上夾板采用鉸接的連接方式，使得油門(mén)踏板的控制具有類(lèi)似于人類(lèi)駕駛員腳踝關(guān)節(jié)一樣的柔性，滿(mǎn)足了控制要求。該裝置的殼體底板上有定位孔，可以用于和汽車(chē)駕駛室內(nèi)的底板連接固定。
有益效果1.汽車(chē)油門(mén)踏板控制裝置采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的方式，能夠滿(mǎn)足油門(mén)的高精度定位要求，運(yùn)動(dòng)控制方便。
2.步進(jìn)電機(jī)輸出扭矩經(jīng)過(guò)兩級(jí)的減速和增扭，除了提高定位精度之外，減少步進(jìn)電機(jī)功率，減小了系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)尺寸。
3.踏板夾板用來(lái)夾持油門(mén)踏板，夾板通過(guò)螺絲可靠連接，二力桿與踏板上夾板采用鉸接的連接方式，使得油門(mén)踏板的控制具有類(lèi)似于人類(lèi)駕駛員腳踝關(guān)節(jié)一樣的柔性，滿(mǎn)足了控制要求。
4.角位移傳感器的軸上固定有角位移傳感器齒輪，角位移傳感器齒輪和齒輪嚙合，直接通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)得到踏板的位置。


圖1是本實(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖2是本實(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)的俯視圖其中有步進(jìn)電機(jī)1，角位移傳感器齒輪2，第一減速齒輪3，角位移傳感器4，小齒輪5，支架6，第二減速齒輪7，轉(zhuǎn)臂8，轉(zhuǎn)軸9，內(nèi)調(diào)節(jié)桿10，外調(diào)節(jié)桿11，踏板上夾板12，踏板下夾板13，殼體14，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15，定位孔16。
具體實(shí)施方式
汽車(chē)油門(mén)踏板控制裝置包括步進(jìn)電機(jī)1、角位移傳感器4、踏板上夾板12、踏板下夾板13和轉(zhuǎn)臂8等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在步進(jìn)電機(jī)1的輸出軸上固定轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15與第一減速齒輪3嚙合傳遞扭矩并減速，第一減速齒輪3與小齒輪5固定在同一根轉(zhuǎn)軸上，小齒輪5與角位移傳感器齒輪2、第二減速齒輪7相嚙合，轉(zhuǎn)臂8與第二減速齒輪7固定在一起，轉(zhuǎn)臂8的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸9與內(nèi)調(diào)節(jié)桿10鉸接，內(nèi)調(diào)節(jié)桿10的另一端接外調(diào)節(jié)桿11，外調(diào)節(jié)桿11的另一端固定踏板上夾板12和踏板下夾板13。
在驅(qū)動(dòng)方式上，采用步進(jìn)電機(jī)1驅(qū)動(dòng)的方式，能夠滿(mǎn)足汽車(chē)油門(mén)踏板控制中高精度定位的問(wèn)題。此外，由于步進(jìn)電機(jī)1的運(yùn)動(dòng)速度是由輸入步進(jìn)電機(jī)1的控制脈沖頻率決定的，只要改變控制脈沖頻率就能夠?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)1運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)節(jié)。并且步進(jìn)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)的角度取決于控制脈沖的個(gè)數(shù)，只要控制脈沖頻率不高于步進(jìn)電機(jī)1的失步頻率，就能夠準(zhǔn)確控制步進(jìn)電機(jī)1轉(zhuǎn)過(guò)的角度，從而實(shí)現(xiàn)油門(mén)踏板的精確定位控制。
在圖1、2中，步進(jìn)電機(jī)1輸出軸上固定著轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15，通過(guò)和轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15嚙合的第一減速齒輪3傳遞扭矩并減速，第一減速齒輪3的半徑大于轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15，這樣能夠?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)1進(jìn)行減速和增大扭矩，從而避免了為滿(mǎn)足油門(mén)踏板運(yùn)動(dòng)控制所需要的力而選用大的步進(jìn)電機(jī)的問(wèn)題，縮小了裝置的結(jié)構(gòu)尺寸。第一減速齒輪3和小齒輪5在同一軸上，小齒輪5傳遞來(lái)自步進(jìn)電機(jī)1的扭矩。
為了得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置，角位移傳感器4的軸上固定有角位移傳感器齒輪2，角位移傳感器齒輪2和小齒輪5嚙合，直接通過(guò)步進(jìn)電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)得到踏板的位置。角位移傳感器齒輪2的半徑比小齒輪5大，這樣在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中角位移傳感器(4)所旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)就能夠比較少，從而降低了成本。
第二減速齒輪7和小齒輪5嚙合，進(jìn)一步減速和增大扭矩。轉(zhuǎn)臂8，轉(zhuǎn)軸9，內(nèi)調(diào)節(jié)桿10和外調(diào)節(jié)桿11構(gòu)成一個(gè)二力桿，將第二減速齒輪7轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)樘ぐ宓南聣汉突厥談?dòng)作。轉(zhuǎn)臂8和調(diào)節(jié)桿之間用轉(zhuǎn)軸9連接，這樣在轉(zhuǎn)臂8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以直接推動(dòng)調(diào)節(jié)桿運(yùn)動(dòng)。內(nèi)調(diào)節(jié)桿10上加工有外螺紋，外調(diào)節(jié)桿11上加工有內(nèi)螺紋，內(nèi)調(diào)節(jié)桿10能夠在外調(diào)節(jié)桿11內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，二者配合用來(lái)調(diào)節(jié)二力桿的長(zhǎng)度，從而適應(yīng)不同行程和尺寸的試驗(yàn)車(chē)。
為了解決無(wú)損安裝問(wèn)題，應(yīng)用與二力桿鉸接的踏板上夾板12和踏板下夾板13來(lái)夾持油門(mén)踏板，二者通過(guò)螺絲可靠連接，二力桿與踏板上夾板12采用鉸接的連接方式，使得油門(mén)踏板的控制具有類(lèi)似于人類(lèi)駕駛員腳踝關(guān)節(jié)一樣的柔性，滿(mǎn)足了控制要求。該裝置的殼體14底板上有定位孔16，可以用于和汽車(chē)駕駛室內(nèi)的底板連接固定。
權(quán)利要求1.一種汽車(chē)油門(mén)踏板控制裝置，包括步進(jìn)電機(jī)、角位移傳感器、踏板、轉(zhuǎn)臂執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征是在步進(jìn)電機(jī)(1)的輸出軸上固定轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪(15)，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪(15)與第一減速齒輪(3)嚙合傳遞扭矩并減速，第一減速齒輪(3)與小齒輪(5)固定在同一根轉(zhuǎn)軸上，小齒輪(5)與角位移傳感器齒輪(2)、第二減速齒輪(7)相嚙合，轉(zhuǎn)臂(8)與第二減速齒輪(7)固定在一起，轉(zhuǎn)臂(8)的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸(9)與內(nèi)調(diào)節(jié)桿(10)鉸接，內(nèi)調(diào)節(jié)桿(10)的另一端接外調(diào)節(jié)桿(11)，外調(diào)節(jié)桿(11)的另一端固定踏板上夾板(12)和踏板下夾板(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)油門(mén)踏板控制裝置，其特征在于第一減速齒輪(3)的半徑大于轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪(15)的半徑，對(duì)步進(jìn)電機(jī)(1)進(jìn)行減速和增大扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)油門(mén)踏板控制裝置，其特征在于角位移傳感器齒輪(2)固定在角位移傳感器(4)的轉(zhuǎn)軸上，角位移傳感器齒輪(2)與小齒輪(5)嚙合，直接通過(guò)步進(jìn)電機(jī)(1)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)得到油門(mén)踏板的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)油門(mén)踏板控制裝置，其特征在于內(nèi)調(diào)節(jié)桿(10)和外調(diào)節(jié)桿(11)構(gòu)成一個(gè)二力桿，內(nèi)調(diào)節(jié)桿(10)上加工有外螺紋，外調(diào)節(jié)桿(11)上加工有內(nèi)螺紋，二者配合用來(lái)調(diào)節(jié)二力桿的長(zhǎng)度，從而適應(yīng)不同油門(mén)踏板行程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)油門(mén)踏板控制裝置，其特征在于與內(nèi)調(diào)節(jié)桿(10)和外調(diào)節(jié)桿(11)構(gòu)成的二力桿鉸接的踏板上夾板(12)和踏板下夾板(13)夾持在油門(mén)踏板上，二者通過(guò)螺絲可靠連接，二力桿與踏板上夾板(12)采用鉸接的連接方式，使得油門(mén)踏板的控制具有類(lèi)似于人類(lèi)駕駛員腳踝關(guān)節(jié)一樣的柔性。
專(zhuān)利摘要汽車(chē)踏板氣動(dòng)控制裝置涉及一種用于汽車(chē)制動(dòng)和離合器踏板的氣動(dòng)控制裝置，該裝置中，帶鎖氣缸(1)的固定端固定在殼體(11)上，帶鎖氣缸的活動(dòng)端與轉(zhuǎn)臂(5)的中部相鉸接，轉(zhuǎn)臂的下部鉸接在殼體(11)上；角位移傳感器(3)的轉(zhuǎn)臂通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)軸(2)與拉桿(4)相鉸接，拉桿的另一端與轉(zhuǎn)臂鉸接，轉(zhuǎn)臂(5)通過(guò)調(diào)節(jié)桿轉(zhuǎn)軸(6)與內(nèi)調(diào)節(jié)桿(7)鉸接，內(nèi)調(diào)節(jié)桿與外調(diào)節(jié)桿(8)為內(nèi)外螺紋配合，外調(diào)節(jié)桿(8)鉸接踏板上夾板(9)，踏板上夾板與踏板下夾板(10)用于套接汽車(chē)制動(dòng)或者離合器踏板。帶鎖氣缸的一端固定在殼體(11)上，有桿端和轉(zhuǎn)臂鉸接，氣缸推動(dòng)轉(zhuǎn)臂作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該裝置可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)踏板的快速運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)G05B11/00GK2793786SQ200420054948
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者張為公, 殷劍萍, 陳曉冰 申請(qǐng)人:東南大學(xué)