CN100579825C - 一种车用脚踏板的伸缩机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车用脚踏板的伸缩机构，它由安装支座、踏板支座及连接安装支座与踏板支座的驱动臂和支撑臂组成，驱动臂的两端分别与安装支座和踏板支座铰接，支撑臂的上端和安装支座铰接，支撑臂的下端与踏板支座形成滑动连接，支撑臂的下端部设有弧形槽，踏板支座上设有凸体，凸体与弧形槽形成滑动配合，弧形槽的弧长大于凸体的弧长。它有效地解决了目前车用踏板伸出站人时靠近踏板的铰接轴部位受力很大，必须用高强度的材料才能满足要求的问题。该结构可以用铝合金铸造加工，不但重量轻，成本低，而且外形美观，值得推广应用。

Description

一种车用脚踏板的伸缩机构
技术领域
本发明涉及一种车身机械结构，尤其是涉及一种车用脚踏板的伸缩机构。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对汽车等常用交通工具的舒适性要求也越来越高，汽车车门下面的踏板，是人们上下汽车的必经之路，但踏板设置不当，就会给人们上下汽车带来不便。从车辆的通过性角度考虑，脚踏板的安装高度应不低于车辆的最小地隙，从人机工程角度考虑，当脚踏板相对地面高度在20CM左右时，人们上下车感觉最好，但这一高度对大部分车辆来说显然过低。为了解决这一问题，现在很多车辆都采用可伸缩的踏板机构，就是通过一四连杆机构，实现脚踏板自动伸缩的目的。开门时将脚踏板放下，行驶时将脚踏板收拢。中国专利号为02825000.1的发明专利公开了一种“可缩回的车辆踏脚”的技术方案，也采用了四连杆机构的可伸缩方案。这种方案虽然可以实现脚踏板的自动伸缩，但和踏板相连的一条边由于轴距较短，踏板伸出站人时靠近踏板的铰接轴部位受力很大，必须用高强度的材料才能满足要求，妨碍了类似铝合金等轻质材料的应用。
发明内容
本发明为解决目前车用脚踏板伸出站人时靠近踏板的铰接轴部位受力很大，必须用高强度的材料才能满足要求的问题而提供一种受力分散，可以使用普通轻质材料的车用脚踏板的伸缩机构。
本发明为达到上述技术目的所采用的具体技术方案为：车用脚踏板的伸缩机构由安装支座、踏板支座及连接安装支座与踏板支座的驱动臂和支撑臂组成，驱动臂的两端分别与安装支座和踏板支座铰接，支撑臂的上端和安装支座铰接，支撑臂的下端与踏板支座形成滑动连接，支撑臂的下端部设有弧形槽，弧形槽可以是通槽，也可以不是，踏板支座上设有凸体，凸体与弧形槽形成滑动配合，弧形槽的弧长大于凸体的弧长，所述凸体为弧形滑块或弧形排列的柱状体，驱动臂与支撑臂为中空的框形结构，支撑臂的下端设置在踏板支座的内侧时，弧形滑块或弧形排列的柱状体嵌入踏板支座的内侧，支撑臂的下端设置在踏板支座的外侧时，弧形滑块或弧形排列的柱状体嵌入在踏板支座的外侧。用凸体和弧形槽的配合来解决现有技术四连杆方案中铰接轴部位受力过于集中的问题，凸体可以在弧形槽内滑动，解决了支撑臂和驱动臂的转动问题，同时凸体和弧形槽的接触面大，受力分散均匀，有效解决了现有技术四连杆方案中铰接轴部位受力过于集中的状况。弧形槽的弧长大于凸体的弧长，是保证凸体可以在弧形槽的一定范围内滑动。弧形滑块状的凸体和弧形槽配合精度最高受力也最均匀。框形结构是为了减轻驱动臂与支撑臂的重量，采用铸造工艺时可以减少用料，节约成本。至于支撑臂的下端是设置在踏板支座的内侧还是外侧，这两种方案都可以达到同样的效果，只是支撑臂的下端部和踏板支座的连接方式不同。凸体也可以采用任何能与弧形槽滑动配合的方案，比如可以采用弧形排列的柱状体，支撑臂的下端设置在踏板支座的内侧时，柱状体嵌入踏板支座的内侧，支撑臂的下端设置在踏板支座的外侧时，柱状体嵌入踏板支座的外侧。
作为优选，踏板支座的下端设有踏板槽，踏板固定在踏板槽上，踏板在伸出状态时，凸***于弧形槽靠近支撑臂下端的位置，踏板在收拢状态时，凸***于弧形槽的另一端。
作为优选，弧形槽靠近两端部分的曲率半径小于中间部分的曲率半径，弧形槽的两端部设有缓冲垫。凸体在弧形槽内滑动时，由于弧形槽两端的曲率半径略小，和凸体的配合相对较紧，可以一定程度上阻碍凸体在弧形槽两端的滑动，使负荷呈线性增加，起到缓冲的作用。缓冲垫的作用是在凸体滑动到弧形槽的极限位置时起阻碍作用，防止冲击损坏，提高车用脚踏板的伸缩机构的使用寿命。
弧形槽的曲率中心位于驱动臂上两铰接轴中心连线延长线的左侧，踏板在伸出状态时，驱动臂上两铰接轴中心连线与踏板支座上铰接轴心和曲率中心的连线之间的夹角是大于150度，小于175度。
作为优选，支撑臂的下端呈弧形结构，其弧面的曲率中心与弧形槽的曲率中心重叠。弧形结构和其上部的框形结构为之间为圆弧过渡，可以减小应力。
作为优选，踏板支座的上部结构呈圆柱形，圆柱形的大小和支撑臂上弧形结构外侧的弧面相适配。弧形槽的曲率中心在踏板支座上圆柱形的圆心线上，圆柱形的圆心处为空心结构。圆柱形的外形使得该结构看上去更类似与人体的关节结构，不但力学性能好，而且外形美观。
本发明也可以采用下面的具体技术方案：车用脚踏板的伸缩机构，由安装支座、踏板支座及连接安装支座与踏板支座的驱动臂和支撑臂组成，驱动臂的两端分别与安装支座和踏板支座铰接，支撑臂的上端和安装支座铰接，其特征是支撑臂的下端与踏板支座形成滑动连接，踏板支座上设有弧形槽，弧形槽可以是通槽，也可以不是，支撑臂的下端设有凸体，凸体与弧形槽形成滑动配合，弧形槽的弧长大于凸体的弧长所述凸体为弧形滑块或弧形排列的柱状体，驱动臂与支撑臂为中空的框形结构，支撑臂的下端设置在踏板支座的内侧时，弧形滑块或弧形排列的柱状体嵌入支撑臂下端的外侧，支撑臂的下端设置在踏板支座的外侧时，弧形滑块或弧形排列的柱状体嵌入支撑臂下端的内侧。用凸体和弧形槽的配合来解决现有技术四连杆方案中铰接轴部位受力过于集中的问题，凸体可以在弧形槽内滑动，解决了支撑臂和驱动臂的转动问题，同时凸体和弧形槽的接触面大，受力分散均匀，有效解决了现有技术四连杆方案中铰接轴部位受力过于集中的状况。弧形槽的弧长大于凸体的弧长，是保证凸体可以在弧形槽的一定范围内滑动。弧形滑块状的凸体和弧形槽配合精度最高受力也最均匀。框形结构是为了减轻驱动臂与支撑臂的重量，采用铸造工艺时可以减少用料，节约成本。至于支撑臂的下端是设置在踏板支座的内侧还是外侧，这两种方案都可以达到同样的效果，只是支撑臂的下端部和踏板支座的连接方式不同。凸体也可以采用任何能与弧形槽滑动配合的方案，比如可以采用弧形排列的柱状体，支撑臂的下端设置在踏板支座的内侧时，柱状体嵌入支撑臂下端的外侧，支撑臂的下端设置在踏板支座的外侧时，柱状体嵌入支撑臂下端的内侧。
作为优选，踏板支座的下端设有踏板槽，踏板固定在踏板槽上，踏板在收拢状态时，凸***于弧形槽靠近踏板槽的一端，踏板在伸出状态时，凸***于弧形槽的另一端。
作为优选，弧形槽靠近两端部分的曲率半径小于中间部分的曲率半径，弧形槽的上下两端部设有缓冲垫。凸体在弧形槽内滑动时，由于弧形槽两端的曲率半径略小，和凸体的配合相对较紧，可以一定程度上阻碍凸体在弧形槽两端的滑动，使负荷呈线性增加，起到缓冲的作用。缓冲垫的作用是在凸体滑动到弧形槽的极限位置时起阻碍作用，防止冲击损坏，提高车用脚踏板的伸缩机构的使用寿命。
弧形槽的曲率中心位于驱动臂上两铰接轴中心连线延长线的左侧，踏板在伸出状态时，驱动臂上两铰接轴中心连线与踏板支座上铰接轴心和曲率中心的连线之间的夹角是大于150度，小于175度。
作为优选，踏板支座的上部结构呈圆柱形，弧形槽的曲率中心与踏板支座上圆柱形的圆心重叠，圆柱形的圆心处为空心结构。圆柱形的外形使得该结构看上去更类似与人体的关节结构，不但力学性能好，而且外形美观。
本发明的有益效果是：它有效地解决了目前车用踏板伸出站人时靠近踏板的铰接轴部位受力很大，必须用高强度的材料才能满足要求的问题。该结构可以用铝合金铸造加工，不但重量轻，成本低，而且外形美观，值得推广应用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
附图1是本发明一种车用脚踏板的伸缩机构实施例一脚踏板伸出状态的结构示意图。
附图2是附图1的A-A局部剖面图。
附图3是本发明一种车用脚踏板的伸缩机构实施例二脚踏板伸出状态的结构示意图。
附图4是附图3的A-A局部剖面图。
附图5是本发明一种车用脚踏板的伸缩机构实施例三脚踏板伸出状态的结构示意图。
附图6是附图5的A-A局部剖面图。
附图7是本发明一种车用脚踏板的伸缩机构实施例四脚踏板伸出状态的结构示意图。
附图8是附图7的A-A局部剖面图。
附图9是附图1的车用脚踏板的伸缩机构脚踏板收拢状态的结构示意图。
附图10是附图3的车用脚踏板的伸缩机构脚踏板收拢状态的结构示意图。
附图11是附图5的车用脚踏板的伸缩机构脚踏板收拢状态的结构示意图。
附图12是附图7的车用脚踏板的伸缩机构脚踏板收拢状态的结构示意图。
具体实施方式
在如图1所示的实施例一中，车用脚踏板的伸缩机构由安装支座、踏板支座及连接安装支座与踏板支座的驱动臂和支撑臂组成，驱动臂4与支撑臂5为中空的框形结构。驱动臂4的两端分别与安装支座1和踏板支座8铰接，踏板支座8的上端为对称设置的两个圆柱状结构，圆柱的圆心处为空心结构，支撑臂5的上端和安装支座1铰接，支撑臂5的下端设置在踏板支座8内侧的两个圆柱状结构的中间(见图2)，两者构成滑动连接，支撑臂5的下端呈弧形结构，近中心处有扇形的空心结构，上面设有弧形槽6A，弧形槽6A为通槽，弧形槽6A的曲率中心11A与弧形结构的弧面的曲率中心重叠并在踏板支座8上圆柱形的圆心线上，弧形结构和其上部的框形结构为圆弧过渡。
踏板支座8上设有凸体7A，凸体7A为弧形滑块，弧形滑块穿过弧形槽6A，两头嵌入踏板支座8上的圆柱状结构，弧形滑块与弧形槽6A形成滑动配合，弧形槽6A的弧长大于凸体7A的弧长。弧形槽6A靠近两端部分的曲率半径略小于中间部分的曲率半径，弧形槽6A两端部设有缓冲垫12。
踏板支座8的下端设有踏板槽10，踏板9扣在踏板槽10上，并用螺钉固定。踏板9在伸出状态时，凸体7A位于弧形槽6A靠近支撑臂5下端的位置，踏板9在收拢状态时，凸体7A位于弧形槽6A的另一端(见图9)。
弧形槽6A的曲率中心11A位于驱动臂4上两铰接轴中心连线延长线的左侧，踏板9在伸出状态时，驱动臂4上两铰接轴中心连线与踏板支座8上铰接轴心和曲率中心11A的连线之间的夹角是165度左右。
在如图3所示的实施例二中，车用脚踏板的伸缩机构由安装支座、踏板支座及连接安装支座与踏板支座的驱动臂和支撑臂组成，驱动臂4与支撑臂5为中空的框形结构。驱动臂4的两端分别与安装支座1和踏板支座8铰接，踏板支座8的上端为圆柱状结构，圆柱的圆心处为空心结构，支撑臂5的上端和安装支座1铰接，支撑臂5的下端分叉，对称设置两个弧形结构，处在踏板支座8上圆柱状结构的两侧(见图4)，两者构成滑动连接，支撑臂5下端弧形结构的近中心处有扇形的空心结构，两个弧形结构上均设有弧形槽6B，弧形槽6B为通槽，弧形槽6B的曲率中心11B与弧形结构的弧面的曲率中心重叠并在踏板支座8上圆柱形的圆心线上，弧形结构和其上部的框形结构为圆弧过渡。
踏板支座8上设有凸体7B，凸体7B为弧形滑块，弧形滑块两头穿入弧形槽6B，中部嵌入踏板支座8的圆柱形结构上，弧形滑块与弧形槽6B形成滑动配合，弧形槽6B的弧长大于凸体7B的弧长。弧形槽6B靠近两端部分的曲率半径略小于中间部分的曲率半径，弧形槽6B两端部设有缓冲垫12。
踏板支座8的下端设有踏板槽10，踏板9扣在踏板槽10上，并用螺钉固定。踏板9在伸出状态时，凸体7B位于弧形槽6B靠近支撑臂5下端的位置，踏板9在收拢状态时，凸体7B位于弧形槽6B的另一端(见图10)。
弧形槽6A的曲率中心11B位于驱动臂4上两铰接轴中心连线延长线的左侧，踏板9在伸出状态时，驱动臂4上两铰接轴中心连线与踏板支座8上铰接轴心和曲率中心11B的连线之间的夹角是165度左右。
在如图5所示的实施例三中，车用脚踏板的伸缩机构由安装支座、踏板支座及连接安装支座与踏板支座的驱动臂和支撑臂组成，驱动臂4与支撑臂5为中空的框形结构，驱动臂4的两端分别与安装支座1和踏板支座8铰接，踏板支座8的上端为对称设置的两个圆柱状结构，圆柱的圆心处为空心结构，支撑臂5的上端和安装支座1铰接，支撑臂5的下端设置在踏板支座8两个圆柱状结构的中间(见图6)，两者构成滑动连接，踏板支座8的两个圆柱状结构上均设有弧形槽6′A，弧形槽6′A为通槽，弧形槽6′A的曲率中心11′A与踏板支座8的上端圆柱的圆心位置重叠。
支撑臂5的下端设有凸体7′A，凸体7′A为弧形滑块，弧形滑块两头穿入踏板支座8上的弧形槽6′A，中部嵌入支撑臂5的下端，弧形滑块与弧形槽6′A形成滑动配合，弧形槽6′A的弧长大于凸体7′A的弧长。弧形槽6′A靠近两端部分的曲率半径小于中间部分的曲率半径，其上下两端部设有缓冲垫12。
踏板支座8的下端设有踏板槽10，踏板9固定在踏板槽10上，并用螺钉固定。踏板9在收拢状态时，凸体7′A位于弧形槽6′A靠近踏板槽10的一端，踏板9在伸出状态时，凸体7′A位于弧形槽6′A的另一端(见图11)。
弧形槽6′A的曲率中心11′A位于驱动臂4上两铰接轴中心连线延长线的左侧，踏板9在伸出状态时，驱动臂4上两铰接轴中心连线与踏板支座8上铰接轴心和曲率中心11′A的连线之间的夹角是165度左右。
在如图7所示的实施例四中，车用脚踏板的伸缩机构由安装支座、踏板支座及连接安装支座与踏板支座的驱动臂和支撑臂组成，驱动臂4与支撑臂5为中空的框形结构，驱动臂4的两端分别与安装支座1和踏板支座8铰接，踏板支座8的上端为圆柱状结构，圆柱的圆心处为空心结构，支撑臂5的上端和安装支座1铰接，支撑臂5的下端分叉，对称设置在踏板支座8上圆柱状结构的外侧(见图8)，两者构成滑动连接，踏板支座8的圆柱状结构上设有弧形槽6′B，弧形槽6′B为通槽，弧形槽6′B的曲率中心11′B与踏板支座8的上端圆柱的圆心位置重叠。
支撑臂5的下端设有凸体7′B，凸体7′B为弧形滑块，弧形滑块穿过弧形槽6′B，两头嵌入支撑臂5下端，弧形滑块与弧形槽6′B形成滑动配合，弧形槽6′B的弧长大于凸体7′B的弧长。弧形槽6′B靠近两端部分的曲率半径小于中间部分的曲率半径，其上下两端部设有缓冲垫12。
踏板支座8的下端设有踏板槽10，踏板9固定在踏板槽10上，并用螺钉固定。踏板9在收拢状态时，凸体7′B位于弧形槽6′B靠近踏板槽10的一端，踏板9在伸出状态时，凸体7′B位于弧形槽6′B的另一端(见图12)。
弧形槽6′B的曲率中心11′B位于驱动臂4上两铰接轴中心连线延长线的左侧，踏板9在伸出状态时，驱动臂4上两铰接轴中心连线与踏板支座8上铰接轴心和曲率中心11′B的连线之间的夹角是165度左右。
实际使用时，每块脚踏板采用两个车用脚踏板的伸缩机构，分别设置在脚踏板的两端，其中一个车用脚踏板的伸缩机构驱动臂上端的转动轴通过传动机构2和电动机3连接(见图1、图3)，需要踏板时，电动机3通过传动机构2带动驱动臂上端的转动轴顺时针转动(初始状态的脚踏板9位置见图9、图10、图11、图12)，带动驱动臂4和支撑臂5顺时针摆动，在实施例1与实施例2中，弧形滑块沿弧形槽6向右向下滑动，而在实施例3与实施例4中，弧形滑块沿弧形槽6向上滑动，踏板9向左、向下运动，当弧形滑块沿弧形槽6滑动到极限位置时，驱动臂4和支撑臂5完成顺时针摆动，处于和地面基本垂直的状态，脚踏板9位于安装支座1的左侧，并处于基本水平的状态(见图1、图3、图5、图7)，此时车用脚踏板的伸缩机构完成了从收拢状态到伸出状态的转换过程。需要将脚踏板9收拢时，电动机3反转，通过传动机构2带动驱动臂4上端的转动轴逆时针转动(初始状态的脚踏板9位置见图1、图3、图5、图7)，带动驱动臂4和支撑臂5逆时针摆动，在实施例1与实施例2中，弧形滑块沿弧形槽6向上向左滑动，而在实施例3与实施例4中，弧形滑块沿弧形槽6向下滑动，踏板9向右、向上运动，当弧形滑块沿弧形槽6滑动到另一极限位置时，驱动臂4和支撑臂5完成逆时针摆动，处于基本水平的状态，脚踏板9位于安装支座1的下侧并靠近安装支座1，也处于基本水平的状态(见图9、图10、图11、图12)，此时车用脚踏板的伸缩机构完成了从伸出状态收拢状态到的转换过程。

Claims (11)

1.一种车用脚踏板的伸缩机构，由安装支座、踏板支座及连接安装支座与踏板支座的驱动臂和支撑臂组成，驱动臂的两端分别与安装支座和踏板支座铰接，支撑臂的上端和安装支座铰接，其特征是：所述的支撑臂(5)的下端与踏板支座(8)形成滑动连接，支撑臂(5)的下端部设有弧形槽(6)，踏板支座(8)上设有凸体(7)，凸体(7)与弧形槽(6)形成滑动配合，弧形槽(6)的弧长大于凸体(7)的弧长，所述凸体(7)为弧形滑块或弧形排列的柱状体，驱动臂(4)与支撑臂(5)为中空的框形结构，支撑臂(5)的下端设置在踏板支座(8)的内侧时，弧形滑块或弧形排列的柱状体嵌入踏板支座(8)的内侧，支撑臂(5)的下端设置在踏板支座(8)的外侧时，弧形滑块或弧形排列的柱状体嵌入在踏板支座(8)的外侧。
2.根据权利要求1所述的车用脚踏板的伸缩机构，其特征在于所述的踏板支座(8)的下端设有踏板槽(10)，踏板(9)固定在踏板槽(10)上，踏板(9)在伸出状态时，凸体(7)位于弧形槽(6)靠近支撑臂(5)下端的位置，踏板(9)在收拢状态时，凸体(7)位于弧形槽(6)的另一端。
3.根据权利要求1所述的车用脚踏板的伸缩机构，其特征在于所述弧形槽(6)靠近两端部分的曲率半径小于中间部分的曲率半径，弧形槽(6)的两端部设有缓冲垫(12)。
4.根据权利要求1或2或3所述的车用脚踏板的伸缩机构，其特征在于所述弧形槽(6)的曲率中心(11)位于驱动臂(4)上两铰接轴中心连线延长线的指向支撑臂的一侧，踏板(9)在伸出状态时，驱动臂(4)上两铰接轴中心连线与踏板支座(8)上铰接轴心和曲率中心(11)的连线之间的夹角是大于150度，小于175度。
5.根据权利要求1所述的车用脚踏板的伸缩机构，其特征在于所述的支撑臂(5)的下端为弧形结构，其弧面的曲率中心与弧形槽(6)的曲率中心(11)重叠，弧形结构和其上部的框形结构之间为圆弧过渡。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的车用脚踏板的伸缩机构，其特征在于所述的踏板支座(8)的上部结构为圆柱形，圆柱形的大小和支撑臂(5)下端弧形结构外侧的弧面相适配，圆柱形的圆心处为空心结构，弧形槽(6)的曲率中心(11)在踏板支座(8)上圆柱形的圆心线上。
7.一种车用脚踏板的伸缩机构，由安装支座、踏板支座及连接安装支座与踏板支座的驱动臂和支撑臂组成，驱动臂的两端分别与安装支座和踏板支座铰接，支撑臂的上端和安装支座铰接，其特征是：所述的支撑臂(5)的下端与踏板支座(8)形成滑动连接，踏板支座(8)上设有弧形槽(6′)，支撑臂(5)的下端设有凸体(7′)，凸体(7′)与弧形槽(6′)形成滑动配合，弧形槽(6′)的弧长大于凸体(7′)的弧长，所述凸体(7′)为弧形滑块或弧形排列的柱状体，驱动臂(4)与支撑臂(5)为中空的框形结构，支撑臂(5)的下端设置在踏板支座(8)的内侧时，弧形滑块或弧形排列的柱状体嵌入支撑臂(5)下端的外侧，支撑臂(5)的下端设置在踏板支座(8)的外侧时，弧形滑块或弧形排列的柱状体嵌入支撑臂(5)下端的内侧。
8.根据权利要求7所述的车用脚踏板的伸缩机构，其特征在于所述踏板支座(8)的下端设有踏板槽(10)，踏板(9)固定在踏板槽(10)上，踏板(9)在收拢状态时，凸体(7′)位于弧形槽(6′)靠近踏板槽(10)的一端，踏板(9)在伸出状态时，凸体(7′)位于弧形槽(6′)的另一端。
9.根据权利要求7所述的车用脚踏板的伸缩机构，其特征在于所述弧形槽(6′)靠近两端部分的曲率半径小于中间部分的曲率半径，弧形槽(6′)的上下两端部设有缓冲垫(12)。
10.根据权利要求7或8或9所述的车用脚踏板的伸缩机构，其特征在于所述弧形槽(6′)的曲率中心(11′)位于驱动臂(4)上两铰接轴中心连线延长线的指向支撑臂的一侧，踏板(9)在伸出状态时，驱动臂(4)上两铰接轴中心连线与踏板支座(8)上铰接轴心和曲率中心(11′)的连线之间的夹角是大于150度，小于175度。
11.根据权利要求7或8或9所述的车用脚踏板的伸缩机构，其特征在于所述的踏板支座(8)的上部结构呈圆柱形，弧形槽(6′)曲率中心(11′)与圆柱形的圆心重叠，圆柱形的圆心处为空心结构。
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