CN112721882B - 一种制动踏板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制动踏板，属于汽车技术领域。它解决了现有的制动踏板在制动过程中踏板杠杆比的变化率较小的问题。本制动踏板，包括踏板支架、踏板臂、连杆、摆臂和助力器推杆，踏板臂通过铰接轴一与踏板支架铰接连接，摆臂的下端通过铰接轴二与踏板支架铰接连接，助力器推杆的一端通过铰接轴三与摆臂的上端铰接连接，摆臂开设有圆弧形槽，连杆的一端具有滑动设置在圆弧形槽内并能够推动摆臂摆动的驱动件，连杆的另一端固定在踏板臂上。本制动踏板能提高车辆制动***性能、降低制动距离和优化制动踏板感。

Description

一种制动踏板
技术领域
本发明属于汽车技术领域，特指一种制动踏板。
背景技术
制动踏板是驾驶员与整车人机闭环***中的重要一环，驾驶员通过制动踏板感知车辆制动感觉，并控制车辆制动强度，传统制动踏板的踏板臂直接与助力器推杆连接，机构的运动过程为驾驶员踩下制动踏板，踏板臂绕固定点转动，直接推动助力器推杆，实现踏板力的传递。因此，当踏板结构设计定型后，在整个踏板行程过程中杠杆比为一固定值，因制动***空行程及初始制动***管路压力小等因素，踏板初始阶段踏板力较小，但是行程较大，导致制动力响应不及时，车辆制动距离增加，而后阶段踏板力大，但是行程较小，进而导致整车制动时踏板感状态较差。
目前，中国专利网公开了一种防侵入可变杠杆比的制动踏板【授权公告号：CN206954209U】，包括踏板、与踏板相连接的踏板臂以及踏板安装支架，还包括二力杆、摆杆、助力器推杆、防侵支架，踏板臂的上端通过第一转轴与防侵支架的下端相连接，防侵支架的上端固定，踏板臂的上部一侧通过第一销轴与二力杆的右端相连接，二力杆的左端通过第二销轴与摆杆相连接，摆杆的下端与踏板安装支架通过转轴固定，摆杆的最上端与助力器推杆通过第三销轴相连接，摆杆的上端右侧设置有朝向防侵支架延伸的支撑臂，支撑臂的右端与防侵支架相接触。第一转轴与踏板之间的距离为Ra，第一转轴与第二销轴之间的距离为Rb，第二转轴与第三销轴之间的距离为Rc，第二转轴与第二销轴之间的距离为Rd，制动踏板杠杆比为
Figure BDA0002924427120000021
制动踏板在工作过程中，第一转轴与踏板之间的距离Ra、第二转轴与第三销轴之间的距离Rc、第二转轴与第二销轴之间的距离Rd均不变，仅第一转轴与第二销轴之间的距离Rb发生变化，因此制动踏板杠杆比为反比例函数，当第一转轴与第二销轴之间的距离Rb变大时，制动踏板杠杆比变小，当第一转轴与第二销轴之间的距离Rb变小时，制动踏板杠杆比变大，但是在整个制动过程中，第一转轴与第二销轴之间的距离Rb变化非常小，进而使得整个制动踏板杠杆比的变化范围非常有限，进而与传统踏板结构的相比，整车制动过程中的制动响应和踏板感状态变化并无十分明显的差异，对踏板感状态的改善远远不足。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种制动踏板，本发明所要解决的技术问题是：如何解决在制动过程中踏板杠杆比变化范围较小的问题。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种制动踏板，包括踏板支架、踏板臂、连杆、摆臂和助力器推杆，所述踏板臂通过铰接轴一与踏板支架铰接连接，所述摆臂的下端通过铰接轴二与踏板支架铰接连接，所述助力器推杆的一端通过铰接轴三与摆臂的上端铰接连接，其特征在于，所述摆臂开设有圆弧形槽，所述连杆的一端具有滑动设置在圆弧形槽内并能够推动摆臂摆动的驱动件，所述连杆的另一端固定在踏板臂上。
本结构中，踏板臂的转动半径为Ra，铰接轴一与驱动件之间的直线距离为Rb，铰接轴二与铰接轴三之间的直线距离为Rc，铰接轴二与驱动件之间的直线距离为Rd，制动踏板杠杆比为
Figure BDA0002924427120000031
驾驶员脚踩踏板，使得踏板臂向前摆动，由于连杆的另一端与踏板臂连接并且使得连杆定位在踏板臂上，连杆随踏板臂同步动作，连杆整体向前移动，同时连杆与摆臂相连接的一端向上抬起，使得驱动件沿着圆弧形槽向上滑动，进而推动摆臂向前摆动，带动助力器推杆向前移动。在整个制动过程中，踏板臂的转动半径Ra、铰接轴一与驱动件之间的直线距离Rb、铰接轴二与铰接轴三之间的直线距离Rc均不变，由于驱动件沿着圆弧形槽向上滑动，而铰接轴二位置始终保持不变，使得铰接轴二与驱动件之间的直线距离Rd逐渐变大，进而使得制动踏板杠杆比逐渐变大，本结构中的铰接轴二与驱动件之间的直线距离Rd变化范围远大于现有技术中第一转轴与第二销轴之间的距离Rb的变化范围，并且本结构的制动踏板杠杆比是与Rd相关的正比例函数，当铰接轴二与驱动件之间的直线距离Rd越大时，制动踏板杠杆比越大，进而显著提高了踏板杠杆比的变化范围，明显改善整车制动过程中的踏板感状态变化，提高车辆制动***性能、降低制动距离和优化制动踏板感。
在上述的一种制动踏板中，所述圆弧形槽沿摆臂的长度方向设置，并且圆弧形槽的外凸侧朝向连杆。
通过本结构的设置，踏板臂向前摆动的过程中，保证驱动件沿着圆弧形孔或圆弧形槽向上滑动，进而使得连杆与摆臂相连接的一端向上抬起。
在上述的一种制动踏板中，所述连杆呈向下倾斜设置，所述连杆与摆臂相连接的一端朝下。通过本结构的设置，在踏板臂向前摆动的初始阶段，此时连杆呈向下倾斜设置，踏板杠杆比较小，可有效较小踏板行程，实现快速制动；在踏板臂向前摆动的中段，此时连杆呈水平状态，踏板杠杆变大，此时可施加最小的踏板力即可获得更大的制动效能；在踏板臂向前摆动的后段，此时连杆呈向上倾斜设置，制动所需的踏板力逐渐增大，使得踏板感状态得到显著改善。
在上述的一种制动踏板中，所述驱动件为销轴，所述销轴插设在圆弧形槽内。通过本结构的设置，踏板臂向前摆动的过程中，销轴沿着圆弧形槽向上滑动的同时还推动摆臂向前摆动。
在上述的一种制动踏板中，本制动踏板还包括嵌设在圆弧形槽内的呈圆弧形的塑料件，所述塑料件上开设有圆弧形滑道，所述销轴穿过圆弧形滑道设置。通过本结构的设置，销轴沿着圆弧形滑道滑动，避免销轴与圆弧形孔的孔壁直接接触导致销轴和圆弧形孔的孔壁极易磨损，当圆弧形滑道的内壁磨损后，将塑料件从圆弧形孔取出，更换上新的塑料件即可。
在上述的一种制动踏板中，所述圆弧形滑道与销轴相贴靠的内壁上开设有储油槽，所述储油槽沿圆弧形滑道的弧形方向设置。通过本结构的设置，制动踏板完成装配后，在储油槽内填充润滑油，对销轴在圆弧形滑道内的滑动提供润滑，使得销轴的滑动更加顺畅，同时也降低了销轴和塑料件的磨损。
在上述的一种制动踏板中，本制动踏板还包括铰接轴四、铰接轴五和固定支架，所述连杆的一端通过铰接轴四与踏板臂连接，所述固定支架的上端固定在铰接轴一或踏板臂上，所述连杆的中部通过铰接轴五与固定支架的下端连接。通过本结构的设置，踏板臂、固定支架和连杆呈三角形结构，三角形具有稳定性，使得连杆不会绕着铰接轴四发生转动，当踏板臂向前摆动时，固定支架随踏板臂同步摆动，连杆整体向前移动，同时销轴沿着圆弧形槽向上滑动，使得连杆与摆臂相连接的一端向上抬起；另外，固定支架还对连杆起到支撑和加强结构强度的作用，避免连杆发生折断。
在上述的一种制动踏板中，所述固定支架包括呈倒U形的架体，所述架体固定在铰接轴一上，所述架体的两外端均具有夹臂，两夹臂呈V形设置，所述夹臂的外端均具有安装板，两安装板均连接在铰接轴五上。通过本结构的设置，进一步提高了连杆的结构强度，使得连杆不易发生断裂，保证连杆的运动稳定。
在上述的一种制动踏板中，所述架体相对的两侧均开设有具有缺口的安装孔，所述铰接轴一的两端均嵌设在相应的安装孔内。通过本结构的设置，固定支架在铰接轴一上的安装方便。
在上述的一种制动踏板中，所述连杆包括杆部，所述杆部的两端具有连接块，两个连接块上均开设有让位槽，所述摆臂至少部分位于其中一个让位槽内，所述驱动件固定在连杆的一端并且该驱动件穿过让位槽设置；所述踏板臂至少部分位于另一个让位槽内，所述铰接轴四穿过踏板臂和该让位槽设置。通过本结构的设置，连杆与踏板臂、摆臂的连接稳定，并且连杆具有较好的结构强度，使得连杆能够更好的受力。
与现有技术相比，本发明的制动踏板具有以下优点：在整个制动过程中，踏板臂的转动半径Ra、铰接轴一与驱动件之间的直线距离Rb、铰接轴二与铰接轴三之间的直线距离Rc均不变，由于驱动件沿着圆弧形槽向上滑动，而铰接轴二位置始终保持不变，使得铰接轴二与驱动件之间的直线距离Rd逐渐变大，进而使得制动踏板杠杆比逐渐变大，本结构中的铰接轴二与驱动件之间的直线距离Rd变化范围远大于现有技术中第一转轴与第二销轴之间的距离Rb的变化范围，并且本结构的制动踏板杠杆比是与Rd相关的正比例函数，当铰接轴二与驱动件之间的直线距离Rd越大时，制动踏板杠杆比越大，进而显著提高了踏板杠杆比的变化范围，明显改善整车制动过程中的踏板感状态变化，提高车辆制动***性能、降低制动距离和优化制动踏板感。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明卸去踏板支架的右视图。
图3是本发明卸去踏板支架的立体结构示意图。
图4是本发明卸去踏板支架的结构示意图。
图5是本发明固定支架的立体结构示意图。
图中，1、踏板支架；2、踏板臂；3、连杆；30、杆部；31、连接块；31a、让位槽；4、摆臂；40、圆弧形槽；5、助力器推杆；6、铰接轴一；7、铰接轴二；8、固定支架；80、架体；81、夹臂；82、安装板；83、安装孔；83a、缺口；9、销轴；10、铰接轴三；11、塑料件；11a、圆弧形滑道；11b、储油槽；12、铰接轴四；13、铰接轴五。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
如图1、图2和图3所示，本制动踏板，包括踏板支架1、踏板臂2、连杆3、摆臂4和助力器推杆5，踏板臂2通过铰接轴一6与踏板支架1铰接连接，摆臂4的下端通过铰接轴二7与踏板支架1铰接连接，助力器推杆5的一端通过铰接轴三10与摆臂4的上端铰接连接，摆臂4开设有圆弧形槽40，圆弧形槽40沿摆臂4的长度方向设置，圆弧形槽40的外凸侧朝向连杆3，连杆3呈向下倾斜设置，连杆3与摆臂4相连接的一端朝下；连杆3的一端连接有驱动件，本实施例驱动件为销轴9，销轴9穿设在圆弧形槽40内，本制动踏板还包括铰接轴四12、铰接轴五15和固定支架8，连杆3的另一端通过铰接轴四12与踏板臂2连接，固定支架8的上端固定在铰接轴一6或踏板臂2上，连杆3的中部通过铰接轴五15与固定支架8的下端连接。
踏板臂2、固定支架8和连杆3呈三角形结构，三角形具有稳定性，使得连杆3不会绕着铰接轴四12发生转动，驾驶员脚踩踏板，使得踏板臂2向前摆动，固定支架8和连杆3随踏板臂2同步运动，连杆3整体向前移动，同时销轴9沿着圆弧形槽40向上滑动，使得连杆3与摆臂4相连接的一端向上抬起，进而推动摆臂4向前摆动，带动助力器推杆5向前移动。如图4所示，踏板臂2的转动半径为Ra，铰接轴一6与销轴9之间的直线距离为Rb，铰接轴二7与铰接轴三10之间的直线距离为Rc，铰接轴二7与销轴9之间的直线距离为Rd，制动踏板杠杆比为
Figure BDA0002924427120000071
在整个制动过程中，踏板臂2的转动半径Ra、铰接轴一6与销轴9之间的直线距离Rb、铰接轴二7与铰接轴三10之间的直线距离Rc均不变，由于销轴9沿着圆弧形槽40向上滑动，而铰接轴二7位置始终保持不变，使得铰接轴二7与销轴9之间的直线距离Rd逐渐变大，进而使得制动踏板杠杆比逐渐变大，本结构中的铰接轴二7与销轴9之间的直线距离Rd变化范围远大于现有技术中第一转轴与第二销轴之间的距离Rb的变化范围，并且本结构的制动踏板杠杆比是与Rd相关的正比例函数，当铰接轴二7与销轴9之间的直线距离Rd越大时，制动踏板杠杆比越大，进而显著提高了踏板杠杆比的变化范围，明显改善整车制动过程中的踏板感状态变化，提高车辆制动***性能、降低制动距离和优化制动踏板感。
另外，在踏板臂2向前摆动的初始阶段，此时连杆3呈向下倾斜设置，踏板杠杆比较小，可有效较小踏板行程，实现快速制动；在踏板臂2向前摆动的中段，此时连杆3呈水平状态，踏板杠杆变大，此时可施加最小的踏板力即可获得更大的制动效能；在踏板臂2向前摆动的后段，此时连杆3呈向上倾斜设置，制动所需的踏板力逐渐增大，使得踏板感状态得到显著改善。
如图3和图5所示，固定支架8包括呈倒U形的架体80，架体80固定在铰接轴一6上，架体80的两外端均具有夹臂81，两夹臂81呈V形设置，夹臂81的外端均具有安装板82，两安装板82均连接在铰接轴五15上；架体80相对的两侧均开设有具有缺口83a的安装孔83，铰接轴一6的两端均嵌设在相应的安装孔83内。
如图1、图2和图3所示，连杆3包括杆部30，杆部30的两端具有连接块31，两个连接块31上均开设有让位槽31a，摆臂4至少部分位于其中一个让位槽31a内，销轴9固定在连杆3的一端并且该销轴9穿过让位槽31a设置；踏板臂2至少部分位于另一个让位槽31a内，铰接轴三10穿过踏板臂2和该让位槽31a设置。
如图2和图3所示，本制动踏板还包括嵌设在圆弧形槽40内的呈圆弧形的塑料件11，塑料件11上开设有圆弧形滑道11a，销轴9穿过圆弧形滑道11a设置，在制动的过程中，销轴9沿着圆弧形滑道11a滑动，避免销轴9与圆弧形槽40的孔壁直接接触导致销轴9和圆弧形槽40的孔壁极易磨损，当圆弧形滑道11a的内壁磨损后，将塑料件11从圆弧形槽40取出，更换上新的塑料件11即可；圆弧形滑道11a与销轴9相贴靠的内壁上开设有储油槽11b，储油槽11b沿圆弧形滑道11a的弧形方向设置，制动踏板完成装配后，在储油槽11b内填充润滑油，对销轴9在圆弧形滑道11a内的滑动提供润滑，使得销轴9的滑动更加顺畅，同时也降低了销轴9和塑料件11的磨损。
实施例2
本实施例与上述实施例1的内容基本相同，区别在于：本实施例中的驱动件包括设置在连杆3上的转轴和套设在转轴上的滚轮，滚轮位于圆弧形槽40内，并且滚轮沿着圆弧形槽40的槽壁滚动。
实施例3
本实施例与上述实施例1的内容基本相同，区别在于：本实施例取消固定支架8，并将连杆3的一端采用焊接的方式或其它固定连接的方式固定在踏板臂2上。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种制动踏板，包括踏板支架(1)、踏板臂(2)、连杆(3)、摆臂(4)和助力器推杆(5)，所述踏板臂(2)通过铰接轴一(6)与踏板支架(1)铰接连接，所述摆臂(4)的下端通过铰接轴二(7)与踏板支架(1)铰接连接，所述助力器推杆(5)的一端通过铰接轴三(10)与摆臂(4)的上端铰接连接，其特征在于，所述摆臂(4)开设有圆弧形槽(40)，所述连杆(3)的一端具有滑动设置在圆弧形槽(40)内并能够推动摆臂(4)摆动的驱动件，所述连杆(3)的另一端固定在踏板臂(2)上，本制动踏板还包括铰接轴四(12)、铰接轴五(15)和固定支架(8)，所述连杆(3)的一端通过铰接轴四(12)与踏板臂(2)连接，所述固定支架(8)的上端固定在铰接轴一(6)或踏板臂(2)上，所述连杆(3)的中部通过铰接轴五(15)与固定支架(8)的下端连接。
2.根据权利要求1所述的一种制动踏板，其特征在于，所述圆弧形槽(40)沿摆臂(4)的长度方向设置，并且圆弧形槽(40)的外凸侧朝向连杆(3)。
3.根据权利要求2所述的一种制动踏板，其特征在于，所述连杆(3)呈向下倾斜设置，所述连杆(3)与摆臂(4)相连接的一端朝下。
4.根据权利要求1所述的一种制动踏板，其特征在于，所述驱动件为销轴(9)，所述销轴(9)插设在圆弧形槽(40)内。
5.根据权利要求4所述的一种制动踏板，其特征在于，本制动踏板还包括嵌设在圆弧形槽(40)内的呈圆弧形的塑料件(11)，所述塑料件(11)上开设有圆弧形滑道(11a)，所述销轴(9)插设在圆弧形滑道(11a)内。
6.根据权利要求5所述的一种制动踏板，其特征在于，所述圆弧形滑道(11a)与销轴(9)相贴靠的内壁上开设有储油槽(11b)，所述储油槽(11b)沿圆弧形滑道(11a)的弧形方向设置。
7.根据权利要求1所述的一种制动踏板，其特征在于，所述固定支架(8)包括呈倒U形的架体(80)，所述架体(80)固定在铰接轴一(6)上，所述架体(80)的两外端均具有夹臂(81)，两夹臂(81)呈V形设置，所述夹臂(81)的外端均具有安装板(82)，两安装板(82)均连接在铰接轴五(15)上。
8.根据权利要求7所述的一种制动踏板，其特征在于，所述架体(80)相对的两侧均开设有具有缺口(83a)的安装孔(83)，所述铰接轴一(6)的两端均嵌设在相应的安装孔(83)内。
9.根据权利要求1所述的一种制动踏板，其特征在于，所述连杆(3)包括杆部(30)，所述杆部(30)的两端具有连接块(31)，两个连接块(31)上均开设有让位槽(31a)，所述摆臂(4)至少部分位于其中一个让位槽(31a)内，所述驱动件固定在连杆(3)的一端并且驱动件穿过让位槽(31a)设置；所述踏板臂(2)至少部分位于另一个让位槽(31a)内，所述铰接轴四(12)穿过踏板臂(2)和该让位槽(31a)设置。
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