CN102822020B - 用于电子制动系统的踏板组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机械制动设备，其包括支架（20）和由支架（20）支撑的踏板臂（40）。支架（20）和踏板臂（40）之一具有凸轮体（72）。踏板臂（40）和支架（20）中的另一个具有凸轮随动件（64）。凸轮体（72）和凸轮随动件（64）之一是可旋转的。凸轮偏置件（86）互连凸轮体（72）和凸轮随动件（64）中可旋转的一个到支架（20）和踏板臂（40）之一。当踏板臂（40）朝向支架（20）移动时，凸轮随动件（64）沿着凸轮体（72）移动，压缩凸轮偏置件（86）从而模拟纯机械制动系统的感触。在某些实施例中，支架（20）具有凸轮体（72），然而在其他实施例中，踏板臂（40）具有凸轮体。在某些实施例中，凸轮体（72）旋转，然而在其他实施例中，凸轮随动件（64）旋转。

Description

用于电子制动系统的踏板组件

相关申请的交叉参考

本申请要求2010年2月4日提交的申请号为61/337,500的专利申请的权益。

技术领域

一种用于模拟纯机械制动系统的感触的设备。

背景技术

用于模拟纯机械制动系统的感触的电力机械系统在现有技术中是众所周知的。例如，这些系统和“线控制动”技术一起使用。在“线控制动”中，制动力与来自跟踪制动踏板的位置的传感器的数据相关，取代的是在纯机械系统中，车辆操作者的双脚在制动踏板上的力导致主汽缸内的流体压力。

例如，Crombez等人的美国专利7,748,792公开了当以“线控制动”操作车辆时，用于模拟机械系统的感触的系统。该系统包括支架以及由支架可移动地支撑的踏板臂。弹簧提供阻止踏板臂朝向所述支架的移动的阻力，然而，提供的阻力不复制纯机械系统的阻力。

同样众所周知的，凸轮随动件抵靠可旋转的凸轮体被偏置。例如，典型的内燃发动机包括抵靠可旋转的凸轮体被偏置的凸轮随动件，从而打开和关闭燃烧室的阀。凸轮随动件延伸至凸轮体。凸轮偏置件偏置抵靠凸轮主体的凸轮随动件。

发明内容

支架和踏板臂由所述支架可移动地支撑。支架和踏板臂之一具有凸轮体。支架和踏板臂中的另一个具有凸轮随动件。凸轮偏置件将凸轮体和凸轮随动件之一与支架和踏板臂之一互连，从而偏置凸轮随动件和凸轮体抵靠彼此。凸轮体和凸轮随动件之一可旋转。凸轮偏置件将凸轮体和凸轮随动件中可旋转的一个互连到支架和踏板臂中的一个。当所述踏板臂朝向所述支架移动以便模拟纯机械制动系统的感触时，凸轮随动件克服所述凸轮偏置件的阻力沿凸轮体渐进地(progressively)移动。

附图说明

由于参考以下结合附图考虑的具体实施方式可更好地理解本发明，因而将易于理解本发明的其他优点，其中：

图1是一个图表，当在纯机械系统中踏板臂接近支架时，该图表以根据本发明的设备的三次试验(three trial)比较克服踏板臂朝向支架移动的阻力。

图2是根据本发明的第一实施例的设备的透视图。

图3是根据本发明的第一实施例的设备的背面透视图。

图4是根据本发明的第一实施例的设备的侧视图。

图5是根据本发明的第一实施例的位置传感器。

图6是根据本发明的第二实施例的设备的透视图。

图7是根据本发明的第二实施例的设备的局部截面侧视图。

图8是根据本发明的第三实施例的设备的透视图。

图9是根据本发明的第四实施例的设备的透视图。

图10是根据本发明的第四实施例的设备的侧视图。

具体实施方式

参考图2-5，其中相同标记在若干视图中均指示相应的部件，用于模拟纯机械制动系统的感触的设备包括支架120，其包括具有下端124和上端126的中央平面部分122。下端124限定允许制动杆(未示出)经过其中的开孔128。支架120包括彼此隔开的左臂130和右臂132，并且左臂130和右臂132中的每个均从上端126垂直地向上延伸。左臂和右臂130、132中的每个均具有凸缘(flange)134，该凸缘自所述左臂和右臂中的一个垂直地延伸，从而将支架120固定到车辆的防火墙(未示出)。

左臂和右臂130、132中的每个限定垂直地延伸经过的枢轴孔洞136。每个枢轴孔洞136沿着枢轴线A彼此同心。枢轴杆137延伸穿过每个枢轴孔洞136且由每个枢轴孔洞136支撑。枢轴管道138环绕枢轴杆且由枢轴杆可旋转地支撑。踏板臂140在近端142和远端144之间延伸，该近端固定到左臂130和右臂132之间的枢轴管道138。踏板臂140的远端144具有固定其中的衬垫146。

在第一实施例中，如图2示出的设备，右臂132限定传感器插槽148。传感器插槽148是弓形的且与枢轴轴线A同心。所述设备包括位置传感器150，且该传感器的例子是由KSR制造且在美国专利7,221,154中公开的类型的非接触型位置传感器。该位置传感器150具有设置在传感器插槽148中的传感器随动件152。踏板返回杆154垂直地从踏板臂140延伸且与枢轴轴线A平行。踏板返回弹簧156从支架120的中央平面部分122延伸至踏板返回杆154，从而使踏板臂140偏置到原位置。踏板返回弹簧156具有设置在踏板返回杆154和踏板返回弹簧156之间的鞍状物(saddle)158，从而允许踏板返回杆154和踏板返回弹簧156之间的相对旋转。

止动臂160自踏板臂140延伸。止动支架162自右臂132延伸并且与踏板臂140的原位置中的止动臂160接合，从而阻止踏板臂140的移动超过原位置。凸轮随动件164是圆柱形且垂直地自踏板臂140延伸，且与枢轴轴线A平行。支架120包括凸轮支撑件166，其自与右臂132相邻的支架120的下端124向上垂直地延伸。凸轴168是圆柱形且自凸轮支撑件166且朝向踏板臂140垂直地延伸。凸轮支撑件166包括自凸轴168向外延伸的凸轮销钉170。

凸轮体172在铰接固定到凸轮销钉170的枢轴端174并通过凹点176至行进端178之间弓形地延伸，从而呈现新月状物，具有凸起的内表面180，以及与凹入的内表面180相反的凸轮表面182。凸轮表面182可滑动地抵靠凸轮随动件164设置。凸轮体172具有设置为与凹点176相邻的下端锚件184。下端锚件184自内表面180径向地向外延伸。凸轮拉动件190是互连支架120的下端124和下端锚件184的弹簧，从而拉动凸轮体172的凸轮表面182使其抵靠凸轮随动件164。凸轮体172具有设置在凹点176和行进端178之间的上端锚件188。上端锚件188自内表面180垂直地延伸且与枢轴轴线A平行。凸轮偏置件186是将支架120的上端126互连到上端锚件188的弹簧，从而拉动凸轮体172的凸轮表面182抵靠凸轮随动件164。

凸轮随动件164接触凸轮体172的凸轮表面182，凸轮体172与踏板臂140的原位置处的枢轴端174相邻。当踏板臂140与枢轴管道138一起向着支架120旋转从而模拟纯机械制动系统的感触时，凸轮随动件164沿凸轮表面182从相邻的枢轴端174朝向凹点176且然后朝向行进端178渐进地移动，拉伸凸轮偏置件186和凸轮拉动件190。当踏板臂140与枢轴管道138一起旋转离开支架120从而模拟纯机械制动系统的感触时，凸轮随动件164沿凸轮表面182渐进地移动，从而放松凸轮偏置件186和凸轮拉动件190。当凸轮随动件164沿着凸轮表面182向前移动时，该凸轮随动件164从静止位置A移动到第一下压表面B再到第二下压表面C。静止位置A连同第一下压表面B和第二下压表面C一起在图4中沿着凸轮表面182示出。相应地，静止位置A连同第一下压表面B和第二下压表面C及其相应的力在图1中示出。

在第二实施例中，如图6所示的一个实施例，一对扭力弹簧292设置在枢轴管道238周围且在左臂230和右臂232之间。踏板臂240的上端部分242的每一侧上具有扭力弹簧292中的一个。每个扭力弹簧292与踏板臂240以及右臂232和左臂230中不同的一个接合，从而对抗(oppose)踏板臂240绕着枢轴管道238朝向支架220的移动。所述一对弹簧292使踏板臂240偏置到踏板臂240的原位置。

凸轮随动件264自踏板臂240垂直地延伸，且凸轮随动件264与枢轴轴线A平行。支架220包括凸轮支撑件266，其自与左臂230相邻的支架220的下端224延伸。凸轮支撑件266呈现弓形的摩擦表面296。支架220包括凸轮销钉270，其自凸轮支撑件266与枢轴轴线A平行地延伸。

凸轮体272在铰接固定到凸轮销钉270的枢轴端274并且通过凹点276至行进端278之间弓形地延伸，从而限定新月状物和凹入的凸轮表面282。凸轮体272具有鞋状物298，其铰接固定在摩擦表面296和凸轮偏置件286之间的凸轮体272上，从而提供对凸轮体272移动的摩擦阻力。鞋状物298具有铰链端300，其可旋转地连接到凸轮体272的行进端278。鞋状物298自铰链端300延伸至摩擦端302，摩擦端302抵靠摩擦表面296滑动地设置。凸轮体272具有弹簧固定器304，其可旋转地连接到行进端278和凹点276之间的凸轮体272并且设置在凸轮偏置件286和鞋状物298之间。凸轮偏置件286互连支架220的凸轮支撑件266和凸轮体272的弹簧固定器304。

在第三实施例中，如图8示出的一个实施例，支架420具有安装在其上的加速器组件506。一对扭力弹簧492设置在枢轴管道438周围，且在左臂430和右臂432之间。扭力弹簧492之一在踏板臂440的任一侧上，且每个扭力弹簧与踏板臂440和右臂432和左臂430中不同的一个接合，从而对抗踏板臂440绕枢轴管道438朝向支架420的移动并且使踏板臂440偏置到踏板臂440的原位置。

凸轮体472自踏板臂440从与踏板臂440相邻的第一端508沿内表面476弓形地延伸至第二端，从而呈现新月状物。内表面476是凸起的，其面对踏板臂440的远端444，且与内表面476相反的凸轮表面482是凹入的。

支架420包括一对摇杆销钉臂512，该一对摇杆销钉臂512中的每个自支架420的下端向上延伸。每个摇杆销钉臂512限定摇杆销钉孔514，其垂直地延伸通过每个摇杆销钉臂512且与枢轴轴线A平行。每个摇杆销钉孔514彼此同心。支架420包括摇杆销钉516，其可旋转地设置在摇杆销钉孔514中并且在摇杆销钉孔514之间延伸。

凸轮随动件464从枢轴端474延伸到行进端478，该枢轴端474铰接固定到支架420的摇杆销钉516。摇杆臂的行进端478限定弹簧固定器504为盘形。摇杆臂的行进端478也限定一对辊孔518。行进端478具有辊520，其可旋转地设置在凸轮随动件464的辊孔518内。凸轮体472的辊520抵靠凸轮表面482可滑动地设置。凸轮偏置件486是互连支架420和凸轮随动件464的弹簧固定器504的弹簧，从而推动凸轮随动件464使其抵靠凸轮表面482。

在踏板臂440的原位置中，辊520邻近第一端508接触凸轮体472的凸轮表面482。当踏板臂440与枢轴管道438一起朝向支架420旋转以模拟纯机械制动系统的触感时，辊520沿凸轮表面482从邻近第一端508朝向凹点并且然后朝向压缩凸轮偏置件486的第二端510渐进地移动。当踏板臂440绕着枢轴管道438朝向原位置旋转从而模拟纯机械制动系统的感触时，辊520沿凸轮表面482朝着第一端508渐进地移动，从而放松/释放凸轮偏置件486。

如图9示出的第四实施例具有一对扭力弹簧692。每个扭力弹簧692设置在枢轴管道638周围且在左臂630和右臂632之间。扭力弹簧692之一在踏板臂640的任一侧上且各自与踏板臂640以及右臂632和左臂630中不同的一个接合，从而对抗踏板臂640绕着枢轴管道638朝向支架620的移动且使踏板臂640偏置到踏板臂640的原位置。位置传感器650固定到左臂630，从而检测踏板臂640的角位置。开关支架660自踏板臂640延伸，从而启动制动灯开关。止动螺栓722延伸穿过凸轮随动件664和踏板臂640的近端642之间的踏板臂640且与凸轮随动件664相邻，且被固定到支架620，从而防止踏板臂640移动超出踏板臂640的原位置。

凸轮体672自固定到支架620的下端624的第一端708朝向踏板臂640通过凹点676延伸至第二端710。凸轮体672呈现凸轮表面682且凸轮表面682是弓形的。

凸轮随动件664具有枢轴端674，其铰接固定到近端642和远端644之间的踏板臂640，且延伸至行进端678。凸轮随动件664包括辊720，其可旋转地固定在凸轮随动件664的行进端678上且抵靠凸轮表面682可滑动地设置。

偏置U型夹724铰接固定到凸轮随动件664的行进端678。踏板臂640具有偏置固定器726，其铰接安装到凸轮随动件664的枢轴端674和踏板臂640的远端644之间并且自此朝向支架620延伸。凸轮偏置件686互连偏置固定器726和偏置U形夹724。凸轮偏置件686包括推动凸轮随动件664抵靠凸轮表面682的偏置弹簧728，以及用于固定偏置弹簧728的弹簧集合器730。

在踏板臂640的原位置中，凸轮随动件664邻近第二端710接触凸轮体672的凸轮表面682。当踏板臂640和枢轴管道638一起朝向支架620旋转时，凸轮随动件664沿凸轮表面682从邻近第二端710朝向凹点676且然后朝向压缩偏置弹簧728的第一端708渐进地移动。当踏板臂640绕着枢轴管道638朝向原位置旋转从而模拟纯机械制动系统的感触时，凸轮随动件664沿凸轮表面682朝向第一端708渐进地移动，从而放松凸轮偏置件686。

显然，根据以上教导，本发明的许多修改和变型是可行的，且可以在所附权利要求的范围内以不同于上面具体描述的方式实践。前面的这些描述应被解释为涵盖任何组合，其中发明的新颖性具有其实用性。设备权利要求中使用“所述”这个词涉及意图包括在权利要求范围内的肯定陈述的在先对象，而在某个词之前的词“该”不意图包括在权利要求覆盖范围内。此外，权利要求中的参考标记仅为了便利而不应理解为任何形式的限制。

Claims (18)

1.一种用于模拟纯机械制动系统的感触的电机械制动设备，其包括：

支架和由所述支架可移动地支撑的踏板臂，

用于检测所述踏板臂的下压的位置传感器，

所述支架和所述踏板臂中的一个具有的凸轮体，

所述支架和所述踏板臂中的另一个具有的凸轮随动件，

凸轮偏置件，其将所述凸轮体和所述凸轮随动件中的一个互连到所述支架和所述踏板臂中的一个，从而偏置所述凸轮随动件和所述凸轮体使它们彼此抵靠，

所述凸轮体和所述凸轮随动件中的一个是可旋转的，并且所述凸轮偏置件将所述凸轮体和所述凸轮随动件中可旋转的一个互连到所述支架和所述踏板臂中的一个，

所述凸轮体具有静止位置，具有第一曲率半径的第一下压表面以及具有第二曲率半径的第二下压表面，所述第二曲率半径小于所述第一曲率半径，其中当所述凸轮随动件从所述静止位置顺序移动到所述第一下压表面再到所述第二下压表面从而模拟纯机械制动系统的感触时，下压所需的力量增大。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述凸轮随动件自所述踏板臂延伸，且所述凸轮体自所述支架延伸并且是可旋转的，并且所述凸轮偏置件将所述支架互连到所述凸轮体。

3.根据权利要求2所述的设备，其中凸轮拉动件互连所述凸轮体和所述支架，从而拉动凸轮表面抵靠所述凸轮随动件。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述支架包括凸轮支撑件，其自所述支架延伸并且提供凸轴，且所述支架包括凸轮销钉，其自所述凸轴向外延伸且可旋转地支撑所述凸轮体。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述凸轮体在铰接固定到所述凸轮销钉的枢轴端并通过凹点到行进端之间弓形地延伸，从而呈现新月形状，该新月形状具有凹入且可滑动地抵靠所述凸轮随动件设置的凸轮表面，且所述凸轮体具有与所述凹点相邻设置并且自所述凸轮体的内表面径向地向外延伸的下端锚件，且所述凸轮拉动件是互连所述支架和所述凸轮体的所述下端锚件的弹簧，从而推动所述凸轮体的所述凸轮表面使其抵靠所述凸轮随动件，且所述凸轮体具有设置在所述凹点和所述行进端之间的上端锚件，且该上端锚件自所述内表面垂直延伸，且所述凸轮偏置件是弹簧且互连所述支架到所述凸轮体的所述上端锚件。

6.根据权利要求5所述的设备，其中踏板返回杆自所述踏板臂垂直延伸并与所述枢轴轴线平行，且踏板返回弹簧自所述支架延伸至所述踏板返回杆，从而偏置所述踏板臂至原位置，且所述踏板返回弹簧具有设置在所述踏板返回杆和所述踏板返回弹簧之间的鞍状物，从而允许所述踏板返回杆和所述踏板返回弹簧之间的相对旋转，且所述设备包括固定到所述支架的所述位置传感器，用于测量所述踏板臂的位置。

7.根据权利要求2所述的设备，其中所述支架包括凸轮支撑件，其具有摩擦表面且所述凸轮体具有鞋状物，且所述鞋状物铰接固定到所述凸轮体并设置在所述摩擦表面和所述凸轮偏置件之间，从而为所述凸轮体的移动提供摩擦阻力。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述支架包括凸轮销钉，该凸轮销钉自所述凸轮支撑件垂直延伸，且所述凸轮体在铰接固定到所述凸轮销钉的枢轴端和行进端之间弓形地延伸且通过凹点，从而限定呈现凹入的凸轮表面的新月形状，且所述凸轮体具有弹簧固定器，该弹簧固定器在所述行进端和所述凹点之间可旋转地连接到所述凸轮体，且所述弹簧固定器设置在所述凸轮偏置件和所述鞋状物之间，且所述凸轮偏置件互连所述支架的所述凸轮支撑件到所述凸轮体的所述弹簧固定器，从而推动所述凸轮随动件使其抵靠所述凸轮表面。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述凸轮随动件自所述踏板臂延伸并且平行于所述枢轴轴线，且所述摩擦表面是弓形的，所述鞋状物具有铰链端，该铰链端在所述行进端处可旋转地连接到所述凸轮体，且所述鞋状物自所述铰链端延伸至摩擦端，该摩擦端抵靠所述摩擦表面可滑动地设置，且所述凸轮偏置件是互连所述凸轮支撑件和所述弹簧固定器的弹簧，从而推动所述凸轮体抵靠所述凸轮随动件，并且按压所述鞋状物的所述摩擦端抵靠所述凸轮支撑件的所述摩擦表面。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述凸轮随动件是可旋转的且自所述支架延伸，且所述凸轮体自所述踏板臂延伸，且所述凸轮偏置件互连所述支架到所述凸轮随动件。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述凸轮随动件自铰接固定到所述支架的枢轴端延伸到行进端，且所述行进端具有辊，且所述凸轮随动件的所述辊抵靠所述凸轮体可滑动地设置，且所述行进端具有弹簧固定器，且所述凸轮偏置件在所述支架和所述凸轮随动件的所述弹簧固定器之间延伸。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述支架具有安装在其上的加速器组件，且所述凸轮体自所述踏板臂在与所述踏板臂相邻的第一端和通过凹点至第二端之间弓形地延伸，从而呈现具有凹入的凸轮表面的新月状物，且所述支架包括一对摇杆销钉臂，每个摇杆销钉臂自所述支架向上延伸且所述支架包括由所述摇杆销钉臂可旋转支撑的摇杆销钉，所述凸轮随动件的所述枢轴端铰接固定到所述支架的所述摇杆销钉，且所述凸轮随动件的所述行进端限定碟状的弹簧固定器。

13.根据权利要求1所述的设备，其中所述凸轮随动件是可旋转的且自所述踏板臂延伸，且所述凸轮体自所述支架延伸，且所述凸轮偏置件互连所述踏板臂和所述凸轮随动件。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述凸轮随动件自铰接固定到所述踏板臂的枢轴端延伸至行进端，且所述行进端具有辊，且所述凸轮随动件的所述辊抵靠所述凸轮体可滑动地设置，且所述凸轮偏置件在所述踏板臂和所述凸轮随动件的所述行进端之间延伸。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述凸轮体自固定到所述支架的第一端通过凹点并朝向所述踏板臂延伸至第二端，且所述凸轮体呈现弓形的凸轮表面，且偏置U形夹铰接安装到所述凸轮随动件的所述行进端，且所述踏板臂具有铰接固定至其的偏置固定器，且所述偏置固定器自此朝向所述支架延伸，且所述凸轮偏置件互连所述偏置固定器和所述偏置U形夹且包括用于推动所述凸轮随动件使其抵靠所述凸轮表面的偏置弹簧以及用于固定所述偏置弹簧的弹簧集合器。

16.根据权利要求15所述的设备，其中位置传感器固定到所述支架，用于检测所述踏板臂的角位置，且止动螺栓延伸通过所述凸轮随动件的所述枢轴端和所述踏板臂的近端之间的所述踏板臂，且与所述凸轮随动件相邻，且固定到所述支架，从而防止所述踏板臂移动超出所述踏板臂的原位置，由此在所述踏板臂的原位置中，所述凸轮随动件邻近所述第二端接触所述凸轮体的所述凸轮表面。

17.根据权利要求1所述的设备，其中所述支架包括具有下端和上端的中央平面部分，且所述下端限定开孔以允许制动杆经过其中，且所述支架包括彼此隔开的左臂和右臂，且所述左臂和右臂中的每个从所述上端垂直向上延伸，并且所述左臂和右臂中的每个具有凸缘，该凸缘自此垂直延伸以将所述支架安装到车辆的防火墙，且所述左臂和右臂中的每个限定垂直延伸经过的枢轴孔，且每个所述枢轴孔沿枢轴轴线彼此同心，且所述支架包括由每个所述枢轴孔支撑且延伸穿过每个所述枢轴孔的枢轴杆，以及环绕所述枢轴杆且由所述枢轴杆可旋转地支撑的枢轴管道，且所述踏板臂在固定到所述左臂和所述右臂之间的所述枢轴管道的近端和具有固定至其的衬垫的远端之间延伸。

18.根据权利要求17所述的设备，其中一对扭力弹簧设置在所述枢轴管道周围且在所述左臂和所述右臂之间，且所述扭力弹簧中的一个在所述踏板臂的每一侧上，且每个扭力弹簧与所述踏板臂以及所述右臂和所述左臂中不同的一个接合，从而对抗所述踏板臂朝着所述支架的旋转，且使所述踏板臂偏置到所述踏板臂的原位置。