[发明专利]一种智能人机交互式汽车油门踏板装置

权利要求书

1.一种智能人机交互式汽车油门踏板装置，其特征在于：包括踏板支架以及由踏板转轴、第一带轮、角位移传感器、油门踏板与复位弹簧构成的踏板转轴轴系，由控制电机、主传动轴、主动齿轮与盘型凸轮构成的控制轴系，由滑动光轴、滑动齿轮与调节机构构成的滑动光轴轴系，以及由第一从动半轴、第二从动半轴、从动齿轮、圆柱凸轮、压盘、摩擦盘、复位卷簧、第二带轮、滚轮、传力杆与传动带构成的离合器轴系； 

所述踏板转轴轴系中，踏板转轴支撑并轴向定位在踏板支架上；踏板转轴的两端分别安装有第一带轮和角位移传感器；踏板转轴上还安装有油门踏板，并空套有复位弹簧；复位弹簧的两端分别与油门踏板和踏板支架固定； 

所述控制轴系中，控制电机固定在踏板支架上；主传动轴支撑并轴向定位在踏板支架上；主传动轴一端与控制电机输出轴同轴固连，另一端与盘型凸轮固连；主传动轴上还安装有同轴的主动齿轮； 

所述滑动光轴轴系中，滑动光轴支撑并轴向定位在踏板支架上；滑动齿轮空套在滑动光轴上，与控制轴系中主动齿轮啮合；所述调节机构采用拨叉调节方式，用来调节滑动齿轮在滑动光轴轴向上的位置； 

所述离合器轴系中，第一从动半轴与第二从动半轴的一端分别支撑并轴向定位在踏板支架上，且第一从动半轴的另一端空套在第二从动半轴另一端端面上开设的定位孔内；所述从动齿轮和圆柱凸轮同轴固定安装在第一从动半轴上；其中，从动齿轮与滑动光轴轴系的滑动齿轮啮合；圆柱凸轮的外表面周向上开有一段相互连通的凹槽A与凹槽B，凹槽A与凹槽B间具有夹角，且凹槽B与圆柱凸轮轴线垂直，通过凹槽A与凹槽B形成整体滚道；滚道内设置有滚轮；所述压盘空套在第一从动半轴上，摩擦盘固连在第二从动半轴上；其中，压盘与摩擦盘间存在间隙，且压盘边缘位置设计有U型限位槽，U型限位槽空套在滑动光轴轴系的滑动光轴上；压盘上固定安装有垂直于压盘的传力杆，传力杆与滚道内的滚轮转轴固连；当圆柱凸轮转动时，滚轮沿滚道滚动；滚轮通过传力杆推动压盘沿第一从动半轴轴向，向摩擦盘运动，最终滚轮由凹槽A进入到凹槽B内；且当滚轮由凹槽A进入到凹槽B后，压盘与摩擦盘处于紧密挤压接触状态；反之当滚轮反向滚动时，可通过传力杆牵拉压盘沿第一从动半轴轴向，向圆柱凸轮运动，最终滚轮由凹槽B进入到凹槽A内；且在滚轮进入到凹槽A过程中，压盘与摩擦盘分离；所述第二从动半轴上空套有复位卷簧，且第二从动半轴轴端固定安装有第二带轮；复位卷簧位于第二带轮与踏板支架间，两端分别与第二带轮和踏板支架固定；其中，第二带轮与踏板转轴轴系中的第一带轮间通过传动带相连；同时，控制轴系中的盘型凸轮位于第二带轮与第一带轮间，使盘型凸轮曲率半径最小处与传动带接触。 

2.如权利要求1所述一种智能人机交互式汽车油门踏板装置，其特征在于：所述调节 机构包括分离套与拨叉；其中，分离套的外表面周向上开有环形槽；分离套与滑动齿轮同轴固连，或与滑动齿轮作为一体结构设计；拨叉一端的拨叉手柄位于踏板支架外部，另一端的拨叉指卡在分离套的环形槽内。 

3.如权利要求1所述一种智能人机交互式汽车油门踏板装置，其特征在于：所述控制电机处于断电状态时，通过驾驶员踩踏油门踏板传送动力，带动踏板转轴转动对应角度；并由角位移传感器采集踏板转轴转动的角度信号，发送至车载电子控制单元，从而通过车载电子控制单元控制发动机的转速功率与行车速度；此时，离合器轴系的压盘与摩擦盘处于分离状态；且当踏板转轴转动时，第一带轮随之旋转，并带动传动带运动；由此，摩擦盘、第二传动半轴和第二带轮将在传动带的作用下转动；由于复位卷簧的作用，传动带始终处于张紧状态。 

4.如权利要求1所述一种智能人机交互式汽车油门踏板装置，其特征在于：所述控制电机接收车载电子控制单元发送的命令信号，输出与命令信号对应的转矩和转速，驱动主传动轴，以及主传动轴上的主动齿轮、盘型凸轮转动；由此，动力通过主动齿轮、滑动齿轮、从动齿轮传送到离合器轴系的第一从动半轴上，使第一从动半轴转动，带动圆柱凸轮转动，进而使滚轮由凹槽A向凹槽B滚动；在此过程中，由于压盘边缘的U型限位槽卡在滑动光轴轴系的滑动光轴上，传力杆推动压盘向摩擦盘运动，使压盘与摩擦盘完全接触挤压，由此通过压盘将摩擦盘、第二从动半轴、第二带轮锁死；此时，控制电机、主动齿轮、滑动齿轮、从动齿轮、第一从动半轴以及圆柱凸轮继续转动，而传力杆、压盘保持静止；同时，控制电机输出轴的转动还带动盘型凸轮的转动，使盘型凸轮与传动带的接触点曲率半径变大，并挤压传动带，将控制电机的转速与转矩传给第一带轮和踏板转轴。 

5.如权利要求1所述一种智能人机交互式汽车油门踏板装置，其特征在于：所述控制电机出现故障时，通过手动操控调节机构，使滑动光轴轴系的滑动齿轮脱离于主动齿轮以及从动齿轮的啮合状态；由此，第一从动半轴、从动齿轮、圆柱凸轮处于自由状态，此时，压盘在摩擦盘形变产生的压力作用下，与摩擦盘分离；使摩擦盘、第二从动半轴、第二带轮的锁死状态解除。