[实用新型]一种考虑驾驶员腿部肌肉舒适性的汽车踏板位置调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车工装领域，特别涉及一种考虑驾驶员腿部肌肉舒适性的汽车踏板位置调节装置。

背景技术

随着当代汽车技术的迅速发展，汽车已经成为我们生活中最重要的交通工具之一。汽车踏板在汽车加减速、换挡以及制动时的使用频次都非常高，因此驾驶员在驾驶过程中需要频繁踩踏踏板以及切换踏板。驾驶员在操纵汽车踏板的时候，长期保持驾驶姿势，腰腿部肌肉长时间处于紧张状态，再加上局部肌肉组织长时间持续受压，容易使肌肉疲劳，引起疲劳感，使驾驶员感觉操纵不舒适。因此考虑驾驶员腿部肌肉的激活程度，在汽车踏板的操纵过程中，合理的操纵装置布局以及适当的操纵空间是消除人体疲劳、提高驾驶舒适性的重要因素，如操纵装置的布局要考虑到驾驶员的感受特性、人体测量学与生物力学特性。汽车踏板与人体的匹配关系决定了驾驶员的姿势舒适性，且由于不同驾驶员的驾驶习惯以及驾驶需求各不相同，因此踏板位置的合理性在很大程度上影响了驾驶员的个性化需求以及驾驶舒适性。在以往汽车踏板的设计中，存在以下三个问题：

(1)设计者没有充分从人体生物力学特征的角度、人机工程学的角度以及结合肌肉激活程度的角度来分析汽车踏板装置的力学特征对汽车操纵过程中人体疲劳及人体舒适性的影响。

(2)现有技术中的汽车踏板可以调整踏板的角度以及单一方向的踏板位置，但仅通过调整踏板的角度以及踏板的单相位置的方式不能从根本上解决驾驶员长时间驾驶踩踏踏板时腿部肌肉的不舒适性。

(3)现有技术中可通过调整座椅位置来满足驾驶员对汽车踏板位置的需求，但该过程可能会影响驾驶员的驾驶视野，且无法满足不同驾驶员对不同汽车踏板位置的个性化需求。

因此，提出一种考虑驾驶员腿部肌肉舒适性的汽车踏板位置调节装置，从人体生物力学特征角度考虑驾驶过程中驾驶员腿部关节角度、关节力矩及肌肉激活程度变化，实现油门踏板、制动踏板以及离合器踏板空间布局的合理性，使得汽车踏板空间位置布局以及操纵舒适性配置更具有理论依据。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种考虑驾驶员腿部肌肉舒适性的汽车踏板位置调节装置，可根据驾驶员的个性化需求实时调整汽车踏板水平横向位置、水平纵向位置以及垂直方向位置的装置。驾驶员在踩踏踏板过程中，腿部相关部位受力，而人体某部位的受力是造成人体感觉不舒适的必要因素。因此，从运动生物力学和人体生物力学的角度出发，当人体处在最大活动范围以内活动时，即处在各种舒适姿势时，相应的关节也会处在舒适的范围之中，此时的活动时间较为持久，其操纵效率及质量相对较高，操作可靠性与安全性也随之提升。

本实用新型专利解决技术问题的技术方案如下，结合附图：

一种考虑驾驶员腿部肌肉舒适性的汽车踏板位置调节装置，其特征在于，包括X向运动机构、Y向运动机构、Z向运动机构、连接组件以及车载处理单元22，所述X向运动机构、Y向运动机构以及Z向运动机构在空间上两两垂直设置，所述X向运动机构水平设置，所述Z向运动机构垂直连接在X向运动机构上且可沿X向运动机构左右水平滑动，所述Y向运动机构水平连接在Z向运动机构上且可沿Z向运动机构上下竖直滑动，所述连接组件设置在Y向运动机构上且可沿Y向运动机构前后水平滑动，汽车踏板13转动连接在连接组件下方，从而实现同时调整汽车踏板的水平横向位置、水平纵向位置以及垂直方向位置；所述车载处理单元22设置在汽车踏板13内部，车载处理单元22可根据驾驶员腿部运动轨迹进行逆向动力学仿真分析，实现驾驶员腿部肌肉的舒适程度客观评价分析，获取驾驶员下肢操作最优舒适度的踏板位置配置方案。

所述的一种考虑驾驶员腿部肌肉舒适性的汽车踏板位置调节装置，其中，X向运动机构包括X向步进电机1、X向直线导轨15、X向传动丝杆16、X向丝杆滑台17、X向基座19以及X向挡板18，所述X向直线导轨15固定于X向基座19上，X向步进电机1和X向挡板18分别固定在X向基座19两端，X向丝杆滑台17滑动连接在X向直线导轨15上，X向传动丝杆16穿过X向丝杆滑台17与X向直线导轨15平行设置，X向传动丝杆16两端分别连接X向步进电机1和X向挡板18；所述Z向传动机构垂直固定在X向丝杆滑台17上。