本实用新型涉及车辆制造领域，具体而言，涉及一种用于车辆的踏板组件和具有该用于车辆的踏板组件的车辆。
背景技术：
相关技术中，汽车上使用的制动踏板可分为两种：固定杠杆比踏板和可变杠杆比踏板。固定杠杆比踏板多为吊挂式结构，即采用简单的杠杆原理，踏板臂的一端连接转轴且作为支点，踏板臂的另一端连接踏板面作为力的输入端，踏板臂上靠近转轴的一端连接有销轴，销轴为力的输出端。该踏板结构简单，造价低廉；但是制动踏板的杠杆比不可变，提供的力特性无法实现制动系统的理想需求。
可变杠杆比踏板多采用四连杆结构，其中一根摇杆作为踏板臂，另外一根摇杆作为输出力臂，其杠杆比从小逐渐增大。即在踏板行程的前期具有较小的杠杆比，可以快速消除空行程建立压力；在踏板行程的后期具有较大的杠杆比，使得驾驶员可以用较小的踏板力产生较大的液压。四连杆机构的制动踏板输入输出特性更加理想，但由于结构复杂，制造成本较高。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型一方面在于提出一种为车辆提供理想的输出力度且构造简单的用于车辆的踏板组件。
本实用新型的另一方面在于提出一种具有上述用于车辆的踏板组件的车辆。
根据本实用新型第一方面的用于车辆的踏板组件，包括踏板支架、踏板臂、踏板、连杆和输出部。所述踏板臂的一端与所述踏板支架铰接。所述踏板设在所述踏板臂的另一端。所述连杆的一端与所述踏板臂的中部铰接。所述输出部与所述连杆铰接相连且所述输出部沿直线可移动。
根据本实用新型第一方面的用于车辆的踏板组件，通过设置踏板臂、踏板、连杆和输出部之间铰接相连，使所述用于车辆的踏板组件构成曲柄滑块机构，将力输入端的所述踏板的圆周运动转化为力输出端的所述输出部的直线运动，使驾驶员踩踏踏板的过程中，用于车辆的踏板组件的杠杆比逐渐增大，在踏板行程的前期可有效缩短空行程，在踏板行程的后期可以降低踏板处的输入力，获得较大的制动力，有效提升驾驶员踩踏踏板的感觉。同时，由于所述输出部沿直线运动，与所述输出部相连接的车辆部件(如真空助力器、各种泵类)可保持沿轴线运动，无需再使用球头结构，使车辆整体的设计更加简单。
另外，根据本实用新型上述的用于车辆的踏板组件还可以具有以下附加的技术特征。
优选地，所述踏板臂的一端与所述踏板支架绕第一轴线铰接。所述连杆的一端与所述踏板臂的中部绕第二轴线铰接。所述踏板位于连接线的延长线的远离所述输出部的一侧，所述连接线垂直连接所述第一轴线与第二轴线。
优选地，所述输出部可滑动地设在滑槽内，所述滑槽适于设在所述踏板支架上。
进一步地，所述踏板臂包括第一段和与所述第一段固定的第二段，所述第一段的一端与所述踏板支架铰接，所述第一段的另一端与所述第二段的一端相连，且所述第一段的另一端和所述第二段的一端均与所述连杆的一端铰接，所述踏板设在所述第二段的另一端。
更进一步地，所述第二段构造为弧形。
优选地，所述用于车辆的踏板组件还包括回位结构，所述回位结构设置成不踩踏所述踏板时驱动所述踏板回位。
优选地，所述用于车辆的踏板组件还包括信号灯开关，所述踏板被踩踏至预定位置时，所述信号灯开关被触发。
可选地，所述用于车辆的踏板组件为制动踏板组件。
可选地，所述用于车辆的踏板组件为离合踏板组件。
根据本实用新型第二方面的车辆，设有本实用新型第一方面所述的用于车辆的踏板组件。
所述的车辆与上述的用于车辆的踏板组件相对于现有技术具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
图1是本实用新型实施例所述的用于车辆的踏板组件的原理示意图。
附图标记：
用于车辆的踏板组件100，踏板1，踏板臂2，第一段21，第二段22，连杆3，输出部4，滑槽5，第一铰接轴6，第二铰接轴7，踏板支架8。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合参考附图和具体实施例描述本实用新型。
首先结合图1描述本实用新型实施例的用于车辆的踏板组件100。
如图1所示，用于车辆的踏板组件100包括踏板支架8、踏板臂2、踏板1、连杆3和输出部4。踏板臂2的一端与踏板支架8铰接，踏板支架8与车辆的车身固定连接，踏板臂2的一端与踏板支架8的铰接轴线为第一轴线。踏板1设在踏板臂2的另一端。连杆3的一端与踏板臂2的中部铰接，连杆3的一端与踏板臂2的中部的铰接轴线可以为第二轴线。输出部4与连杆3铰接相连且输出部4沿直线可移动。
具体地，如图1所示，用于车辆的踏板组件100可以包括第一铰接轴6和第二铰接轴7，踏板臂2的一端与踏板支架8通过第一铰接轴6铰接，即第一铰接轴6的中心轴线与第一轴线重合，连杆3的一端与踏板臂2的中部通过第二铰接轴7的铰接，即第二铰接轴7的中心轴线与第二轴线重合。踏板臂2的一端与踏板支架8的铰接可以是固定铰，连杆3的一端与踏板臂2的中部的铰接可以是中间铰。
当驾驶员对踏板1输入力时，踏板臂2绕第一轴线转动，与踏板臂2铰接的连杆3绕第一轴线转动且绕第二轴线转动，并且连杆3的运动带动输出部4沿直线(图1中L4方向)产生位移，在踏板臂2绕第一轴线转动过程中，踏板臂2与连杆3之间的夹角(α+β)不断变大。
如图1所示，踏板1输入的力和力臂分别为F2和L2，连杆3输出的力和力臂分别为F1和L1。第一轴线与第二轴线之间的距离为R，输出到输出部5的力为F3，踏板臂2与连杆3之间的夹角(α+β)。
根据杠杆原理：F1＝(F2·L2)/L1 (1)
根据三角函数有：L1＝R·sin(α+β) (2)
F3＝F1·sinα (3)
根据式(1)、(2)、(3)整理可得：
F3＝((F2·L2))/L1·sinα＝F2·L2sinα/(R·sin(α+β)) (4)
i＝F3/F2＝L2sinα/(R·sin(α+β)) (5)
可以理解的是，L1随着踏板臂2与连杆3之间的夹角(α+β)变化而变化，又因为α+β∈(0,180°)，由此可知：当α+β∈(0,90°)时，杠杆比i较小；当α+β∈(90°,180°)时，sinα增大，sin(α+β)减小，sinα/sin(α+β)增大，故杠杆比i增大。
由此用于车辆的踏板组件100在工作过程中实现了杠杆比的变化。
根据本实用新型实施例的用于车辆的踏板组件100，通过设置踏板臂2、踏板1、连杆3和输出部4之间铰接相连，使用于车辆的踏板组件100构成曲柄滑块机构，将力输入端的踏板1的圆周运动转化为力输出端的输出部4的直线运动，使驾驶员踩踏踏板1的过程中杠杆比i逐渐增大，即在踏板行程的前期，提供较小的杠杆比i，可有效缩短空行程，在踏板行程的后期，提供较大的杠杆比i，可以降低踏板1处的输入力F2，获得较大的制动力，有效提升驾驶员踩踏踏板1的感觉。同时，由于输出部4沿直线运动，与输出部4相连接的车辆部件(如真空助力器、各种泵类)可保持沿轴线运动，无需再使用球头结构，使车辆整体的设计更加简单。
下面结合图1详细描述本实用新型实施例的用于车辆的踏板组件100。
用于车辆的踏板组件100包括踏板支架8、踏板臂2、踏板1、连杆3、输出部4、滑槽5、第一铰接轴6和第二铰接轴7。
如图1所示，踏板臂2的一端与踏板支架8铰接。踏板1设在踏板臂2的另一端。连杆3的一端与踏板臂2的中部铰接。输出部4与连杆3铰接相连且输出部4沿直线可移动。
优选地，如图1所示，踏板臂2的一端与踏板支架8绕第一轴线铰接。连杆3的一端与踏板臂2的中部绕第二轴线铰接。连接线垂直连接第一轴线与第二轴线，踏板1位于连接线的延长线的远离输出部4的一侧。也就是说，图1中的连接线的延长线表示为L3，连杆3和输出部4位于L3的一侧，踏板1位于L3的另一侧。由此在驾驶员踩下踏板1时，输入的合力矩使输出部4沿图1中L4方向移动。
优选地，如图1所示，可滑动地设在滑槽5内，滑槽5适于设在踏板支架8上，滑槽5起到导向作用，有效确保输出部4沿直线移动，输出部4可直接推动与输出部4相连接的车辆部件(如真空助力器、各种泵类)做直线运动(即如图1沿着L4方向运动)，无需再使用球头结构对两者之间的运动形式和运动方向进行转换，使车辆整体的设计更加简单。
优选地，如图1所示，踏板臂2包括第一段21和与第一段21固定的第二段22，第一段21的一端与踏板支架8铰接，第一段21的另一端与第二段22的一端相连，且第一段21的另一端和第二段22的一端均与连杆3的一端铰接，踏板1设在第二段22的另一端。
踏板臂2的第一段21、第二段22与连杆3三者的一端交于第二轴线上，踏板臂2通过第一段21与踏板支架8相连，踏板臂2通过第二段22与踏板1相连。
如图1所示，当驾驶员踩下踏板1时，踏板臂2的第二段22随之运动，从而推动第一段21围绕第一轴线转动，与第一段21、第二段22均铰接相连的连杆3随之运动，从而推动输出部4沿滑槽5滑动。
优选地，如图1所示，第二段22可以构造为弧形(例如圆弧形，S形)。具体地，第二段22可以构造为向下弯曲的弧形，从而提升了与第二段22的另一端相连的踏板1的高度，方便驾驶员向下踩踏踏板1，且可以避让转向管柱，合理利用车辆内部的有限空间。
优选地，用于车辆的踏板组件100还可以包括回位结构，回位结构设置成不踩踏踏板1时驱动踏板1回位。具体地，回位结构可以包括回位弹簧，不踩踏踏板1时回位弹簧可以拉动踏板1回到初始位置，便于驾驶员操纵车辆。
优选地，用于车辆的踏板组件100还可以包括信号灯开关，踏板1被踩踏至预定位置时，信号灯开关被触发，点亮信号灯，提醒前后车辆注意。松开踏板1时，回位结构驱动踏板1回位，信号灯开关再次被触发，关闭信号灯。
需要说明的是，在一些可选的实施例中，用于车辆的踏板组件100可以为制动踏板组件。但用于车辆的踏板组件100也可应用于车辆的其他结构中，在另一些可选的实施例中，用于车辆的踏板组件100还可以为离合踏板组件。
综上，根据本实用新型实施例的用于车辆的踏板组件100，通过令踏板臂2、踏板1、连杆3和输出部4之间铰接相连构成曲柄滑块机构，使驾驶员踩踏踏板1的过程中杠杆比i逐渐增大，在踏板行程的前期可有效缩短空行程，在踏板行程的后期可以降低踏板1处的输入力F2，获得较大的制动力，有效提升驾驶员踩踏踏板1的感觉。同时，由于输出部4沿直线运动，与输出部4相连接的车辆部件(如真空助力器、各种泵类)可保持沿轴线运动，无需再使用球头结构，使车辆整体的设计更加简单。
下面描述本实用新型实施例的车辆。
本实用新型实施例的车辆设有上述任一种实施例的用于车辆的踏板组件100。
根据本实用新型实施例的车辆，通过设置用于车辆的踏板组件100，使踩踏踏板1的过程中杠杆比i逐渐增大，在踏板行程的前期可有效缩短空行程，在踏板行程的后期可以降低踏板1处的输入力F2，获得较大的制动力，有效提升驾驶员踩踏踏板1的感觉。同时，由于输出部4沿直线运动，与输出部4相连接的车辆部件(如真空助力器、各种泵类)可保持沿轴线运动，无需再使用球头结构，使车辆整体的设计更加简单。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。