一种汽车紧急制动时的油门误踩防护装置的制作方法

本发明属于汽车零部件技术领域，特别涉及机械式的紧急防护装置，具体是一种汽车紧急制动时的油门误踩防护装置。

背景技术：

近年来，随着经济的快速发展，私家车在中国大中小城市迅速普及，数量急剧增加。而汽车的油门与刹车都用右脚控制，距离较近，众多低驾龄的驾驶员在驾驶汽车时，由于各种不当操作或紧急意外情况等，很容易误将油门当刹车使用。据统计，在中国有相当一部分汽车交通事故的发生，其根本是由紧急制动误踩油门而带来的误加速引起的，给人们的出行安全带来极大的隐患。

虽然汽车工业发展迅猛，越来越多的安全装置已经成为汽车行业的标准配置，但长期以来，误踩油门问题一直没有得到根本的解决。驾驶员把油门当刹车误踩而造成的意外伤害事故也屡见不鲜。为防止此类交通事故的发生，研制刹车误踩油门防止装置或系统十分必要，而很多防误踩的装置和相关专利大多设计复杂，并且采用压力感应器、速度感应器等电子系统。由于汽车的行驶路况较为复杂，车内电子元件及线路较多，极易对其造成干扰，导致紧急刹车失效甚至油门刹车相互干扰等危险情况。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一种汽车紧急制动时的油门误踩防护装置。该装置即使在复杂的路况下，仍可有效实现油门误踩判断，并及时动作使油门踏板与刹车踏板楔紧关联，作出相应的刹车动作，从而避免误踩油门而造成的交通事故。该结构抗干扰能力强、结构简单、安全可靠，有效的解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车紧急制动时的油门误踩防护装置，包括刹车踏杆、油门踏杆、锁止机构和安装座。所述刹车踏杆及油门踏杆分别通过外圈左端的圆柱及芯轴装于安装座两端的左、右耳座上，并通过平键轴向固定。所述锁止机构包括外圈和星轮，星轮安装在外圈内，右端装有挡板。所述星轮上设有楔形槽，楔形槽内安装有摩擦滚柱，摩擦滚柱通过敏感弹簧将其压在楔形槽直径较大端。所述星轮与芯轴通过花键连接，在芯轴上的挡板与安装座的中耳座之间装有涡卷弹簧，并通过挡板与中耳座上的两挡柱使其具有受压弹性势能，整个安装座通过螺栓组固定于车内右脚所及的相应位置即可。

进一步的，油门踏杆通过与芯轴同轴的挡圈b及右端耳座轴向固定，所述油门踏杆包括油门踏板和油门杆。

进一步的，所述芯轴轴向固定通过左端外圈圆柱的右侧圆形凹槽及芯轴右端的右端盖固定实现，所述右端盖通过螺栓组固定于右耳座上。

进一步的，所述外圈圆柱上开有键槽，刹车踏杆通过平键连接方式周向固定于外圈圆柱上，并通过左边同轴的挡圈a及外圈左面实现轴向固定刹车踏杆。所述刹车踏杆包括刹车杆和刹车踏板。

进一步的，所述锁止机构上的挡板通过螺栓组固定于外圈上，随外圈转动。所述星轮上设有楔形槽，槽内径向空间形状呈顺时针由大到小趋势。楔形槽内装有摩擦滚柱，摩擦滚柱通过敏感弹簧大端将其压在楔形槽径向空间较大的一侧，并在所述径向空间较大一侧位置时与外圈的内摩擦轨道表面不接触。所述敏感弹簧小端置于星轮楔形槽径向空间较小端所设的弹簧固定槽内。

进一步的，所述摩擦滚柱为中间直径大，两端直径小的类圆弧形状，与星轮及外圈的摩擦轨道表面形状相配合，以增大摩擦力。

进一步的，所述星轮通过花键连接方式与芯轴周向固定，芯轴的左端小圆柱插入外圈圆柱的右端圆形凹槽内，保证芯轴与外圈圆柱的径向接合及轴向固定。

进一步的，所述挡板右端面上设有挡柱a，与安装座中间耳座左端面设有的挡柱b配合约束中间的安装于芯轴上的涡卷弹簧，并使其具有一定的压缩弹性势能，保证误踩松脚后踏板及摩擦滚柱能够自行恢复原位。

本发明的有益效果：

1、判断准确，响应迅速。经调查多款汽车的性能情况得出：汽车在0-100km急速加速时，其油门踩踏的最大角速度约为47.4°/s。而紧急刹车或刹车误踩油门时，刹车踩踏或油门误踩的平均角速度约为300°/s。角速度相差6倍以上，平时油门控制时的踩踏角速度则更小，本发明所设计的装置可据此准确区分误踩情况并及时做出相应刹车防护措施。

2、不会影响油门及刹车的常规操作性能，且抗干扰能力强，防护性能可靠。全机械结构实现误踩及正常踩踏行为的判断，不会受车内其它电子器件电路等的干扰。同时，由于油门及刹车踩踏时的角速度相差6倍以上及汽车具有的减震性，敏感弹簧的阈值、安全系数取值可相应增大，以充分保证即使复杂路况下也不会发生油门、刹车相互干扰的情况，同时又不会超出误踩刹车所需的阈值范围内。

3、使用过后，无需重复装拆或调节，可多次使用。利用涡卷弹簧的恢复力作用、刹车踏杆相对油门存在的微小滞后性及锁止组件的单向接合性，当危险解除后，松脚即可实现防护装置的自动回位。

4、结构简单，安装、使用都很方便，且成本低廉，具有一定的实用意义及推广价值。

本发明的使用原理：

正常油门控制时，由于油门踩踏速度变化较慢，摩擦滚柱被敏感弹簧压住使其在楔形槽内径向空间大的一侧，不与外圈接触，故而外圈与星轮的旋转相互独立，即刹车与油门的踩踏运行互不干扰。当发生紧急事故时，踩急刹车或误踩油门的踩踏加速度相对快很多，超出敏感弹簧阈值，敏感弹簧无法完全抵消摩擦滚柱的惯性力使其朝向楔形槽的较小端运行，并使摩擦滚柱同时与外圈及星轮楔形槽的摩擦表面接触，并随着踩踏的继续进行迅速楔紧，使刹车踏杆随油门的误踩而迅速转动，达到紧急刹车的制动效果。当危险解除后，由于涡卷弹簧的恢复力作用、刹车踏杆相对油门存在的微小滞后性及锁止机构的单向接合性，松脚即可实现摩擦滚柱的自动回位，不影响正常行驶操作。

附图说明

图1本发明三维结构示意图；

图2本发明三维结构爆炸图；

图3本发明右向结构透视示意图；

图4本发明图3的a向剖视图。

图中：1、刹车踏板2、刹车杆3、挡圈a4、安装座5、外圈6、星轮7、挡板8、挡柱a9、涡卷弹簧10、芯轴11、右端盖12、挡圈b13、油门杆14、油门踏板15、挡柱b16、摩擦滚柱17、敏感弹簧18、楔形槽19、平键20、键槽21、花键

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

如图2和图4所示，本发明为一种汽车紧急制动时的油门误踩防护装置，包括安装座4、装于安装座4右端两耳座上的芯轴10、与芯轴10同轴并安置于所述两耳座之间的油门踏杆，所述油门踏杆与芯轴10通过平键19周向固定，通过与芯轴10同轴的挡圈b15及右端耳座轴向固定。所述油门踏杆包括油门踏板14和油门杆13。所述芯轴10通过花键21连接固定星轮6的周向位置，其轴向固定通过左端外圈圆柱的右侧凹槽及芯轴10右端的右端盖11固定实现，所述右端盖11通过螺栓组固定于右耳座上。所述外圈圆柱与外圈5为一个整体零件，外圈圆柱及刹车踏杆上开有键槽20，刹车踏杆通过平键连接方式周向固定于外圈圆柱上，并通过其左边的挡圈a3及其右边外圈5的左面实现轴向固定刹车踏杆。所述刹车踏杆包括刹车杆2和刹车踏板1。

如图2-4所示，所述外圈5其内装有星轮6，星轮6右端装有挡板7，挡板7通过螺栓组固定于外圈6上，随外圈6转动。所述星轮5上设有楔形槽18，槽内径向空间形状呈顺时针由大到小趋势。所述楔形槽18内装有摩擦滚柱16，摩擦滚柱16通过敏感弹簧17的大端将其压在楔形槽18径向空间较大的一侧，并在所述较大一侧位置时不与外圈5接触，保证外圈5与星轮6旋转的相互独立性。所述敏感弹簧17小端置于星轮6上楔形槽18内的径向空间较小端所设的弹簧固定槽内。所述摩擦滚柱16为中间直径大，两端直径小的类圆弧截面形状的滚珠，与星轮6及外圈7的摩擦轨道表面形状相配合，以增大摩擦力。所述星轮6通过花键21与芯轴10周向固定，芯轴10的左端圆柱插入外圈5的右端圆形凹槽内，保证芯轴10与外圈5圆柱的径向接合及轴向固定。所述挡板7的右端面上设有挡柱a8，与安装座4中间耳座左端面上设有的挡柱b15配合，约束中间的安装于芯轴10上的涡卷弹簧9，并使其具有一定的压缩弹性势能，保证误踩油门后，踏板1、14及摩擦滚柱16能够自行恢复原位。

本装置在正常油门控制时，由于踩踏速度较慢，摩擦滚柱16被敏感弹簧17压住使其在楔形槽18内径向空间大的一侧，不与外圈5接触，故而外圈5与星轮6的旋转相互独立，即刹车踏板1与油门踏板14的踩踏运行互不干扰。当发生紧急事故时，误踩油门踏板14的踩踏速度与急踩刹车踏板1的类似，且相对正常油门踏板14的急速加速时的踩踏角速度快很多，为明显的非正常油门加速。敏感弹簧17无法克服摩擦滚柱16的瞬时惯性力，使其立刻朝向楔形槽18的较小端运行，致使摩擦滚柱16与外圈5及星轮6的楔形槽内的摩擦表面接触，并随着油门踩踏14的踩踏继续进行而迅速楔紧，使刹车踏板1与油门踏板14单方向稳定关联，达到纠正误踩操作，并实现紧急刹车的制动效果。当危险解除后，由于涡卷弹簧9的恢复力作用、刹车踏杆相对油门存在的角度上的微小滞后性及锁止组件的单向接合性，松脚即可实现摩擦滚柱16的自动回位，完成整个误踩油门的防护措施。