专利名称：一种离合器踏板联锁操控制动器踏板的装置的制作方法
技术领域：
一种离合器踏板联锁操控制动器踏板的装置技术领域 本实用新型属于车辆技术。
背景技术：
本实用新型涉及一种在装有手动换挡变速器的车辆上用离合器踏 板联锁操控制动器踏板的装置，能使驾驶员车辆在上坡道起步时得以从容操纵，避免因制 动器的过早解脱车辆的向后下滑或发动机未及时加速而堵转熄火、甚至引发事故的问题。众所周知，装有手动换挡变速器的车辆在已利用行车制动器停留在上坡道的状况 下，起步时需要顺序完成以下操作分离离合器、挂上起步挡、结合离合器并在结合过程中 适时解除制动、立即踏下加速踏板(“油门”)将发动机转速从怠速提高到工作转速，直至车 辆开始向上坡方向行驶。由于公知的车辆操控装置的布置方式都是以驾驶员的左、右脚分 别操作离合器踏板、行车制动器踏板和加速踏板，对于中国等法定靠右行驶国家和地区的 机动车，驾驶员的左脚单独操纵离合器踏板，而右脚则要兼顾行车制动器踏板和加速踏板 两个踏板的操控。在车辆大多数的行驶工况中，由于减速制动和加速这两种状态是分时存 在的，驾驶员以右脚交替踏下两个踏板之一的方式来控制行车状态并没有困难。但是在上 述上坡起步的过程中，驾驶员却需要准确协调加速踏板和制动踏板的操控，在左脚操纵离 合器结合过程中的适当时机，右脚松开制动踏板并迅速转移踏下加速踏板以提高发动机输 出转速和转矩。完成这样的操作需要相当的技巧。如果制动器踏板抬起过早而离合器未能 及时结合，则车辆会失去发动机的牵制而倒溜向后下滑；而如果在离合器结合后制动器仍 未解脱，或虽然解脱但没有及时踏下加速踏板，则发动机将因输出转矩不足无法克服处于 上坡状态而又被施加了制动力的车辆的阻力而堵转熄火。这两种情况都会致使车辆起步失 败，而车辆的失控倒溜还可能引发危险的事故。手动换挡的车辆在平地起步时对于加速器 和离合器两个踏板的协调配合(“油离配合”)已非易事，在上坡起步时还要加上对制动踏 板的操作就更为困难，会给驾驶员造成较大的心理压力。在上坡起步过程中同时操作手控 的驻车制动系统(“手刹车”)虽然可以避免倒溜，但仍然需要正确配合才能成功起步，而且 费时费力，在较长距离的上坡遇到拥堵时走时停、频繁起步的情况下，将使驾驶员迅速疲劳 而具有引发误操作的风险。机动车辆发展历史中曾经出现并正在应用一些能够减轻手动换挡车辆操作强度 的技术和措施，如公知的预选挡变速器、动力换挡变速器、计算机控制的ATM自动换挡系统 和新出现的双离合器变速器(DSG)等，但这些新技术的应用都是以成本的显著增加和变速 器传动效率的某些降低为代价的，而且难以于现有在用车辆上实施改装。经检索，目前还没有发现与本实用新型类似或相近的公知装置。在功能上稍有关 联的仅有驾驶学校教练车上教练使用的副制动踏板装置，但它属于由驾驶员以外的人另行 操作的附加安全装置。实用新型内容 本实用新型是一种简单可靠的离合器和制动器踏板联锁装置， 该装置在不触动车辆原有传动和操控系统的结构和操作方式，也不影响车辆安全规范及认 证的前提下，通过在两个踏板之间建立联锁机构的方式来达到降低车辆起步操作难度、减 少事故风险的目的。本实用新型的基本结构是在车辆原有的离合器踏板杠杆和制动器踏板杠杆之间设置1根空间运动的连杆，连杆的一端由球铰铰接在离合器踏板杠杆的内侧，另一端通过 球铰铰接在1个摆动臂的臂端，摆动臂又由位于制动器踏板杠杆内侧附近的销轴铰接在座 板上，1个卡爪的中部用另一销轴铰接在摆动臂上，此卡爪的工作端制有斜面，另一端与摆 动臂之间装有拉伸弹簧，卡爪只能单向偏转，并在拉伸弹簧的预紧力作用下回位，构成摆动 式单向锁止机构。在离合器踏板被踩下亦即离合器被分离的状态下，离合器踏板杠杆通过 连杆和摆动臂的联动使卡爪进入制动踏板杠杆的运动空间，此时如果驾驶员踩下制动踏板 实施制动，卡爪先是被制动踏板杠杆推动其工作端的斜面绕摆动臂偏转，避让制动踏板向 下的运动，而当制动踏板杠杆越过工作端以后，卡爪则在弹簧作用下复位，阻止已踏下的制 动踏板向上的运动，只有在离合器踏板抬起后，卡爪离开制动踏板杠杆的运动空间，制动踏 板才能复位并解脱制动器。在离合器踏板处于抬起亦即离合器结合的状态时，制动踏板的 操作不受本实用新型装置的影响，完全由驾驶员控制。本实用新型中上述摆动式单向锁止机构的功能也可以用滑动式机构实现，此时一 端用球铰铰接在离合器踏板杠杆内侧的连杆的另一端用球铰铰接在1个滑块上，滑块套装 在位于制动器踏板杠杆内侧附近的固定滑道内，滑块内装有带楔形工作端的锁舌，楔形锁 舌的另一端和滑块之间装有压缩弹簧组。离合器踏板杠杆通过连杆和滑块的联动，使楔形 锁舌的工作端进、出制动器踏板杠杆的运动轨迹平面，对制动器踏板进行连锁控制。本实用新型中上述设置于离合器踏板杠杆和制动器踏板杠杆之间的连杆两端的 球铰也可以用公知结构的万向节代替。本实用新型的装置仅利用了车辆上离合器和制动器两个踏板运动之间的普适顺 序关系，而没有对原有踏板及踏板杠杆本身的安装方式有所限制。因之既适用于上挂式的， 也适用于下装式的踏板系统。既可用于新设计的车辆，也适合于在用车辆的改装。本实用新型的装置仅在作为车辆离合器系统和制动系统的操控指令输入端的离 合器和制动器两个踏板之间增加了联锁机构，并未影响从这些踏板到各自的执行机构之间 原有的指令传输链和动作功能，所以它对于具有机械式的、液压式、气动式或电动式的各种 无助力装置和带助力装置的传力方式的离合器和制动器操控系统都是兼容的。当驾驶员操纵装有本实用新型装置，并已利用行车制动器停留在上坡道的状况下 的车辆起步时，左脚踏下离合器踏板的同时就锁止了先前停车时已踏下的制动器踏板，使 右脚可以离开原来制动器踏板移至加速踏板而仍能保持车辆的制动状态，在踏下加速踏板 使发动机达到适当转速后，左脚缓缓松开离合器踏板将使离合器的结合与制动器的解脱同 时进行，车辆得以顺利起步上坡。装有本实用新型装置后，车辆的上坡起步所需的操作技巧 与平地起步相当，将大大减轻驾驶员的体力和心理负担，降低发生误操作和事故的风险。本实用新型具有以下优点1.结构简单。本实用新型的主要创新点在于新颖的系统集成创意。整个实用新型 装置零部件不多，基本以按照公知原理动作的机械构成，作用直观明了，设计、制造、安装和 调整都很方便。2.使用安全。本装置对于行车中正常的离合器、换挡以及使用制动器减速等操控 没有任何影响；利用离合器踏板对于制动器的进行的单向联锁，则属于和公知的教练车中 副制动踏板作用相类似的有利于安全的冗余控制措施，提高了上坡起步等情况时的安全程 度。由于本装置中离合器踏板控制的只是锁止机构的动作而并非直接作用于制动器踏板系统，而锁止机构的动作方向基本垂直于制动器踏板及踏板杠杆的运动平面，所以锁止机 构并不会向离合器踏板传输制动器踏板的回程力，离合器踏板的操作力仅因锁止机构的摩 擦力的存在而略有增加，对于驾驶员不构成明显的额外负担。3.适应性好。本实用新型装置原理简单可靠，实施时仅需要在作为离合器及制动 器系统的控制指令输入端的两个踏板之间附装机械部件，无需触及和影响被踏板控制的原 有各种传输和助力系统和ABS等电子控制系统，所以本装置能够适应装有纯机械、液压和 气动等各种形式的离合器和制动器操控系统的各种型式和规格的车辆的配置，既适合于新 设计的车辆产品，也适合在用车辆的改装。
图1是本实用新型装置用于上挂式踏板组的一个实例的上右视立 体图，图中的离合器踏板和制动器踏板都被踏下，即处于离合器分离的同时车辆被行车制 动系统所制动的状态。图2是图1所示的本实用新型装置实例中采用的摆动式单向锁止机构的局部放大 立体图。图3是图1所示的本实用新型装置实例中的离合器踏板和制动器踏板均处于原始 上抬位置时的右下视立体图。图4是图1所示的本实用新型装置实例中的离合器踏板处于原始上抬位置，制动 器踏板处于踏下位置时的右下视立体图。图5是图1所示的本实用新型装置实例中的离合器踏板处于踏下位置，制动器踏 板处于原始上抬位置时的右下视立体图。图6是图1所示的本实用新型装置实例中的离合器踏板和制动器踏板都处于踏下 位置时的右下视立体图，其状态与附图1相同，但视角不同。图7是本实用新型装置用于下装式踏板组和采用制动踏板直控式气动制动阀的 一个实例的上左视立体图。与附图1相对应，附图7中的离合器踏板和制动器踏板也都被 踏下，处于离合器分离的同时车辆被行车制动系统所制动的状态。图8是图7所示的本实用新型装置实例中采用的直线滑动式单向锁止机构的A-A 局部放大剖视图。
具体实施方式
以下通过实例结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一 步详细的叙述。附图1中的离合器踏板1和制动器踏板14分别通过离合器踏板杠杆2和制动器 踏板杠杆13用销轴10铰接在座板4的支座上；在离合器踏板杠杆2的适当位置设有球铰 3，在其上铰接着长度可调节的连杆5的一端，连杆5另一端通过球铰12铰接在摆动臂7的 臂端，摆动臂7由销轴8铰接在座板4上。当离合器踏板被踏下或抬起时，通过以公知原理 作空间运动的连杆5的牵动，摆动臂7将绕销轴8左右回转。摆动臂7上用销轴9铰接着 卡爪11，拉伸弹簧6装于摆动臂7下部的和卡爪11左端的挂耳之间，它的预紧力使得卡爪 11的右端经常伸出于摆动臂7之外，左端则贴紧在摆动臂7上。附图2为附图1中由连杆5、摆动臂7、卡爪11、销轴8、销轴9和拉伸弹簧6构成 的摆动式单向锁止机构的局部放大图。当制动器踏板杠杆13被踏下并朝图面的方向作用 于卡爪11的右端时，卡爪11将绕销轴9摆动退让，允许制动器踏板杠杆13继续通过；随 后卡爪11被拉伸弹簧6的拉力作用下摆回到图示位置，此后卡爪11将阻止制动器踏板杠杆13朝离开图面的方向上抬复位。附图3、附图4、附图5和附图6分别示出附图1所示的本实用新型装置实例中离 合器踏板与制动器踏板处于不同状态时各部件之间的位置关系。附图3为离合器踏板1和制动器踏板14都处于抬起位置的状态。此时连杆5牵 动的单向锁止机构摆向左侧。附图4为离合器踏板1处于抬起位置，制动器踏板14处于踏下位置的状态。此时 卡爪11处于可干涉制动踏板杠杆13运动的空间范围之外，因此制动踏板14和制动踏板杠 杆13的上下运动不受本实用新型装置的影响。附图5为离合器踏板1处于踏下位置，制动器踏板14处于抬起位置的状态。离合 器踏板的下踏动作通过连杆5的牵动使单向锁止机构摆向右侧，卡爪11的右端进入可干涉 制动踏板杠杆13运动的空间。附图6为离合器踏板1和制动器踏板14均处于踏下位置的状态。由于右端处于 可干涉制动踏板系统运动的空间范围内的卡爪11具有单向锁止特性，因此它不阻碍制动 踏板14和制动踏板杠杆13的踏下运动，却阻挡了它们的上抬复位。即使驾驶员的右脚在 踏下制动器踏板14后离开，制动踏板14和制动踏板杠杆13也将随离合器踏板1 一起保持 在踏下位置。此后如果驾驶员松开离合器踏板1而没有再次踏住制动器踏板14，制动器踏 板14将在离合器踏板1抬起时经连杆5牵动单向锁止机构向左摆动、卡爪11的右端解脱 了对制动器踏板杠杆13的阻挡之后自行向上抬起复位。附图7所示的本实用新型用于下装式踏板组和采用制动踏板直控式气动制动阀 的实施实例中，由离合器踏板1和离合器踏板杠杆2经两端设有球铰的连杆5通过空间运 动牵动的是固定在座板4上的一套直线滑动式单向锁止机构，该机构由固定滑座15、滑块 16、压缩弹簧组17和楔形锁舌19组成，带有限位螺钉18的楔形锁舌19可在滑块16内左 右伸缩。此外在直接控制启动制动阀的制动踏板21的左侧附装了专门的挡杆20。附图7 示出的是的离合器踏板1和制动器踏板21均被踏下的状态，与附图1和附图6所示状态相 对应。此时连杆5将滑块16沿固定滑座15推向右端，装在滑块16内的压缩弹簧组17向 右方施压使楔形锁舌19向右伸出，楔形锁舌19的右端处于可干涉固定在制动踏板21上的 挡杆20前端运动的空间内，并在附图7所示的状态下阻挡了挡杆20上抬的运动。只有在 离合器踏板1和离合器踏板2向上抬起时通过连杆5牵动滑块16连同楔形锁舌19 一起左 移，楔形锁舌19的右端释放挡杆20后，制动踏板21才能向上抬起复位。附图8示出附图7中的直线滑动式单向锁止机构沿滑块16滑动方向的A-A局部 放大剖视图。当踏下制动器踏板21连带挡杆向下运动至20a的位置时，作用在楔形锁舌19 右端向下倾斜的斜面上的挡杆20a将按公知的原理产生向左的分力，使楔形锁舌19克服压 缩弹簧17的弹力向左滑动回缩到图中19a的位置，并使挡杆得以继续下行到图示20的位 置。此后楔形锁舌19在压缩弹簧17的弹力作用下将重新向右伸出直到限位螺钉18被挡 住为止，而楔形锁舌19右端的水平下表面将阻止挡杆20上抬的运动。
权利要求1.一种离合器踏板联锁操控制动器踏板的装置，由附装在车辆离合器踏板和制动器 踏板之间的两端带有球铰的连杆、摆动臂、卡爪、拉伸弹簧和2根销轴组成，其特征是连杆 (5)的一端由球铰(3)铰接在离合器踏板杠杆(2)的内侧，另一端通过球铰(12)铰接在摆 动臂(7)的臂端，摆动臂(7)由销轴(8)铰接在座板(4)上，此销轴位于制动器踏板杠杆 (13)内侧附近，卡爪(11)用另一销轴(9)铰接在摆动臂上，摆动臂转动时卡爪的一端进、出 穿越制动器踏板杠杆运动轨迹平面，在卡爪的另一端与摆动臂下部之间装有拉伸弹簧(6)。
2.按照权利要求1所述的离合器踏板联锁操控制动器踏板的装置，其特征是一端用 球铰铰接在离合器踏板杠杆(2)内侧的连杆(5)的另一端也可以用球铰铰接在滑块(16) 上，滑块套装在位于制动器踏板杠杆(13)内侧附近的固定滑道(15)内，滑块内装有楔形锁 舌(19)，楔形锁舌伸出滑块的一端随滑块的移动进、出穿越固定在制动器踏板(21)内侧的 档杆(20)的运动轨迹平面，楔形锁舌的另一端和滑块之间装有压缩弹簧组(17)。
3.按照权利要求1所述的离合器踏板联锁操控制动器踏板的装置，其特征是连杆(5) 两端的球铰也可以用万向节代替。
4.按照权利要求1所述的离合器踏板联锁操控制动器踏板的装置，其特征是所述的 离合器踏板及离合器踏板杠杆在车辆上的安装方式可以是上挂式的，也可以是下装式的； 离合器踏板杠杆与车辆离合器之间的传力系统可以是机械式的，也可以是液压式、气动式 或电动式的；该传力系统可以是无助力装置的，也可以是带助力装置的。
5.按照权利要求1所述的离合器踏板联锁操控制动器踏板的装置，其特征是所述的 制动器踏板及制动器踏板杠杆在车辆上的安装方式可以是上挂式的，也可以是下装式的； 制动器踏板杠杆与车辆行车制动器之间的传力系统可以是机械式的，也可以是液压式、气 动式或电动式的；该传力系统可以是无助力装置的，也可以是带助力装置的。
专利摘要本实用新型属于车辆技术，提供了一种用离合器踏板联锁操控制动器踏板的装置。连杆(5)的一端由球铰(3)铰接在离合器踏板杠杆(2)上，另一端通过球铰(12)铰接在摆动臂(7)上，摆动臂由销轴(8)铰接在座板(4)上，卡爪(11)由销轴(9)铰接在摆动臂上。卡爪与摆动臂间装有弹簧(6)。当绕销轴(10)踏下离合器踏板(1)时，连杆牵动卡爪进入制动器踏板杠杆(13)的运动空间，卡爪不妨碍制动踏板(14)的下踏，但使其只有在离合器踏板抬起后才能复位，从而使车辆在上坡起步时驾驶员的右脚可离开制动器踏板从容操纵加速踏板，避免因制动器过早解脱车辆后滑或堵转熄火甚至引发事故。具有结构简单，使用安全，适应性好等优点。
文档编号B60K23/02GK201881897SQ20102060036
公开日2011年6月29日 申请日期2010年10月31日 优先权日2010年10月31日
发明者张韬, 汤德军, 王贤俊 申请人:江西博能上饶客车有限公司