[实用新型]一种下压型非接触式驾驶模拟器脚踏板装置

说明书

一种下压型非接触式驾驶模拟器脚踏板装置，它涉及驾驶模拟器技术领域。本实用新型包含踏板杠杆、杠杆支撑轴套管、杠杆支撑轴、踏板初位限制块、第一铆钉、第一连接片、第二连接片、第二铆钉、垫片、弹簧、导向管、条形磁铁、线性霍尔传感器、导向轴、脚踏受力板等组成。弹簧给踏板杠杆提供弹力，实现脚踏板自动回位功能。弹簧压缩极限和踏板初位限制块实现脚踏板行程限位功能。线性霍尔传感器和条形磁铁实现非接触式的信号测量功能。该脚踏板装置脚感较好，结构简单，成本较低，信号精度高，使用寿命较长，占用较小空间，利于安装维护。

技术领域：

本实用新型涉及驾驶模拟器技术领域，具体涉及驾驶模拟器脚踏板装置。

背景技术：

驾驶模拟器通常包括互动型和非互动型两种。非互动型驾驶模拟器一般只要求模拟器上安装有方向盘、离合器踏板、制动踏板、加速踏板、驻车制动器操纵杆、转向灯、雨刮、变速器操纵杆等操作部件；而互动型驾驶模拟器不但要求模拟器上安装有方向盘、离合器踏板、制动踏板、加速踏板、驻车制动器操纵杆、转向灯、雨刮、变速器操纵杆等操作部件，而且要求在这些操作部件安装传感器并进行信号检测。

这里将离合器踏板、制动踏板和加速踏板统称为脚踏板装置，互动型驾驶模拟器的脚踏板装置一般包括脚踏板的机械部分和传感器部分。通常来说，互动型驾驶模拟器的脚踏板装置需要的功能有：脚踏板自动回位、脚踏板行程限位和脚踏板信号测量。

脚踏板自动回位：驾驶员在用脚踩踏的离合器踏板后，离合器踏板随驾驶员踩踏而发生位移。如果驾驶员把脚松开，离合器踏板应能自动回到初始位置。同理，驾驶员在踩踏制动踏板或加速踏板后，制动踏板或加速踏板也应随驾驶员踩踏而发生位移，如果驾驶员把脚松开，制动踏板或加速踏板也应能自动回到初始位置。

脚踏板行程限位：从离合器踏板的初始位置到离合器踏板能够到达的最大位置之间的距离称为离合器踏板的行程，离合器踏板行程一般在50mm~120mm范围内。从制动踏板的初始位置到制动踏板能够到达的最大位置之间的距离称为制动踏板的行程，制动踏板行程一般在50mm~135mm。从加速踏板的初始位置到加速踏板能够到达的最大位置之间的距离称为加速踏板的行程，加速踏板行程一般在50mm~100mm范围内。

脚踏板信号测量：为了使得模拟驾驶程序与脚踏板状态联动，需要随时知道脚踏板的状态，因此就需要在脚踏板装置上安装传感器，用于对脚踏板状态进行实时检测。

以下描述现有常见的驾驶模拟器脚踏板装置：

在脚踏板自动回位功能方面，现有方案中，有的采用拉伸弹簧获得弹力来实现脚踏板自动回位，这种方案一般在踏板杠杆一端接有弹簧，操作者在用脚踩踏脚踏铁板时，脚踏铁板受力向下运动，弹簧被拉伸，根据杠杆原理，脚踏铁板受到反作用力，操作者抬起脚不再踩踏脚踏铁板时，脚踏板在弹力的作用下自动回到初始位置。这种方案的优点是弹簧结构较为简单，缺点是弹簧受到较大的拉力，弹簧拉钩易变形而使弹簧滑脱，存在一定的安全隐患，并且该方案必须另外设计脚踏板信号测量结构，使结构变得复杂，另外该方案中踏板杠杆较长，在驾驶模拟器中占据很大空间，剩余空间只能安装简单的转向机构，无法安装如电机反馈转向机构；有的采用压缩弹簧获得弹力来实现脚踏板自动回位功能，这种方案也是根据杠杆原理，在踏板杠杆末端接有铁片，铁片再连接杠杆支撑轴，弹簧穿入杠杆支撑轴，利用弹簧的压缩获得弹力，这种方案的优点是弹簧被限制中杠杆支撑轴上，弹簧不会滑脱，安全性高，缺点是踏板杠杆较长，在驾驶模拟器中占据很大空间，导致无法安装电机反馈转向机构。

在脚踏板行程限位方面，现有方案中，一般是利用两根踏板初位限制块来实现，踏板杠杆只能绕旋转轴作定轴转动，在踏板杠杆上下各焊一根踏板初位限制块，用踏板初位限制块限制踏板杠杆的转动范围，从而实现脚踏板行程限位功能。这种方案的优点是结构较为简单，缺点是踏板初位限制块一般要先进行焊接，后安装踏板杠杆及转轴，空间狭小，不易安装和维护。