[发明专利]带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法

权利要求书

1.一种带有圆弧槽的制动踏板机构，包括制动踏板(4)，制动踏板(4)头部设置端板与驾驶员的脚底接触，制动踏板(4)中部设置横向贯通的支点轴孔(5)，支点销轴(7)穿过支点轴孔(5)，制动踏板(4)绕支点销轴(7)轴线旋转，支点销轴(7)通过螺栓连接安装于车架上；制动踏板(4)尾部设置横向贯通的销孔(1)，销轴(8)穿过销孔(1)，销轴(8)与制动主缸活塞推杆通过插销连接，销孔(1)与支点轴孔(5)之间、制动踏板(4)的下底面上设置一个圆弧槽(3)，圆弧槽(3)的弧面与水平放置的运动销轴(6)的外侧面接触，运动销轴(6)与支点销轴(7)平行设置；运动销轴(6)安装于竖直设置的电推杆(2)的杆端，电推杆(2)的筒体安装于车架上；

其特征在于：根据上述带有圆弧槽的制动踏板机构的最优参数确定方法为：

a.以支点轴孔(5)的圆心为坐标系原点(0，0)建立直角坐标系，设运动销轴(6)的圆心初始坐标为(x₁₀，y₁₀)，半径为R₁；销孔(1)的圆心初始坐标设为(x₂₀，y₂₀)；(x₁₀，y₁₀)、(x₂₀，y₂₀)、R₁为根据制动踏板(4)几何尺寸确定的已知参数；

设圆弧槽(3)的圆心初始坐标(x_c0，y_c0)，半径R_c，该3个参数均为未知参数；

设运动销轴(6)与圆弧槽(3)的切点初始坐标为(x_q0，y_q0)，该参数为间接计算参数；

设电推杆(2)单次上升高度为Δ；工作到t时刻电推杆(2)上升高度为h，t时刻运动销轴(6)的圆心(x_1t，y_1t)，圆弧槽(3)圆心(x_ct，y_ct)，运动销轴(6)与圆弧槽(3)的切点坐标(x_qt，y_qt)，销孔(1)的圆心坐标(x_2t，y_2t)；

跟据踏板几何尺寸设定运动销轴(6)坐标(x₁₀，y₁₀)初始变化范围：x₁₀＝x₁₁～x_1n，y₁₀＝y₁₁～y_1n；设圆弧槽(3)半径R_c初始变化范围：R_c＝R_c1～R_cn；电推杆(2)上升高度h范围为：h＝0～h_max；

b.使用循环计算方式，以x₁₀＝x₁₁～x_1n作为第一重循环，即最外层循环；在第一重循环内，以y₁₀＝y₁₁～y_1n为第二重循环进行嵌套；在第二重循环内，以R_c＝R_c1～R_cn为第三重循环进行嵌套；在第三重循环内，以h＝0～h_max为变量作为第四重循环；h为变量的循环为计算过程中最内层循环；在第四重循环中进以下计算：

①电推杆(2)位于初始位置时，根据圆弧槽(3)与运动销轴(6)几何关系得：

x_c0＝x₁₀，y_c0＝y₁₀+R₁-R_c (1-1)

根据切点与运动销轴(6)几何关系得：

x_q0＝x₁₀，y_q0＝y₁₀+R₁ (1-2)

②当电推杆(2)向上移动t时刻，电推杆(2)只在竖直方向运动，因此

x_lt＝x₁₀，y_1t＝y₁₀+h

由于圆弧槽(3)圆心始终与坐标原点距离不变，可知t时刻圆弧槽(3)圆心坐标(x_ct，y_ct)可列下式：

由于圆弧槽(3)始终与运动销轴(6)相切，故t时刻圆弧槽(3)的圆心(x_ct，y_ct)至运动销轴(6)的圆心(x_1t，y_1t)距离保持不变，可列下式：

(x_ct-x_1t)²+(y_ct-y_1t)²＝(R_c-R₁)² (1-4)

联立式(1-3)和(1-4)求解t时刻圆弧槽(3)圆心坐标(x_ct，y_ct)；基于此坐标值，根据圆弧槽(3)与运动销轴(6)的切点几何特性，t时刻运动销轴(6)和圆弧槽(3)切点坐标(x_qt，y_qt)至两圆圆心(x_ct，y_ct)、(x_1t，y_1t)距离分别为各圆半径R_c和R₁，可列下式：

联立式(1-5)和(1-6)，可求解出t时刻运动销轴(6)与圆弧槽(3)的切点坐标(x_qt，y_qt)；以t时刻切点横坐标x_qt与初始位置横坐标x_q0之差的绝对值Δ＝|x_qt-x_q0|，表征出在工作过程中运动销轴(6)和圆弧槽(3)切点横向偏移量；

圆弧槽(3)的圆心坐标(x_ct，y_ct)到销孔(1)初始圆心(x₂₀，y₂₀)距离恒定，销孔(1)运动到t时刻其圆心(x_2t，y_2t)到原点(0，0)距离恒定，可列下式：

(x_2t-x_ct)²+(y_2t-y_ct)²＝(x₂₀-x_c0)²+(y₂₀-y_c0)² (1-8)

联立式(1-7)和(1-8)，解出t时刻销孔(1)圆心坐标(x_2t，y_2t)；以销孔纵坐标y_2t与初始位置纵坐标y₂₀之差h_y，表征出工作过程中踏板端部上升高度；

h_y＝|y_2t-y₂₀|

c.在h为变量的循环中，每循环一次(即x₁₀，y₁₀，R_c均确定，h以Δh为步长从0变化至h_max的过程中)计算一次Δ，在h循环结束后，获取该循环中所有Δ的最大值Δ_max；

d.在R_c为变量循环下(即x₁₀，y₁₀确定，R_c以1为步长，从R_c1变化至R_cn过程中)每一R_cn值，重复c步骤，并将得到的Δ_max值储存至数列PYL1中；

e.在y₁₀为变量循环下(即x₁₀确定，y₁₀以1为步长，从y₁₁变化至y_1n过程中)每一y_1n值，重复d步骤，并将得到的PYL1数列储存至矩形矩阵PYL2中；

f.在x₁₀为变量循环下，每一x_1n值，均重复e步骤，并将得到的矩阵PYL2合并形成新的矩形矩阵PYL3；

g.四重循环完毕后，在PYL3中找出所有已存储的Δ_max中的最小值Δ_m，然后将与Δ_m所对应的圆弧槽(3)的初始坐标(x_c0，y_c0)及其半径R_c的数值作为最优参数。