申请/专利权人：肇庆学院

申请日：2018-06-04

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN108583547B

主分类号：B60T7/04

分类号：B60T7/04;B60T7/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2018.10.26#实质审查的生效;2018.09.28#公开

摘要：本发明公开了赛车电动可调制动踏板，属于踏板技术总成领域，包括踏板，踏板安装在平台上，所述平台底部通过丝杠螺母连接在由舵机驱动的丝杠上，丝杠通过两端的固定支架铰接在车架上，所述平台底部还固定有滑块，滑块与固定在车架上的与丝杠平行设置的导轨滑动连接；所述平台两侧被U型槽铝板包被，U型槽铝板和平台对应位置上钻设有多个小孔，U型槽铝板和平台通过销轴插入小孔的方式固定连接。本发明通过舵机转动使得固定踏板的平台沿着赛车的纵向进行前后移动，实现对踏板位置的快速调节。

主权项：1.赛车电动可调制动踏板，包括踏板，踏板安装在平台（1）上，其特征在于：所述平台（1）底部通过丝杠螺母（7）连接在由舵机（9）驱动的丝杠（8）上，丝杠（8）通过两端的固定支架（6）铰接在车架上，所述平台（1）底部还固定有滑块（3），滑块（3）与固定在车架上的与丝杠（8）平行设置的导轨（5）滑动连接；所述平台（1）两侧被U型槽铝板（4）包被，U型槽铝板（4）和平台（1）对应位置上钻设有多个小孔，U型槽铝板（4）和平台（1）通过销轴插入小孔的方式固定连接；所述丝杠（8）与舵机输出轴（2）通过三角形结构配合连接；所述丝杠（8）当量摩擦角小于螺旋升角；还包括多个与不同车手相对应的按钮，具体的按钮是5个与主控器连接的控制开关，分别是K1、K2、K3、K4和K5，车架上还设置有检测平台（1）实际位置的限位开关，分别是S1、S2、S3、S4和S5，按钮和限位开关均与主控器连接，主控器为AT89C51单片机，单片机内置具有记忆功能的电控程序，通过控制单片机驱动继电器的开闭时间从而控制舵机的旋转圈数，实现对踏板平台位置的有级式变动，每辆赛车对应固定的五位车手，赛车方向盘上的五个按钮对应五位车手比较舒适的踏板位置，赛车手直接按下与之对应的按钮，就方便快速的到达该赛车手合适的踏板位置；具体的连接关系为：控制开关K1、K2、K3、K4和K5一端均接地，另一端与单片机的引脚1、2、3、4和5连接，同时控制开关K1、K2、K3、K4和K5另一端还分别与电阻R12、R13、R14、R15和R16连接后统一与电阻R17连接后与单片机引脚（21）连接；限位开关S1、S2、S3、S4和S5一端接地，S1、S2、S3、S4和S5另一端分别与单片机的引脚10、11、12、13、和14连接，同时限位开关S1、S2、S3、S4和S5另一端还分别与电阻R7、R8、R9、R10和R11连接后统一与电阻R18连接后与单片机引脚（22）连接；单片机上还通过引脚18和19连接有晶振电路；单片机的引脚（9）处还连接有复位电路，复位电路的具体连接关系为：复位引脚nrst一端与单片机引脚（9）连接，另一端与电阻R22连接后接地，同时复位引脚nrst两端还依次串联有电容C4、复位开关K6；单片机引脚（21）与光耦IC1连接，单片机引脚（22）与光耦IC2连接，光耦IC1与继电器连接后与舵机连接，光耦IC2与另一个继电器连接后与舵机连接；单片机引脚（21）和引脚（22）分别通过隔离光偶控制继电机控制舵机正反转，进而控制踏板的来回运动；操作方法如下：舵机（9）接通12V电源后，通过船型开关控制其输出轴正反转，从而带动丝杠（8）做相应运动，丝杠（8）由固定支架（6）固定在车架上，此时与丝杠（8）转动配合的丝杠螺母（7）也做相应运动，带动丝杠螺母（7）以及与之固连的平台（1）运动，实现预期的前后方向的平移运动，从而达到调节踏板位置的目的；另外带有记忆功能的电控程序选取MCS-51单片机作为控制单元，驱动继电器控制舵机的停止和转动，通过控制继电器的开闭时间来控制舵机（9）的旋转圈数，从而实现根据不同的车手快速准确的在各自舒服的位置停止。

全文数据：赛车电动可调制动踏板技术领域[0001]本发明涉及电动可调制动踏板，属于踏板技术总成领域。背景技术[0002]中国自2〇10年开始引进FSAE赛事以来，各高校车队发展迅猛。由最初的简单零部件模仿设计和机构仿真优化，到注重赛车人机工程学和智能化，技术不断革新。FSAE赛事由多名车手共同完成比赛，由于形体和驾驶习惯等方面的差异，在制动系统方面，一般赛车制动踏板位置具有无法调节、无法快速调节、无级调节，尤其无法无级调节，不合适的位置影响着车手的发挥。发明内容[0003]本发明需要解决的技术问题是提供一种赛车电动可调制动踏板，通过舵机的转动使得固定踏板的平台沿着赛车纵向前后移动，实现对踏板位置的快速调节。[0004]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：赛车电动可调制动踏板，包括踏板，踏板安装在平台上，所述平台底部通过丝杠螺母连接在由舵机驱动的丝杠上，丝杠通过两端的固定支架铰接在车架上，所述平台底部还固定有滑块，滑块与固定在车架上的与丝杠平行设置的导轨滑动连接;所述平台两侧被U型槽铝板包被，U型槽铝板和平台对应位置上钻设有多个小孔，U型槽铝板和平台通过销轴插入小孔的方式固定连接。[0005]本发明技术方案的进一步改进在于:所述导轨平行设置有两根，所述滑块通过螺栓固定在平台底面，所述滑块外侧与u型槽铝板开口侧接触。[0006]本发明技术方案的进一步改进在于:所述丝杠与舵机输出轴通过三角形结构配合连接。[0007]本发明技术方案的进一步改进在于:所述丝杠当量摩擦角小于螺旋升角。[0008]本发明技术方案的进一步改进在于:所述导轨为铝制铣削导轨，所述平台为7075招。[0009]本发明技术方案的进一步改进在于:还包括多个与不同车手相对应的按钮，车架上还设置有检测平台位置的的限位开关，所述按钮和限位开关均与主控器连接，主控器通过限位开关检测平台的实际位置，主控器通过不同按钮的信号驱动舵机转动不同的圈数。[0010]本发明技术方案的进一步改进在于:还包括复位按钮，所述复位按钮与主控器连接。[0011]由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：1本发明将踏板固定在平台上，平台通过丝杠与丝杠螺母的配合实现了赛车踏板位置的可调节性，符合人机工程学的要求；2平台两侧被u型槽铝板包被，增强平台强度；3平台底部两侧还设置有两个滑块，滑块与导轨的配合滑动进一步保证平台以及踏板的稳定性；4丝杠靠近舵机一端呈凸三角形，舵机输出轴一端呈凹三角形，两者可快速配合实现运动的传递；5丝杠当量摩擦角小于螺旋升角，具有自锁性能；6导轨为自制铝制铣削导轨，增加了导轨的强度，同时可以有效防止平台左右晃动；平台为7075铝材料，大大增强了平台结构的刚度，防止了平台的上下晃动，并且采用了合理的去除材料的方案，达到了良好的减重效果；7单片机内置具有记忆功能的电控程序，通过控制单片机驱动继电器的开闭时间从而控制舵机的旋转圈数，实现对踏板平台位置的有级式变动，每辆赛车对应固定的五位车手，赛车方向盘上的五个按钮对应五位车手比较舒适的踏板位置，赛车手直接按下与之对应的按钮，就可以方便快速的到达该赛车手合适的踏板位置，如果该赛车的某位赛车手更换，只要改写电控程序即可，提升了电动可调制动踏板的工作可靠性与智能化水平。附图说明[0012]图1是本发明结构示意图；图2是A处放大图；图3是U型槽铝板主视图；图4是U型槽错板俯视图；图5是电控原理图的一部分；图6是电控原理图的另一部分；其中，1、平台，2、舵机输出轴，3、滑块，4、U型槽铝板，5、导轨，6固定支座，7、丝杠螺母，8、丝杠，9、舵机。具体实施方式[0013]下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：赛车电动可调制动踏板，如图1〜4所示，包括一个踏板，踏板安装在平台1上，平台1的底部固定有丝杠螺母7，丝杠螺母7配合连接在一根受舵机9驱动的丝杠8上，丝杠8的两端铰接有固定支架6,固定支架6固定在车架上。丝杠8和丝杠螺母7的配合将丝杠8的旋转运动转换为平台1的直线平移运动，使得丝杠螺母7带动平台1前后滑动。[0014]平台1底部两侧通过螺栓固定连接有两个滑块3,车架上固定有两条与滑块3配合的导轨5，导轨5与丝杠8平行设置。其中导轨5为自制铝制铣削导轨，增加了导轨的强度，同时可以有效防止平台1左右晃动;平台为7〇75铝材料，大大增强了平台结构的刚度，防止了平台的上下晃动，并且采用了合理的去除材料的方案，经过ANSYS有限元分析（以赛事要求的2000N踩踏力作为工作载荷），达到了良好的减重效果。[0015]平台1两侧被U型槽铝板4包被，U型槽铝板4靠近开口位置钻有一些小孔，平台1上和U型槽铝板4对应位置也钻有一些小孔，二者通过销轴插入小孔的方式固定连接，U型槽铝板4开口一侧侧面和滑块3侧面接触，增加了平台的刚度，防止平台晃动。[0016]丝杠8靠近舵机9一端呈凸三角形，舵机输出轴2—端呈凹三角形，二者配合连接，使得舵机输出轴2带动丝杠8转动，丝杠8的当量摩擦角小于螺旋升角使得赛车电动可调制动踏板具有自锁功能。[0017]本发明还包括多个与不同车手相对应的按钮，具体的按钮可以是5个与主控器连接的控制开关，分别是11、12、13、14和15，车架上还设置有检测平台1实际位置的限位开关，分别是81、32、33、54和85，按钮和限位开关均与主控器连接，主控器为4189〇51单片机，单片机内置具有记忆功能的电控程序，通过控制单片机驱动继电器的开闭时间从而控制舵机的旋转圈数，实现对踏板平台位置的有级式变动，每辆赛车对应固定的五位车手，赛车方向盘上的五个按钮对应五位车手比较舒适的踏板位置，赛车手直接按下与之对应的按钮，就可以方便快速的到达该赛车手合适的踏板位置，如果该赛车的某位赛车手更换，只要改写电控程序即可，提升了电动可调制动踏板的工作可靠性与智能化水平。[0018]具体的连接关系如图5、6所示，11、12、13、14和15—端均接地，另一端与单片机的1、2、3、4和5引脚连接，同时11、12、13、14和15另一端还分别与1?12、1?13、1?14、1?15和1^6连接后统一与R17连接后与单片机21引脚连接;31、82、83、84和35—端接地，31、32、33、84和35另一端分别与单片机的1〇、11、12、13、和14引脚连接，同时81、82、33、84和35另一端还分别与1?7、1?8、1?9、1?10和1?11连接后统一与1?18连接后与单片机22引脚连接。单片机上还通过引脚18和19连接有晶振电路;单片机的引脚9处还连接有复位电路，复位电路的具体连接关系为：nrst引脚一端与单片机引脚9连接，另一端与电阻R22连接后接地，同时nrst两端还依次串联有电容C4、复位开关K6。单片机引脚21与光耦IC1连接，单片机引脚22与光耦1C2连接，光耦IC1与继电器连接后与舵机连接，光耦IC2与另一个继电器连接后与舵机连接。单片机引脚21和引脚22分别通过隔离光偶控制继电机控制舵机正反转，进而控制踏板的来回运动。[0019]本发明的操作方法如下：_舵机9接通12V电源后，通过船型开关控制其输出轴正反转，从而带动丝杠8做相应运动，丝杠8由固定支座6固定在车架上，此时与丝杠8转动配合的丝杠螺母7也做相应运动，带动丝杠螺母7以及与之固连的平台1运动，实现预期的前后方向的平移运动，从而达到可以调节踏板位置的目的。另外带有记忆功能的电控程序选取MCS_51单片机作为控制单元，驱动继电器控制舵机的停止和转动，通过控制继电器的开闭时间来控制舵机9的旋转圈数，从而实现根据不同的车手快速准确的在各自舒服的位置停止。

权利要求：1.赛车电动可调制动踏板，包括踏板，踏板安装在平台（1上，其特征在于：所述平台1底部通过丝杠螺母7连接在由舵机9驱动的丝杠8上，丝杠8通过两端的固定支架6铰接在车架上，所述平台（1底部还固定有滑块3，滑块3与固定在车架上的与丝杠8平行设置的导轨5滑动连接;所述平台（1两侧被U型槽铝板4包被，U型槽铝板4和平台（1对应位置上钻设有多个小孔，U型槽铝板4和平台（1通过销轴插入小孔的方式固定连接D2.根据权利要求1所述的赛车电动可调制动踏板，其特征在于:所述导轨5平行设置有两根，所述滑块3通过螺栓固定在平台底面，滑块3外侧与U型槽铝板4开口侧接触。3.根据权利要求1所述的赛车电动可调制动踏板，其特征在于:所述丝杠8与舵机输出轴2通过三角形结构配合连接。4.根据权利要求1所述的赛车电动可调制动踏板，其特征在于:所述丝杠8当量摩擦角小于螺旋升角。5.根据权利要求1所述的赛车电动可调制动踏板，其特征在于:所述导轨（5为铝制铣削导轨，所述平台（1为7075铝。6.根据权利要求1所述的赛车电动可调制动踏板，其特征在于:还包括多个与不同车手相对应的按钮，车架上还设置有检测平台（1位置的限位开关，所述按钮和限位开关均与主控器连接，主控器通过限位开关检测平台（1的实际位置，主控器通过不同按钮的信号驱动舵机转动不同的圈数。7.根据权利要求6所述的赛车电动可调制动踏板，其特征在于：还包括复位按钮，所述复位按钮与主控器连接。

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