基本信息
- 项目名称：
- 新型侧压式安全油门
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 与传统的设计相比，此装置将油门踏板受力面旋转90°，呈竖直状态立于刹车踏板右侧，而刹车踏板作用力方向保持不变。由于区别了两个踏板的施力方向——刹车踏板向下、油门踏板向右，因而可以有效避免误踩。另外，在紧急制动时不需要将脚从油门踏板转向刹车踏板，节省了刹车的操作时间。本设计还在现有电子油门信号输出处增加了一块信号处理电路，通过该电路实现自动定速巡航、油门和制动踏板电气互锁、定速巡航自动取消等功能，提高了安全性和舒适性。
- 详细介绍：
- 与传统的刹车油门踏板相比，此装置将油门踏板置于刹车踏板的右侧，并通过滑杆与踏板位移传感器相连。当油门踏板的位置发生变化时，踏板位移传感器会检测油门踏板的行程，并向发动机ECU传递数据，以控制发动机的变速。油门踏板的左侧、刹车踏板的右侧设有一挡板，在右脚处于侧推油门踏板的状态下踩踏刹车踏板时，该挡板会将右脚从侧转状态推回到初始的前直状态，使右脚脱离侧推油门踏板的状态，以达到刹车与油门的互锁功能。 使用时，脚跟着地，脚尖只需适当的向右偏移，便对油门踏板施加了力的作用，此动作相当于平时正常的踩踏油门踏板的动作，使汽车加速;刹车踏板位置不变，踩踏方式同样不变，只需正常踩下即可达到刹车目的。由于区别了刹车和油门踏板的用力方向——刹车踏板向下、油门踏板向右，因而可以降低误踩的机率，节约时间。 具体来讲，最主要的特点与优势有以下几点： 1、油门踏板直立 为减少刹车油门误操作，本装置将油门踏板直立于刹车踏板的右侧，脚偏移的角度较现有装置小很多。操作油门踏板时，脚向右侧压的力约为5.5N（原先往下踩踏油门的力约为35N），符合人体舒适度指数。在操作中不需要将脚从油门踏板转向刹车踏板，节约了刹车的操作时间。 2、设置互锁功能 其一，我们在刹车踏板和油门踏板的中间设有可移动的油门挡板，并和刹车踏板相连。当踩下刹车踏板时，油门挡板会沿着轨道向左偏移，以实现刹车踏板和油门挡板联动，避免刹车油门误操作。 其二，在刹车踏板上安有单向滚针轴承。当脚从加油门右偏的状态下踩刹车时，让脚在下踩的同时，很容易在油门挡板的作用下左偏恢复到初始状态，使脚远离油门踏板，再次起到了双重保险的作用。 3、增加油门信号处理电路 现有汽车采用的电子油门的原理为：油门位置传感器将踏板的机械位移信号转换成电信号传给汽车发动机ECU来控制发动机工作。 本设计在现有电子油门信号输出处增加了一块信号处理电路，通过该电路实现以下功能来提高安全性和舒适性。 1) 自动定速巡航功能； 2) 油门和制动踏板电气互锁功能； 3) 定速巡航自动取消功能。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的和基本思路： 随着我国汽车数量的日益增多，由驾车而引发的事故日渐频繁，给我国的人民生命财产造成了巨大的损失。由于目前汽车的刹车与油门空间位置较远，操作方式相同，极易在突发情况时，使驾车者将油门误当作刹车踩下。为了有效避免误踩，在一定程度上降低事故发生率，提高驾车安全性，本小组结合人机工程学原理，设计了一种新型侧压式安全油门。 作品创新点： 本小组设计了一种新型侧压式安全油门，将油门踏板呈竖直状态立于刹车踏板右侧，踩刹车踏板的作用力方向保持不变，缩短制动过程所需的操作时间；避免刹车、油门的误操作。合理设置加油门时的侧向推力与脚的偏移角度，增加驾车者操作的舒适度。 技术关键和主要技术指标： 1、油门踏板直立 此装置将油门踏板直立于刹车踏板右侧，区别了刹车踏板和油门踏板的施力方向——刹车踏板向下、油门踏板向右，有效避免了误踩。2、设置互锁功能 其一，刹车踏板和油门踏板的中间设有油门挡板。踩下刹车踏板时，油门挡板会沿着轨道向左偏移，使脚复位，避免触碰油门。 其二，刹车踏板上装有单向滚针轴承，配合油门挡板作用，使脚恢复到初始状态，远离油门踏板，也起到互锁功能。 3、增加油门信号处理电路 本设计在现有电子油门信号输出处增加了一块信号处理电路，通过该电路实现自动定速巡航、油门和制动踏板电气互锁、定速巡航自动取消等功能来提高安全性和舒适性。
科学性、先进性
- 目前汽车正常行驶时，驾车者的右脚通常是放在油门踏板上的。需要刹车时，则将右脚抬起，从油门踏板转移到刹车踏板上，然后再踩下，以达到制动的目的。通过查阅资料与实际测算：脚的转移动作需要0.4秒左右。假设汽车以50公里/小时的速度行驶，0.4秒内车辆将向前行驶约5.6米。当遇到危险时，缩短这0.4秒，就很可能因此避免一场车祸的发生。同时，脚频繁在油门踏板和刹车踏板之间转换，极易疲劳。此外，在紧急状况时，驾车者容易误将油门踏板当成刹车踏板踩下，后果不堪设想。 针对以上问题，本小组设计的新型侧压式安全油门将油门踏踩改成侧压。脚不需要转换，大大节省操作时间；刹车与油门操作方式相异，避免误踩。另外，将原有装置脚部偏移角度由35°左右减小到5-10°，将触动油门传感器打开油门的力从35N左右减小到5.5-7.5N，减轻疲劳，提高了驾车的舒适性。同时，在油门位置传感器和汽车发动机ECU之间增加一个信号处理电路，路况良好的情况下可使用定速巡航功能。此装置还设有双重互锁功能，能进一步保证操作的安全性。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型、现场演示、图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 作品的使用说明及技术特点与优势： 正常行驶时，右脚前掌放在刹车踏板上，脚后跟着地，右脚外侧只需适当的向右偏转，对油门踏板施加力的作用，即可使汽车加速。由于刹车踏板位置不变，踩踏方式不变，只需正常踩下，即可达到刹车目的。 由于避免了脚从油门踏板转移到刹车踏板的动作，从而节省了制动时间，提高了安全性。优化了油门踏板结构，减小了施加给油门的作用力。操作舒适、可靠。 作品的适应范围： 此装置适合各式各样的汽车，并能与ABS“防抱死”等系统兼容。既可以在旧车上改装，也可以直接安装在新车上。 推广前景与经济效益预测： 本小组所提出的新型侧压式安全油门，改变了油门的操作方式，克服了现有刹车、油门装置的一些不足。如果新装置能得到相关权威部门的认证与肯定，并被国内外汽车厂商接受的话，大批大量生产的成本将在70-80元左右。此装置如果能在汽车上得到推广应用，其经济效益是相当巨大的。
同类课题研究水平概述
- 查新工作站的查新结论： 针对委托人提供的查新项目的科学技术要点和查新点，使用本报告中所述检索词和检索式，检索了国内外相关专业领域共20个数据库及Internet，共检到相关文献100余篇，其中较为密切相关的文献16篇。经与本查新项目查新点对比分析，得出如下结论： 一、国内部分： 已有一种避免错踩油门当刹车的装置，右脚总是放在刹车踏板上，加油时右脚向外开，用脚尖驱动杠杆弯臂，遇事脚往下踩，脚尖脱离油门，刹车踏板和油门踏板是在一个水平面上，改变油门的方法是靠直角弯臂来操纵的专利；已有一种机动车油门刹车一体化装置，其主要特征是把机动车的油门踏板和刹车踏板合二为一，踏板分为前后两部分，中间在支点的作用下前踩为油门，后踏为刹车的专利；已有较多关于油门刹车共用一个踏板，油门和刹车均为向下踩的专利；已有一种一脚掀、踏式安全型汽车油门与刹车踏板，向上掀为油门踏板，向下踩为刹车踏板的专利；已有一种油门刹车应急制动装置，其特征在于：油门踏板的后端设有弹簧片，弹簧片的下部连接电门导线触片开关，油门踏板的前端底部连接电磁阀开关，电磁阀开关与电磁阀连接，电磁阀连接到刹车系统的专利。 二、国外部分： 已有一种汽车刹车和加速装置，刹车和油门在一条直线上，脚放在加速装置和刹车中间的位置，当脚从加速装置移开脚后跟轻触刹车，刹车即立刻产生作用的专利；已有关于油门刹车共用一个踏板的专利）；已有一种纵向设置的汽车的油门和刹车踏板，将刹车踏板安装在油门踏板的前面的下方，并且踏板在纵向可以自由滑动的专利；已有较多关于油门和刹车组合踏板，脚尖向下踩为油门，脚后跟向下踩为刹车的专利和文献。 综上所述，本查新项目——新型刹车、油门合成装置，油门踏板竖直立于刹车踏板右侧，油门从由向下踩踏改为向右侧压，刹车时油门及其机构通过机械方式(非电磁等方式)右移，国内外均未见相同的公开文献报道。
