畢業(yè)設(shè)計(jì)富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置設(shè)計(jì)1

1、目 錄摘 要11緒論31.1汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的發(fā)展概述31.2 目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及不足31.3 油門(mén)防誤踩裝置的發(fā)展趨勢(shì)51.4 設(shè)計(jì)研究的背景、目的以及意義51.4.1 設(shè)計(jì)研究的背景51.4.2 設(shè)計(jì)研究的目的和意義61.5 設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容及各章節(jié)安排62富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置設(shè)計(jì)方案論證82.1 富康汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的組成82.2 富康汽車(chē)變速性能的總結(jié)和分析112.3目前汽車(chē)配備的油門(mén)防誤踩裝置設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)介122.4 富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的設(shè)計(jì)方案的確定142.5 本章小結(jié)153富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的設(shè)計(jì)1631 富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置設(shè)計(jì)思路163.2 富康汽車(chē)油門(mén)防

2、誤踩剎車(chē)裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)163.2.1 防誤踩剎車(chē)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理163.2.2 油門(mén)防誤踩裝置傳感器元件的選型173.2.3 防誤踩剎車(chē)裝置控制系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)173.3 富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩剎車(chē)裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)183.4 富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算213.4.1 齒輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算213.4.2 軸的設(shè)計(jì)243.4.3 軸承的選擇253.4.4 棘輪的設(shè)計(jì)263.4.5彈簧的設(shè)計(jì)273.4.5 箱體的設(shè)計(jì)293.5 本章小結(jié)304 設(shè)計(jì)總結(jié)31結(jié) 論32致 謝33參考文獻(xiàn)34摘 要近幾年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)汽車(chē)的數(shù)量在不斷上升；然而，機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的增多，交通事故發(fā)生的頻

3、率更大。駕駛過(guò)程中的安全事故也愈發(fā)的凸現(xiàn)出來(lái)。人們愈加重視司機(jī)在駕駛過(guò)程中的錯(cuò)誤操作。在對(duì)失誤操作原因加以分析以后，發(fā)現(xiàn)，在緊急剎車(chē)時(shí)，將油門(mén)誤當(dāng)為剎車(chē)的情況占了很大的比例。現(xiàn)如今，在中國(guó)國(guó)內(nèi)，配有防誤踩裝置的汽車(chē)很少，即便是有，成本也相對(duì)較高。因此，出現(xiàn)了很多防誤踩裝置。思路基本上都是在遇到緊急情況是使油門(mén)失效，而制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，從而達(dá)到避免交通事故的目的。本設(shè)計(jì)的構(gòu)想也是如此，在分析和研究了富康轎車(chē)制動(dòng)及變速系統(tǒng)以后，再加上對(duì)汽車(chē)防誤踩裝置的總體結(jié)構(gòu)，功能以及實(shí)現(xiàn)的仔細(xì)研究，決定將單片機(jī)壓力開(kāi)關(guān)傳感器傳遞的數(shù)據(jù)與事先設(shè)定好的數(shù)據(jù)通過(guò)智能化控制進(jìn)行對(duì)比從而判斷是否為誤踩，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的智

4、能控制防誤踩機(jī)構(gòu)的工作，達(dá)到汽車(chē)油門(mén)防誤踩的目的。研究設(shè)計(jì)的汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的特點(diǎn)是基本原理簡(jiǎn)單、對(duì)駕駛員踩踏油門(mén)的意圖判斷靈敏；此外，這種方案的確定對(duì)汽車(chē)本身的結(jié)構(gòu)改變很少，安裝拆卸都很方便，所以它的通用性好，可實(shí)現(xiàn)大范圍的推廣，因此，汽車(chē)功能更加完善，安全性能更高。關(guān)鍵詞：富康轎車(chē)；油門(mén)防誤踩裝置；控制系統(tǒng)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)；計(jì)算abstractin recent years, along with the development of economy, in china the number of cars is constantly increased. with the increa

5、sing number of motor vehicle , the frequency of traffic accidents increased also. people pay more attention to the wrong operation of the driver in the driving process. by analyzing the reasons of mistakes, in emergency braking, the throttle mistaken for brake makes a large part.now ,in china, the e

6、quipment of anti-walked on the device auto is rare but is not completely existence. the ideas of those devices are basically in case of emergency throttle failure, while the brake system to work, so as to achieve the purpose of avoiding traffic accidents. the idea of this design is the same.after th

7、e analysis and studies with the overall structure, function, automobile anti-walked on the device and the realization of a careful study of the fukang cars brake and transmission system , i decided to single-chip pressure switch sensors pass data and pre-configured data through intelligent control c

8、ompared to determine if it will walk on.enabling the mcu intelligent control nti mistakenly step on the work of the institutions, to achieve the purpose of automotive throttle anti walked on. research and design of automotive throttle anti-walked on the device characteristics is the basic principle

9、is simple, sensitive judgment on the intent of the driver stampede throttle. in addition, this program changed the structure of the car itself small, easy installation and removal. its versatility, can achieve a wide range of promotion, therefore, automobile more complete, higher safety performance

10、keywords: fukang cars; throttle anti-walked on the device; control system executive body; design ; calculate 1緒論1.1汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的發(fā)展概述人民的生活水平在改革開(kāi)放以后有了很大程度的提高，越來(lái)越多的人有能力購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)，汽車(chē)成了人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕煌üぞ?。近幾年?lái)我國(guó)汽車(chē)數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了三千五百萬(wàn)輛。機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的不斷增多，交通事故也隨之增多。汽車(chē)駕駛過(guò)程中的安全問(wèn)題也日益明顯，尤其是在駕駛過(guò)程中，由司機(jī)的錯(cuò)誤操作所造成的交通事故屢見(jiàn)不鮮。造成這一現(xiàn)象的原因絕大部分是因?yàn)閯x車(chē)和油

11、門(mén)都由右腳控制，駕駛過(guò)程中，右腳踩油門(mén)，發(fā)生緊急情況的時(shí)候，需要把右腳從油門(mén)移到剎車(chē)并且用力踩下剎車(chē)才能制動(dòng)。然而，在遇到緊急情況的時(shí)候，過(guò)于緊張往往會(huì)造成注意力不能夠高度集中，很容易在慌忙中出錯(cuò)，誤把油門(mén)當(dāng)剎車(chē)，這樣，汽車(chē)非但不會(huì)停下來(lái)，反而會(huì)加速前進(jìn)，進(jìn)而造成更加嚴(yán)重的交通事故。然而，駕駛過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤操作并不是單一的因素造成的，想要杜絕駕駛過(guò)程中的錯(cuò)誤操作幾乎是不可能的。為了解決這一難題，唯有采用科學(xué)技術(shù)，運(yùn)用科學(xué)手段，才能夠避免。即便司機(jī)在駕駛過(guò)程中踩錯(cuò)了，把油門(mén)當(dāng)成了剎車(chē)，著也無(wú)所謂，這個(gè)時(shí)候，只要能讓發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，就可以避免交通事故，利人利己。怎樣才能夠更好的避免駕駛過(guò)程中有錯(cuò)誤

12、操作所引起的交通事故？ 為了實(shí)現(xiàn)這一目的，加大力度研究能夠在錯(cuò)誤操作后仍能避免交通事故的設(shè)備亟不可待。1.2 目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及不足總的來(lái)說(shuō)，造成駕駛中錯(cuò)誤操作的原因是多種多樣的，如：一、對(duì)于缺乏駕駛經(jīng)驗(yàn)的新手，在駕駛過(guò)程中更加容易緊張，在遇到突發(fā)情況的時(shí)候，會(huì)更加的手足無(wú)措，慌亂之中更容易出錯(cuò)。二、盡管是教師技術(shù)純熟的司機(jī)也有可能由于身體因素（如身體欠佳時(shí)想的和做的不一致）而導(dǎo)致失誤也是常有的事。三、在天氣晴朗、路況較好的情況下，駕駛員的心理咋會(huì)被麻痹，進(jìn)而放松警惕，在思想不集中的情況下遇到緊急情況就會(huì)措手不及，導(dǎo)致錯(cuò)誤操作。四、長(zhǎng)時(shí)間的駕駛會(huì)使身體和心理均處于疲勞狀態(tài)，這樣就會(huì)

13、造成思維不夠敏捷，反應(yīng)遲鈍，造成事故。五、酒后駕駛則是造成錯(cuò)誤操作的慣常因素。人在飲酒以后，神經(jīng)中樞會(huì)被抑制，同樣受到抑制的還有大腦神經(jīng)系統(tǒng)，判斷能力等平時(shí)很靈敏的功能系統(tǒng)會(huì)變得遲鈍，在遇到緊急情況的時(shí)候往往會(huì)反應(yīng)不過(guò)來(lái)，最終導(dǎo)致悲劇。目前，這樣的問(wèn)題已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，很多相關(guān)方面的專(zhuān)家都相繼提出了這些方面的一些技術(shù)方案。而對(duì)于現(xiàn)今情況，我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)上本身?yè)碛羞@種有效的油門(mén)防誤踩裝置的車(chē)型非常少見(jiàn)主要是針對(duì)極少量得高檔轎車(chē)配備了那種高成本的油門(mén)防誤踩裝置。因此，很多低成本的油門(mén)防誤踩裝置就被設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出來(lái)了。主要有下面幾種設(shè)計(jì)：（一）依照踩踏油門(mén)力的大小來(lái)判斷是否為誤操作。這種設(shè)計(jì)的主要

14、缺點(diǎn)在于在實(shí)現(xiàn)制動(dòng)過(guò)程中是先加速然后才剎車(chē)，這樣就需要較大的停車(chē)距離，因此并不安全。這種設(shè)計(jì)效果也不理想。（二）在設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)⒂烷T(mén)和剎車(chē)結(jié)合在一起。這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：操作時(shí)需要前腳掌用力踩下結(jié)合踏板來(lái)實(shí)現(xiàn)油門(mén)操作。認(rèn)為因素對(duì)此設(shè)計(jì)有很大影響，因?yàn)檫@必定會(huì)改變?nèi)藗冃闹屑榷ǖ钠?chē)駕駛模式，絕大多數(shù)人難以接受。（三）利用超聲波或者是紅外線來(lái)感應(yīng)車(chē)輛前面的障礙物從而使車(chē)輛緊急剎車(chē)，這種設(shè)計(jì)的不便之處在于當(dāng)前方障礙物較大的情況下或是情況單一時(shí)，效果明顯，其他情況則不確定。（四）踩油門(mén)的時(shí)間可以通過(guò)傳感器測(cè)定。是否是誤踩就是看油門(mén)踏板踏下的快慢，過(guò)快，則是誤踩。此設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)便是反應(yīng)時(shí)間，及時(shí)制動(dòng)的可能性不

15、大。 依照機(jī)械原理開(kāi)發(fā)出來(lái)的現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)防誤踩裝置設(shè)計(jì)存在一些共同的缺點(diǎn)：當(dāng)駕駛?cè)藛T急踩油門(mén)的時(shí)候，汽車(chē)就會(huì)實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)。但是，現(xiàn)實(shí)生活中，很多情況下的急踩油門(mén)都不一定是屬于誤操作，也就是不一定是誤踩油門(mén)，例如高速公路上的超車(chē)等，都是通過(guò)急踩油門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣，也就凸顯了我們國(guó)內(nèi)防誤踩裝置的一個(gè)重大缺陷：沒(méi)有智能判斷的能力，不能準(zhǔn)確的判斷到底什么時(shí)候是正常情況什么時(shí)候是非正常情況。比如說(shuō)，當(dāng)駕駛?cè)藛T需要超車(chē)或其他什么情況的時(shí)候，就需要加速，也就是需要急踩油門(mén)，那么這種情況下，防誤踩裝置就無(wú)法判斷而實(shí)現(xiàn)它自己的正常工作，緊急制動(dòng)，阻止加速。這種情況下的緊急制動(dòng)很可能會(huì)使本身沒(méi)有心理準(zhǔn)備的駕駛?cè)藛T因

16、為突發(fā)情況受傷。通過(guò)以上的分析，上面提到的防誤踩裝置是有缺陷的： (1)大多數(shù)空有理論，尚未制成實(shí)物；(2)成本過(guò)高，不易普及；(3)沒(méi)有切實(shí)考慮汽車(chē)結(jié)構(gòu)的方案可行性仍然有待考證。 (4)判斷情況不明，實(shí)現(xiàn)的功能不齊全?？梢詫?shí)現(xiàn)油門(mén)防誤踩和剎車(chē)，但是不及時(shí)緊急剎車(chē)，仍然有很大的可能造成交通事故。在情況緊急的時(shí)候，把油門(mén)誤踩為剎車(chē)時(shí)常發(fā)生。目前，尚未出現(xiàn)有效的防止誤踩的設(shè)計(jì)運(yùn)用于汽車(chē)上。因而，深入的研究汽車(chē)防誤踩設(shè)備是很有必要的，以較低的成本將設(shè)計(jì)由理論變?yōu)閷?shí)物，更是勢(shì)在必行。1.3 油門(mén)防誤踩裝置的發(fā)展趨勢(shì)改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量持續(xù)上漲，交通事故頻頻發(fā)生，交通事故與死亡人數(shù)居

17、世界第一。從2000年到2005年，平均每年，中國(guó)gdp的l3消耗于交通事故造成的意外，這一數(shù)據(jù)高于我國(guó)在公眾衛(wèi)生服務(wù)以及農(nóng)村責(zé)任教育上的財(cái)政預(yù)算。醫(yī)院有超過(guò)四分之一的病人來(lái)于交通意外，這給本道路交通部門(mén)和醫(yī)療服務(wù)部門(mén)造成了相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)。在構(gòu)建和諧社會(huì)、創(chuàng)建社會(huì)主義現(xiàn)代化文明的今天，大力發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的多功能性和高安全性是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。1.4 設(shè)計(jì)研究的背景、目的以及意義全套圖紙 qq：3607025011.4.1 設(shè)計(jì)研究的背景現(xiàn)今，隨著生活水平的提高，越來(lái)越多的人購(gòu)買(mǎi)了汽車(chē)，駕車(chē)出行的人數(shù)量劇增，駕車(chē)過(guò)程中，踩剎車(chē)是駕駛者使用頻率較高的一項(xiàng)操作，然而，剎車(chē)踏板緊挨著油門(mén)踏板，

18、在遇到緊急情況時(shí)，誤把油門(mén)當(dāng)作剎車(chē)操作的事例屢見(jiàn)不鮮（例如新手駕車(chē)經(jīng)驗(yàn)不足；酒后駕車(chē)反應(yīng)混亂及女性駕駛員在遇到緊急情況時(shí)容易緊張），種種原因都會(huì)導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。駕駛者把油門(mén)當(dāng)剎車(chē)踩，這樣的錯(cuò)誤操作會(huì)導(dǎo)致極為嚴(yán)重的交通事故!高速公路上市場(chǎng)發(fā)生的連環(huán)撞車(chē)事件，駕駛著車(chē)輛沖入河中或人群中等等，這類(lèi)事故的調(diào)查結(jié)果大多都是由于駕駛員誤把油門(mén)當(dāng)剎車(chē)所致。鑒于這種狀況，本課題著力研究設(shè)計(jì)一個(gè)智能的防誤踩油門(mén)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)利用傳感器、單片機(jī)、執(zhí)行器的電子智能結(jié)構(gòu)，智能快速準(zhǔn)確的解決上述問(wèn)題。1.4.2 設(shè)計(jì)研究的目的和意義目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，通過(guò)運(yùn)用壓力傳感器收集汽車(chē)油門(mén)踏板的受力值，通過(guò)的

19、單片機(jī)中預(yù)設(shè)的程序智能的判斷駕駛者踩油門(mén)的操作的真正意圖，在解決防誤踩油門(mén)的同時(shí)，依照智能化的系統(tǒng)解決機(jī)械裝置無(wú)法判斷駕駛者是誤踩油門(mén)了還是需要急加速這個(gè)問(wèn)題的，最終通過(guò)解決誤踩油門(mén)的現(xiàn)象，更有效地減少交通事故的發(fā)生，使汽車(chē)操作更加智能化，進(jìn)一步完善汽車(chē)安全系統(tǒng)，提高汽車(chē)安全性能。意義：目前，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)多功能性和高安全性汽車(chē)的需求將不斷增加，為了滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求,有必要深入研究汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置。雖然已有很多類(lèi)型的汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置在我國(guó)出現(xiàn)，然而很多都存在設(shè)計(jì)和研究的缺陷，有些專(zhuān)利的可行性還有待考證，沒(méi)有考慮到汽車(chē)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；大部分僅限于理論，目前為止尚未出現(xiàn)實(shí)物；并且成本過(guò)高

20、，不易普及；最關(guān)鍵的是只可以防止油門(mén)被誤踩，卻沒(méi)有辦法及時(shí)剎車(chē)。因此，這樣的設(shè)計(jì)依舊會(huì)因?yàn)闆](méi)有及時(shí)剎車(chē)而造成交通事故。由此可見(jiàn)，本課題的研究有助于我國(guó)多功能性和高安全性汽車(chē)的的發(fā)展，在滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求的同時(shí)降低交通事故的發(fā)生頻率，為國(guó)家減少一定的經(jīng)濟(jì)損失。從行業(yè)的發(fā)展來(lái)看的前景來(lái)看，改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)發(fā)展速度雖在不斷加快，然而現(xiàn)有的一些汽車(chē)產(chǎn)品的核心技術(shù)絕大部分源于國(guó)外，國(guó)外的汽車(chē)工業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先與我國(guó)并且不斷應(yīng)用新技術(shù)，使得汽車(chē)的多功能性和高安全性日益提高。本設(shè)計(jì)的研究有助于我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并且提高其在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，縮減我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和國(guó)際汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的差距，爭(zhēng)取為汽車(chē)市場(chǎng)帶來(lái)更多的機(jī)

21、遇。此外，從我個(gè)人的發(fā)展來(lái)看，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我可以更深入的了解現(xiàn)代的許多先進(jìn)技術(shù)，特別是一些新技術(shù)的使用，這不僅可以為舊有的知識(shí)注入新鮮的血液，為以后的發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn)，有助于我將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作。1.5 設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容及各章節(jié)安排本設(shè)計(jì)涉及兩部分內(nèi)容：汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝，及整體連接和整合。執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝是指?jìng)鞲衅?、步進(jìn)電機(jī)的選取以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝是指單片機(jī)硬件等各部分的固定安裝及軟件的編程調(diào)試，即實(shí)現(xiàn)單片機(jī)分析判斷、發(fā)出指令功能的程序的編寫(xiě)和調(diào)試。系統(tǒng)的基本工作原理：在駕駛者急踩油門(mén)操作過(guò)程完成之后，此系統(tǒng)開(kāi)始工作。壓力傳感器收集在緊急情況

22、下駕駛員踩踏油門(mén)踏板的壓力數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)通過(guò)預(yù)先設(shè)定的程序分析判斷，然后發(fā)出指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)此指令做出相應(yīng)的反應(yīng)。本論文的主要章節(jié)如下：第一章 描述了防誤踩裝置的發(fā)展、國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展、防誤踩裝置的發(fā)展趨勢(shì)以及現(xiàn)有防誤踩裝置的不足，最后得出本設(shè)計(jì)的背景以及意義。第二章 通過(guò)對(duì)富康轎車(chē)的變速系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)的研究，并對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查和研究，并搜集了大量的資料，通過(guò)進(jìn)一步對(duì)國(guó)內(nèi)外一些現(xiàn)有的汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置專(zhuān)利的總體結(jié)構(gòu)，功能實(shí)現(xiàn)的可行性以及技術(shù)要求綜合分析，決定在富康轎車(chē)上采用智能化控制和機(jī)械執(zhí)行的方案即單片機(jī)將壓力開(kāi)關(guān)傳感器傳遞過(guò)來(lái)的

23、數(shù)據(jù)，與單片機(jī)中預(yù)先設(shè)定的臨界值比較，判斷是否誤踩，根據(jù)判斷的結(jié)果，通過(guò)單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)控制噴油器是否噴油并帶動(dòng)制動(dòng)踏板牽引裝置實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)，減少交通事故的發(fā)生?；谄?chē)本身的結(jié)構(gòu)，此誤踩裝置采用外接式，方便安裝和拆卸。 第三章 根據(jù)確定的富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的方案，對(duì)本課題研究的防誤踩裝置的控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，研究、設(shè)計(jì)并且計(jì)算本設(shè)計(jì)中需要用到的關(guān)鍵零件。2富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置設(shè)計(jì)方案論證2.1 富康汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的組成富康汽車(chē)的車(chē)輪制動(dòng)器采用的是具有磨損間隙自動(dòng)補(bǔ)償功能的前盤(pán)后鼓式結(jié)構(gòu)。左右前輪制動(dòng)器是采用單活塞單浮動(dòng)鉗盤(pán)式結(jié)構(gòu);左右后輪制動(dòng)器是采用簡(jiǎn)單非平衡鼓式制動(dòng)

24、器。前后輪共用一套制動(dòng)裝置，并通過(guò)拉索拉動(dòng)杠桿張開(kāi)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)來(lái)駐車(chē)制動(dòng)的操縱。富康汽車(chē)制動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖示：圖2.1 富康汽車(chē)制動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖蝶式剎車(chē)又叫盤(pán)式剎車(chē)，富康汽車(chē)的剎車(chē)系統(tǒng)則主要是采用普通剎車(chē)和通風(fēng)剎車(chē)兩種；其中，通風(fēng)盤(pán)式剎車(chē)是在盤(pán)面上鉆出許多圓形通風(fēng)孔，或是在盤(pán)的端面上割出通風(fēng)槽或預(yù)制出矩形的通風(fēng)孔。通風(fēng)盤(pán)式剎車(chē)?yán)蔑L(fēng)流作用，其冷卻效果要比普通盤(pán)式剎車(chē)更好?？偟膩?lái)說(shuō)通風(fēng)盤(pán)式剎車(chē)?yán)鋮s效果比普通盤(pán)式剎車(chē)好。下面是通風(fēng)碟式剎車(chē)簡(jiǎn)圖：圖2.2 碟式剎車(chē)示意圖通風(fēng)蝶式剎車(chē)的工作原理，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)碟式剎車(chē)是通過(guò)靜止的剎車(chē)盤(pán)片。來(lái)夾住剎車(chē)碟盤(pán)進(jìn)而產(chǎn)生較大的摩擦力，其中摩擦片隨著剎車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣產(chǎn)生的摩擦力會(huì)

25、使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度降低或者停止轉(zhuǎn)動(dòng)起到制動(dòng)的目的。當(dāng)我們踩下剎車(chē)踏板時(shí)，推動(dòng)總泵內(nèi)的活塞做功，油路中的壓力增大。壓力通過(guò)液壓油路傳遞到剎車(chē)分泵上面推動(dòng)分泵活塞做功，產(chǎn)生壓力，使剎車(chē)片夾緊剎車(chē)盤(pán)，產(chǎn)生摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的減速和制動(dòng)。 鼓式剎車(chē)的組成包括剎車(chē)底板、剎車(chē)分泵、剎車(chē)蹄片、連桿、彈簧、銷(xiāo)釘、剎車(chē)鼓等鼓式剎車(chē)的原理是利用液壓將裝置于剎車(chē)鼓內(nèi)之剎車(chē)片往外推，使剎車(chē)片與隨著車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的剎車(chē)鼓之內(nèi)面摩擦，而產(chǎn)生剎車(chē)的效果。鼓式剎車(chē)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖：1.剎車(chē)人分裂 ，2.摩擦襯片，3間隙調(diào)節(jié)桿，4回位彈簧圖2.3 鼓式剎車(chē)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意圖在鼓式剎車(chē)中，形狀像鼓的鑄件是剎車(chē)鼓。剎車(chē)力矩位于鼓式剎車(chē)內(nèi)面，在剎車(chē)力矩相同

26、時(shí)，其剎車(chē)裝置的直徑遠(yuǎn)小于盤(pán)式剎車(chē)。鼓式剎車(chē)的原理則是剎車(chē)鼓中的剎車(chē)片摩擦和車(chē)輪一起裝懂的剎車(chē)鼓，通過(guò)過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦力來(lái)減低車(chē)速。富康轎車(chē)采用了液壓真空助力雙管路對(duì)角分開(kāi)式制動(dòng)系統(tǒng)，使汽車(chē)行駛的安全性大大提高。在制動(dòng)系統(tǒng)某部分失效時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作，并且能夠保持一般的制動(dòng)力。另外，富康轎車(chē)還配備了后輪制動(dòng)液壓比例閥，令前后輪制動(dòng)力的分配更加合理，使得后輪不會(huì)完全抱死，即不會(huì)產(chǎn)生明顯的車(chē)輪拖痕,從而減少因后輪抱死而側(cè)滑的危險(xiǎn)。圖2.4 富康汽車(chē)制動(dòng)裝置簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖通過(guò)對(duì)資料的搜集可知，富康作為90年代的經(jīng)典車(chē)型，其配置了比例閥的制動(dòng)系統(tǒng)的表現(xiàn)在同時(shí)代的車(chē)型中是比較出色的。相對(duì)于同為“老三樣”的

27、桑塔納，捷達(dá)，通過(guò)單純?cè)龃笾苿?dòng)力分配系數(shù)已達(dá)到滯后后輪抱死時(shí)間的做法，比例閥的使用不僅避免了后輪抱死工況的出現(xiàn)，同時(shí)也令制動(dòng)效率大幅提高，這無(wú)疑是較為先進(jìn)的。但是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，abs、asr 等先進(jìn)電子控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和成熟，機(jī)械式調(diào)節(jié)已經(jīng)愈發(fā)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代汽車(chē)的性能要求?？傊?，從目前的趨勢(shì)來(lái)看，機(jī)械式調(diào)節(jié)系統(tǒng)必將也正在被方興未艾的電子控制技術(shù)所取代。2.2 富康汽車(chē)變速性能的總結(jié)和分析對(duì)整個(gè)富康汽車(chē)來(lái)說(shuō)自動(dòng)種變速器產(chǎn)品占絕大部分市場(chǎng)份額。自動(dòng)變速器箱的組成包括：電子控制部分、液壓控制部分和機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。對(duì)整個(gè)變速箱來(lái)說(shuō)，行星齒輪變速器是機(jī)械部分最主要的結(jié)構(gòu)，變速器的性能和壽命都取決于它。

28、下面是富康汽車(chē)自動(dòng)變速器圖：圖2.5 富康汽車(chē)自動(dòng)變速箱簡(jiǎn)單示意圖從圖上我們可以看到，三個(gè)較大的純機(jī)械部分構(gòu)成了富康汽車(chē)自動(dòng)變速器。在這三個(gè)部分中，發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體上固定有變矩器的泵輪，而且輸入軸與渦輪是連接在一起的，而變矩器的作用則是保證能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩準(zhǔn)確無(wú)誤的傳遞到變速器的輸入軸上面。大家都知道，兩種不同工作狀態(tài)下得變矩器有兩種不同的功能實(shí)現(xiàn)方式。當(dāng)變矩器是處于閉鎖狀態(tài)時(shí)，也就是非正常情況時(shí)，與之相連接的離合器電磁閥就會(huì)被鎖定。這個(gè)時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力就會(huì)不經(jīng)過(guò)其他而直接傳遞到輸入軸上面，實(shí)現(xiàn)功能目的。而當(dāng)變矩器的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，也就是從鎖定狀態(tài)變?yōu)樽兙貭顟B(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力則會(huì)通過(guò)泵輪間

29、接的傳遞給渦輪。變速功能的實(shí)現(xiàn)是利用行星齒輪系來(lái)控制閥體；液壓系統(tǒng)來(lái)控制離合器和控制器并保證液壓系統(tǒng)控制離合器和控制器的電磁閥。變速部件的安裝在變速箱體的內(nèi)部。自動(dòng)變速器的控制相對(duì)而言比較困難，為什么呢？ 因?yàn)樗旧砭褪且粋€(gè)既有多輸入又有多輸出的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。一旦控制不好，或是控制不穩(wěn)定。駕駛?cè)藛T的自身安全就會(huì)受到影響。目前富康車(chē)的自動(dòng)變速裝置采用的是通過(guò)模糊控制理論對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器來(lái)雙向控制的模糊控制技術(shù)。這種新型的技術(shù)能夠根據(jù)路面的狀況，車(chē)輛的行駛速度，駕駛?cè)藛T的操作意識(shí)和外部環(huán)境，天氣狀況及汽車(chē)本身的載重量等進(jìn)行中和的比較分析來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋變速。優(yōu)點(diǎn)很多，但是缺陷也大量存在。2.3目前

30、汽車(chē)配備的油門(mén)防誤踩裝置設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)介汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的課題，關(guān)系人身安全，早已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，然而卻一直沒(méi)能得到很好的解決。目前我國(guó)在這一領(lǐng)域研究還是比較落后的，至少在專(zhuān)利這一塊，我們國(guó)家是不能與國(guó)外相比的?，F(xiàn)今，汽車(chē)市場(chǎng)上擁有有效的油門(mén)防誤踩裝置的車(chē)型十分罕見(jiàn)，只有極為少量的高檔車(chē)配備了汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置，而且配備的成本較高。鑒于上述狀況，許多種類(lèi)的防誤踩油門(mén)裝置應(yīng)運(yùn)而生，相繼提出了一些技術(shù)方案并申請(qǐng)了專(zhuān)利，這些國(guó)內(nèi)已有的防誤踩油門(mén)裝置有的主要是依照機(jī)械原理開(kāi)發(fā)的，這些裝置存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)：只要駕駛者急踩油，會(huì)導(dǎo)致緊急制動(dòng)。然而，在現(xiàn)實(shí)生活中駕駛者在駕車(chē)過(guò)程中，急踩油門(mén)這一操作并不一定

31、都是誤踩油門(mén)，例如在高速上超車(chē)是經(jīng)常發(fā)生的，駕駛者往往都是通過(guò)急踩油門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)超車(chē)的。因此，現(xiàn)有的油門(mén)誤踩裝置就存在這樣的一個(gè)重大缺陷：當(dāng)駕駛者遇到需要超車(chē)或其他情況時(shí)，需要急加速時(shí)，如果車(chē)上安裝了上述的防誤踩油門(mén)裝置，由于此裝置為非智能的，無(wú)法判斷駕駛者是誤踩油門(mén)了還是需要急加速，其仍然采取緊急制動(dòng)，阻止駕駛者加速，并且這樣情況下的緊急制動(dòng)很可能會(huì)使根本沒(méi)有心理準(zhǔn)備的駕駛者受傷。此外，有的油門(mén)防誤踩裝置雖然利用傳動(dòng)器來(lái)判斷駕駛者是否誤踩油門(mén)，但設(shè)計(jì)成本高，對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)可靠性要求高，且附加功能實(shí)際意義差，有的甚至對(duì)原車(chē)結(jié)構(gòu)改變非常大。下面是幾種汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單介紹，如表示：表2.3

32、.1 油門(mén)防誤踩裝置的分析控制方案基本思路特點(diǎn)分析純機(jī)械控制方案利用踏板油門(mén)踏板力度觸發(fā)緊急制動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：基本原理簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：對(duì)原車(chē)結(jié)構(gòu)改造過(guò)多，通用性差，不利于產(chǎn)品化及繼電器自鎖控制方案利用壓力開(kāi)關(guān)傳感器控制多觸電繼感器，并將電路連接成常規(guī)自鎖電路，通過(guò)繼電器間接控制噴油器電路和制動(dòng)踏板牽引裝置優(yōu)點(diǎn)：對(duì)原車(chē)結(jié)構(gòu)改造少，控制原理和技術(shù)成熟，通用性好，利于產(chǎn)品化，成功率高缺點(diǎn)：多觸點(diǎn)繼電器電氣接觸點(diǎn)多，容易出現(xiàn)接觸不良故障，可靠性差機(jī)電一體化控制方案用壓力開(kāi)關(guān)傳感器觸發(fā)電子控制電路，進(jìn)而控制噴油器電路和制動(dòng)踏板牽引裝置優(yōu)點(diǎn)：對(duì)原車(chē)結(jié)構(gòu)改造少，可靠性高，成本低，通用性好，利于產(chǎn)品化。缺點(diǎn)：電路設(shè)計(jì)要

33、求高智能化控制方案用單片機(jī)檢測(cè)壓力開(kāi)關(guān)傳感器狀態(tài)，通過(guò)單片機(jī)控制噴油器電路和制動(dòng)踏板牽引裝置優(yōu)點(diǎn)：對(duì)原車(chē)結(jié)構(gòu)改造少，可實(shí)現(xiàn)其它附加的智能控制，通用性好，調(diào)試簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)成本高，對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)可靠性要求高，且附加功能實(shí)際意義差。2.4 富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的設(shè)計(jì)方案的確定汽車(chē)安全事故越來(lái)越多的成為關(guān)注的焦點(diǎn)，防誤踩裝置的迫切需要，也越來(lái)越多的人生安全問(wèn)題被考慮到防誤踩的研究范圍內(nèi)，雖然國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究人員做了大量研究工作，然而卻一直沒(méi)能得到很好的解決。綜上所述，目前市面上的汽車(chē)油門(mén)防裝置大多都存在以下缺陷：1、純機(jī)械式的油門(mén)踏板和制動(dòng)踏板的結(jié)合設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)改變了駕駛?cè)藛T本身的操作習(xí)慣，使之難

34、以適應(yīng)這種操作方式，人為因素影響較大，不便于推廣使用。2、補(bǔ)救裝置的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)在不改變?cè)胁僮髁?xí)慣的基礎(chǔ)上，采用油門(mén)防誤踩踏板直接緊急制動(dòng)的純機(jī)械補(bǔ)救裝置設(shè)計(jì)，但是不便于安裝、拆卸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)緩慢。3、超聲波測(cè)障設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)反應(yīng)靈敏，設(shè)計(jì)新穎，但對(duì)障礙物要求過(guò)高，不能對(duì)普通的情況有效，不能準(zhǔn)確的判斷操作行為。4、部分功能的實(shí)現(xiàn)，這可以判斷誤踩情況，但是不能及時(shí)的實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。對(duì)防誤踩裝置設(shè)計(jì)方面的大量資料的收集和查閱，我對(duì)這個(gè)領(lǐng)域有了初步的了解和大體的認(rèn)識(shí)，也針對(duì)上述裝置的不足，在前人研究方案的基礎(chǔ)上，做了一些改進(jìn)和延伸發(fā)展。我的設(shè)計(jì)汽車(chē)油門(mén)防誤踩方案為了快速和準(zhǔn)確的判斷油門(mén)踏板的踩

35、踏是否屬于正常操作范疇，采用了機(jī)械構(gòu)件和智能控制系統(tǒng)的結(jié)合設(shè)計(jì)，通過(guò)壓力傳感器采集到的信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行分析和處理，在單片機(jī)預(yù)設(shè)程序的處理下，最快速的得出解決方案并控制機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防誤踩功能。大體上來(lái)講，就是單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)裝置的緊急制動(dòng)和油門(mén)噴油器的閉合。這樣的設(shè)計(jì)更能體現(xiàn)誤踩功能的正確實(shí)現(xiàn)，減少和避免交通事故的發(fā)生。此外，目前很多國(guó)內(nèi)的汽車(chē)所配備的防誤踩裝置大多屬于內(nèi)裝結(jié)構(gòu)，這樣的安裝方式對(duì)原車(chē)改動(dòng)較大，增加了裝置的成本和推廣使用的難度。考慮到富康汽車(chē)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和內(nèi)部剎車(chē)系統(tǒng)的復(fù)雜狀況，我的設(shè)計(jì)為外裝結(jié)構(gòu)，不需要太多的改進(jìn)，簡(jiǎn)單獨(dú)立的裝置設(shè)計(jì)，能更方便的安裝和拆

36、卸，方便維護(hù)等，從操作方面來(lái)說(shuō)基本原理簡(jiǎn)單、對(duì)駕駛員踩踏油門(mén)的意圖判斷靈敏。此外，智能控制調(diào)試非常簡(jiǎn)單，通用性也教好，能更好地實(shí)現(xiàn)油門(mén)防誤踩的功能。富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的工作原理大體情況如下圖示：圖2.6 防誤踩裝置工作原理2.5 本章小結(jié)通過(guò)對(duì)富康轎車(chē)的變速系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)的研究，并對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查和研究，并搜集了大量的資料，通過(guò)進(jìn)一步對(duì)國(guó)內(nèi)外一些現(xiàn)有的汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置專(zhuān)利的總體結(jié)構(gòu)，功能的實(shí)現(xiàn)，技術(shù)的要求以及可行性等多方面進(jìn)行考慮之后，采用智能化控制和機(jī)械執(zhí)行的方案即單片機(jī)將壓力開(kāi)關(guān)傳感器傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，與單片機(jī)中預(yù)先設(shè)定的臨界值比較，判斷是否誤踩，根據(jù)判斷

37、的結(jié)果，通過(guò)單片機(jī)控制噴油器和制動(dòng)踏板牽引裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)防誤踩的功能。此外，設(shè)計(jì)為外裝結(jié)構(gòu)，不需要太多的改進(jìn)，簡(jiǎn)單獨(dú)立的裝置設(shè)計(jì)，能更方便的安裝和拆卸，方便維護(hù)等，從操作方面來(lái)說(shuō)基本原理簡(jiǎn)單、對(duì)駕駛員踩踏油門(mén)的意圖判斷靈敏。此外，智能控制調(diào)試非常簡(jiǎn)單，通用性也教好，能更好地實(shí)現(xiàn)油門(mén)防誤踩的功能。3富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的設(shè)計(jì)31 富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)利用壓力傳感器來(lái)檢測(cè)油門(mén)踏板的壓力大小，來(lái)判斷油門(mén)是否為誤踩操作來(lái)克服已有的汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置在防誤踩的過(guò)程中，不能實(shí)現(xiàn)及時(shí)的制動(dòng)或者是不能正確的判斷是否是誤踩行為的不足。然后通過(guò)單片機(jī)的預(yù)設(shè)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)誤踩裝置的工作情況，最終實(shí)現(xiàn)控制制

38、動(dòng)系統(tǒng)和油門(mén)系統(tǒng)的及時(shí)性。在緊急情況下，由于情況的特殊，駕駛?cè)藛T的情緒起伏較大，精神高度集中的情況下，踩踏油門(mén)踏板的踩踏力比平時(shí)正常行駛情況下的踩踏力要大得多，踩下去的加速度也比平常正常踩油門(mén)的加速度也要大的多，于是我們可以利用正常情況與緊急情況踩油門(mén)的踩踏力的不同來(lái)設(shè)計(jì)防誤踩裝置。在誤踩情況下，當(dāng)踩踏力大于某個(gè)值（據(jù)資料顯示，正常踩踏的壓力大約為120n而誤踩狀態(tài)的壓力大約為400n左右）時(shí)，此防誤踩裝置控制油門(mén)不被踩下或者說(shuō)是踩下無(wú)效或者是踩踏下后反而能實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)，并利用安全帶的原理 ，減少事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全行車(chē)的目標(biāo)。3.2 富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩剎車(chē)裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.2.1 防誤踩

39、剎車(chē)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理通過(guò)資料的搜集和查閱，對(duì)現(xiàn)有誤踩剎車(chē)系統(tǒng)技術(shù)中的一些問(wèn)題有了一定的了解，本設(shè)計(jì)則是通過(guò)運(yùn)用壓力開(kāi)感器收集汽車(chē)油門(mén)踏板壓力的信號(hào)并及時(shí)將收集的信息傳遞給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)信號(hào)的收集轉(zhuǎn)換和分析來(lái)智能化的判斷駕人員踩踏油門(mén)的操作的真正意圖是否屬于誤踩范圍。在解決防誤踩油門(mén)的同時(shí)，依照智能化的系統(tǒng)解決機(jī)械裝置無(wú)法判斷駕駛者是誤踩油門(mén)了還是需要急加速這個(gè)問(wèn)題的，最終通過(guò)汽車(chē)誤踩剎車(chē)裝置的執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)汽車(chē)緊急剎車(chē)的目的，從而更有效地減少交通事故的發(fā)生，使汽車(chē)操作更加方便、快捷、智能化，進(jìn)一步完善，汽車(chē)安全系統(tǒng)，提高汽車(chē)安全性能。本控制系統(tǒng)基本工作原理是：安裝在油門(mén)踏板上的壓力開(kāi)關(guān)傳

40、感器收集踏板下的壓力信號(hào)，然后將收集的信號(hào)通過(guò)ad轉(zhuǎn)換后傳遞到單片機(jī)中。單片機(jī)依照程序?qū)⒔邮艿降男盘?hào)進(jìn)行分析處理。單片機(jī)完成信號(hào)分析處理后，發(fā)出命令信號(hào)，通過(guò)da轉(zhuǎn)換信號(hào)傳達(dá)到執(zhí)行器步進(jìn)電機(jī)中，步進(jìn)電機(jī)工作使連接帶拉動(dòng)內(nèi)箱體的軸向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)制動(dòng)踏板運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)齒輪與帶槽齒輪脫離嚙合，進(jìn)而阻斷油路，開(kāi)始停止供油。本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的工作流程示意圖：圖3.1 富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置控制系統(tǒng)流程圖3.2.2 油門(mén)防誤踩裝置傳感器元件的選型從我的設(shè)計(jì)思路可以看出，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中最關(guān)鍵問(wèn)題是必須要找到敏感的傳感器元件。根據(jù)資料查閱，并對(duì)油門(mén)防誤踩這方面的深入了解，為了保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和誤踩裝置效果的理

41、想和控制功能的實(shí)現(xiàn)，我選擇了電子傳感器作為汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的敏感元件。將傳感器安裝在油門(mén)踏板的下方，壓力信號(hào)一直傳遞給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)的預(yù)設(shè)程序來(lái)判斷汽車(chē)油門(mén)的工作狀態(tài)是否正常。3.2.3 防誤踩剎車(chē)裝置控制系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的選擇如表3.2.1所示：表3.2.1 單片機(jī)類(lèi)型的選擇類(lèi)型at89 系列的單片機(jī)簡(jiǎn)介atmel公司的8 位flash 單片機(jī)系列特點(diǎn)在片內(nèi)含有flash 存儲(chǔ)器這種單片機(jī)，在汽車(chē)控制系統(tǒng)方面還有著廣泛地應(yīng)用。特別是在便攜式是省電、信息保存系統(tǒng)等領(lǐng)域有著更大的用途?？刂葡到y(tǒng)軟件框圖如圖所示：圖3.2 富康汽車(chē)防誤踩裝置控制系統(tǒng)軟件框圖圖中傳感器收集到的油門(mén)踏板的壓力

42、信號(hào)值表示為f，單片機(jī)預(yù)設(shè)的壓力傳感值表示為f0，也就是標(biāo)準(zhǔn)壓力參考值。f0的數(shù)值是根據(jù)系統(tǒng)安裝成型后試驗(yàn)測(cè)量出來(lái)的，并且跟選用的車(chē)型有關(guān)。大量的試驗(yàn)數(shù)值和試驗(yàn)調(diào)試來(lái)確定f0的標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)照表，針對(duì)不同車(chē)型來(lái)選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)值?？刂葡到y(tǒng)分析如表3.3.2所示： 表3.3.2 控制系統(tǒng)分析正常情況ff0執(zhí)行器執(zhí)行控制系統(tǒng)的命令，緊急制動(dòng)3.3 富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩剎車(chē)裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)油門(mén)防誤踩裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成：1外箱體和內(nèi)箱體組成整個(gè)箱體，內(nèi)箱體可以上下移動(dòng)；2內(nèi)箱體的移動(dòng)通過(guò)和它連接的復(fù)位彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)；3內(nèi)箱體上設(shè)置連接帶三條，分別連接油門(mén)踏板連接帶、電動(dòng)機(jī)連接帶、剎車(chē)系統(tǒng)連接帶；4內(nèi)外箱體內(nèi)部分

43、別設(shè)有軸，兩根軸都安裝在軸承內(nèi)，軸上分別套有帶槽棘輪和此輪；5油門(mén)踏板連接帶和電機(jī)連接帶，剎車(chē)連接帶分別套在棘輪上；6內(nèi)箱體的軸承固定在可沿豎直導(dǎo)軌通過(guò)彈簧上下滑動(dòng)的滑塊內(nèi)。具體安裝情況如圖示： 正常踩下油門(mén)時(shí)，裝置設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖：全套圖紙 qq：360702501圖3.3 正常踩下油門(mén)時(shí)，裝置設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖正常踩下油門(mén)時(shí)，裝置的工作原理是：通過(guò)與油門(mén)踏板連接的連接帶帶動(dòng)帶槽棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。棘輪再帶動(dòng)內(nèi)箱體軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)軸上通過(guò)鍵連接的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)與齒輪嚙合的外箱體上的軸和棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，拉動(dòng)頂端的油門(mén)連接帶帶動(dòng)油門(mén)正常加速，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)最終正常行駛的目的。誤踩了油門(mén)踏板時(shí)，即為非正常情況下油門(mén)防誤踩裝置的結(jié)構(gòu)

44、如下圖示：圖3.4 誤踩時(shí)，非正常情況下結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖在突發(fā)狀況時(shí)，非正常情況下，踩踏油門(mén)的壓力值通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)較大，信號(hào)在單片機(jī)中分析結(jié)果則是ff0，單片機(jī)的處理結(jié)果則是讓步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)帶槽棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，由于向下的牽引力的提供。復(fù)位彈簧受力，帶動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌向下移動(dòng)。棘輪向下運(yùn)動(dòng)和內(nèi)箱體上的固定棘輪嚙合。內(nèi)箱體同時(shí)也被拉動(dòng)向下移動(dòng)。帶動(dòng)剎車(chē)連接帶，使汽車(chē)本身的剎車(chē)系統(tǒng)工作。由于內(nèi)箱體向下滑動(dòng)，此輪與外箱體上的此輪松開(kāi)，油門(mén)連接帶不被拉動(dòng)，此時(shí)汽車(chē)才完成整個(gè)剎車(chē)動(dòng)作。防誤踩裝置生效。傳動(dòng)的選擇：1，齒輪傳動(dòng)的選擇和其特點(diǎn)：（1）在本設(shè)計(jì)中用于傳遞兩個(gè)平行軸見(jiàn)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；（2）傳動(dòng)穩(wěn)定，傳動(dòng)效

45、率較高；（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，不需要帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)那么大的傳動(dòng)空間；（4）傳動(dòng)比穩(wěn)定；具有優(yōu)良的傳動(dòng)性能；（5）工作十分可靠、壽命比其它傳動(dòng)長(zhǎng)； 2，棘輪傳動(dòng)的選擇和其特點(diǎn)：（1）棘輪機(jī)構(gòu)本身機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了；（2）它的步進(jìn)量易于調(diào)節(jié)；（3）成本低，方便制造，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單可靠；（4）從動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)角能夠并且容易實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)整。目前，國(guó)內(nèi)外很多的汽車(chē)防誤踩裝置都是采用的汽車(chē)內(nèi)部安裝。這樣的方式會(huì)造成原車(chē)很多的本身結(jié)構(gòu)會(huì)受到較大的改動(dòng)，增加了防誤踩裝置的成本，不利于應(yīng)用和推廣。我的設(shè)計(jì)方案則是采用的外接式，這種方式不會(huì)對(duì)富康車(chē)的原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，而且安裝和拆卸都非常的方便。富康汽車(chē)防誤踩裝置安裝圖：圖3.5

46、防誤踩裝置安裝簡(jiǎn)圖3.4 富康汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.4.1 齒輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算根據(jù)庫(kù)康轎車(chē)防誤踩裝置的的工作需要，經(jīng)計(jì)算后可知設(shè)計(jì)的汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置選擇的電機(jī)型號(hào)如表3.4.1所示 表3.4.1 電機(jī)的型號(hào)電機(jī)型號(hào)額定功率(kw)額定電流(a)額定轉(zhuǎn)速(rpm)效率（%）質(zhì)量y112m-248.2289085.5341.選擇齒輪精度等級(jí)汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置是工作速度不高的機(jī)構(gòu)，由表得用8級(jí)精度即可。2.選材與熱處理全套圖紙 qq：360702501該齒輪傳動(dòng)情況簡(jiǎn)單，沒(méi)有什么特殊要求，為了方便生產(chǎn)制造，外箱體軸上套的齒輪選用軟齒面。內(nèi)箱體軸上套的齒輪選用硬齒面。根據(jù)疲勞強(qiáng)度的

47、查表可得，齒輪均采用40cr。3對(duì)齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算前面裝置方案的確定可知，閉式傳動(dòng)，失效形式主要是。疲勞點(diǎn)蝕，因此可以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度來(lái)計(jì)算。設(shè)計(jì)完成過(guò)后再照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)校核。齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式如下：全套圖紙 qq：360702501=查表有：=240mpa,=220mpa；由圖可知：彎曲疲勞壽命系數(shù)如下：（3）校核計(jì)算。3.4.2 軸的設(shè)計(jì)全套圖紙 qq：360702501（1）輸出軸的轉(zhuǎn)速 （2）材料及熱處理方法。全套圖紙 qq：360702501（3）估算軸的最小直徑其中考慮到了估計(jì)齒輪的軸上鍵槽的影響。（4） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3.6 內(nèi)箱體上的軸圖圖3.7 外箱體上的軸圖

48、3.4.3 軸承的選擇本設(shè)計(jì)的富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的軸承選用滾動(dòng)軸承。由于滾動(dòng)軸承的類(lèi)型很多，而結(jié)構(gòu)又各不相同，適應(yīng)的載荷速度以及安裝情況又有很大差異，應(yīng)根據(jù)具體的情況選擇，一般應(yīng)考慮一下幾個(gè)因素：（1）載荷情況；（2）運(yùn)轉(zhuǎn)速度;（3）選擇軸承時(shí)，應(yīng)該考慮安裝在軸兩端的軸承有一端發(fā)熱時(shí)可以自由移動(dòng)。（4）一般軸直徑小時(shí)，選用球軸承，因?yàn)檩S尺寸小，承載能力也小，軸徑尺寸大時(shí)，選用滾子軸承；（5）選用分離型軸承。分析上述要求所以本裝置選擇滾動(dòng)軸承中的深溝球軸承。待添加的隱藏文字內(nèi)容2這種軸承的優(yōu)點(diǎn)：1能在高轉(zhuǎn)速環(huán)境下運(yùn)行穩(wěn)定，且耐用，不易損壞；2摩擦系數(shù)較小，本身結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，制造成本相對(duì)較低；

49、3形式變化多、尺寸范圍大、應(yīng)用領(lǐng)域廣；4生產(chǎn)制造容易達(dá)到較高精度；5主要能承受較大的徑向載荷。根據(jù)軸承在齒輪軸上所處的位置的軸直徑的大小，參照工作需要，查表可知富康轎車(chē)防誤踩裝置軸所用的軸承型號(hào)為：fag61804軸承裝配時(shí)的注意事項(xiàng)：（1） 在低于100度的環(huán)境下熱裝；（2） 卡住歪斜現(xiàn)象在外圈和半圓孔之間應(yīng)該杜絕；（3） 外圈和定位端的軸承蓋端面的接觸要均勻；（4） 只有在墊了紫銅棒或者是鋁棒等情況下才能使用錘擊；（5） 采用潤(rùn)滑脂的軸承，裝配后應(yīng)注入相當(dāng)于軸承空腔容積約50%的符合規(guī)定的清潔潤(rùn)滑脂，凡稀油潤(rùn)滑的軸承，不準(zhǔn)加潤(rùn)滑脂；（6） 在拆卸后，必須嚴(yán)格按原來(lái)的位置裝好，切記裝反和混亂

50、裝配。3.4.4 棘輪的設(shè)計(jì)（1）齒數(shù)： （2）模數(shù)：（3）齒頂圓直徑：（4）齒間距：（5）齒頂高：（6）齒頂弦長(zhǎng)：全套圖紙 qq：360702501由公式,代入數(shù)值得：mm（6）齒偏角：（7）棘輪寬度：有公式，代入數(shù)值得：=8mm（8）棘輪結(jié)構(gòu)草圖如所示：圖3.8 棘輪簡(jiǎn)圖3.4.5彈簧的設(shè)計(jì)資料中得出，不斷的測(cè)試下，油門(mén)踏板正常踏下的壓力大約為100130n，誤踩下油門(mén)踏板的壓力大約為350400n。因此，設(shè)計(jì)中可以體現(xiàn)出來(lái)彈簧是整個(gè)裝置中最脆弱的地方，也就是說(shuō)容易失效，損壞等。因此，計(jì)算對(duì)象的易損件為預(yù)緊彈簧。取 f0=120n f1=400n其中，f0為彈簧預(yù)緊力，f1為誤操作的最大工

51、作載荷兩個(gè)彈簧對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，每個(gè)彈簧只需要承受一般的力，即f=200n即可受力分析如圖所示：圖3.9 彈簧圖“在對(duì)圓柱螺旋彈簧作設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，彈簧絲直徑可按外力及彈簧絲的許用應(yīng)力值從有關(guān)公式中計(jì)算出來(lái)，但因彈簧絲的許用應(yīng)力又由彈簧絲直徑而定，因此只能采用試算的方法?！蹦敲?，在彈簧設(shè)計(jì)過(guò)程中就需要先估算一個(gè)d然后查表得出應(yīng)力值。通過(guò)公式計(jì)算出彈簧的實(shí)際直徑d然后再與原來(lái)的估算值相比較，差距較大則重新選取再計(jì)算，差距若相等或是較小就直接取用即可。直接選用65mn彈簧b級(jí)，對(duì)應(yīng)旋繞比為，。 由曲度系數(shù)公式將旋繞比為代入上式得：又彈簧直徑計(jì)算公式式中：曲度系數(shù)表示為k，最大工作負(fù)荷表示為f，旋繞比表示為c，

52、為最大切應(yīng)力。將則彈簧的內(nèi)徑d2、中徑d、外徑d1分別為：由式（剛度計(jì)算公式）式中為。最大工作載荷，是最大軸向變形量，則由彈簧的有效圈數(shù)計(jì)算公式可知：式中：切變模量是d；65mn彈簧絲的直徑為d；旋繞比c。剛度k，將上述各值代入上式，得由間距、總?cè)?shù)以及自由高度計(jì)算公式可知：全套圖紙 qq：360702501將上述各值代入上式得：3.4.5 箱體的設(shè)計(jì)1. 箱體的主要功能：支承和包容零件（齒輪、軸、軸承等）、儲(chǔ)存潤(rùn)滑劑從而實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑；密封和安全 保護(hù)操作人員安全；連接和獨(dú)立，形成單元，方便制造、拆裝、維修；造型，使機(jī)械結(jié)構(gòu)美觀大方，比例協(xié)調(diào)；隔振、隔熱、隔音。2. 箱體設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)如表3.4.

53、2所示：表3.4.2 箱體設(shè)計(jì)的主要事項(xiàng)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求滿(mǎn)足剛度要求當(dāng)箱體承受較大載荷的時(shí)候，強(qiáng)度是一個(gè)重中之中的問(wèn)題。但，絕大多數(shù)箱體主要考慮影響傳動(dòng)零件正常工作和工作精度的剛度就可以了散熱性能分析熱變形問(wèn)題的考慮箱體內(nèi)零件摩擦發(fā)熱使?jié)櫥驼扯茸兓绊懫錆?rùn)滑性能；溫度升高使箱體產(chǎn)生熱變形，尤其是溫度不均勻分布的熱變形和熱應(yīng)力，對(duì)箱體的精度和強(qiáng)度有很大的影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理如，支點(diǎn)的安排、筋的布置、開(kāi)孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。均要有利于提高箱體的強(qiáng)度和剛度工藝性是否夠好毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性都要教好造型是否好簡(jiǎn)單 美觀 大方 質(zhì)量小零件

54、內(nèi)外布置關(guān)系保證各個(gè)零部件能正常工作3. 箱體草圖的繪制： 圖3.10 箱體圖3.5 本章小結(jié)根據(jù)本設(shè)計(jì)研究的富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的需要，為實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能，選擇了相應(yīng)的傳感器、單片機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)一步根據(jù)傳感器與單片機(jī)之間以及單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)之間的需要，選擇相應(yīng)的a/d和d/a轉(zhuǎn)換器，并根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意圖，對(duì)單片機(jī)主程序、各傳感器的信號(hào)收集及傳輸、驅(qū)動(dòng)電路、a/d轉(zhuǎn)換等程序的編寫(xiě)，最后對(duì)富康轎車(chē)油門(mén)防誤踩裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步對(duì)相關(guān)重要零件進(jìn)行了一些設(shè)計(jì)計(jì)算及驗(yàn)證。4 設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)對(duì)汽車(chē)油門(mén)防誤踩領(lǐng)域的資料的收集和閱讀,對(duì)汽車(chē)油門(mén)防誤踩有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。了解了國(guó)內(nèi)外防誤

55、踩裝置的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。認(rèn)識(shí)到依照機(jī)械原理開(kāi)發(fā)出來(lái)的現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)防誤踩裝置設(shè)計(jì)存在一些共同的缺點(diǎn)：當(dāng)駕駛?cè)藛T急踩油門(mén)的時(shí)候，汽車(chē)就會(huì)實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)。但是，現(xiàn)實(shí)生活中，很多情況下的急踩油門(mén)都不一定是屬于誤操作，也就是不一定是誤踩油門(mén)，例如高速公路上的超車(chē)等，都是通過(guò)急踩油門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣的防誤踩裝置的有一些缺陷：(1)大多數(shù)空有理論，尚未制成實(shí)物；(2)成本過(guò)高，不易普及；(3)沒(méi)有切實(shí)考慮汽車(chē)結(jié)構(gòu)的方案可行性仍然有待考證。(4)判斷情況不明，實(shí)現(xiàn)的功能不齊全。在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本次設(shè)計(jì)的防誤踩裝置是利用壓力傳感器來(lái)檢測(cè)油門(mén)踏板的壓力大小，來(lái)判斷油門(mén)是否為誤踩操作來(lái)克服已有的汽車(chē)油門(mén)防誤踩裝置在防誤踩的過(guò)程中，不能實(shí)現(xiàn)及時(shí)的制動(dòng)或者是不能正確的判斷是否是誤踩行為的不足。然后通過(guò)單片機(jī)的預(yù)設(shè)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)誤踩裝置的工作情況，最終實(shí)現(xiàn)控制制動(dòng)系統(tǒng)和油門(mén)系統(tǒng)的及時(shí)性。這樣的設(shè)計(jì)創(chuàng)新之處在于，實(shí)現(xiàn)了智能控制方案和純機(jī)械方案的結(jié)合，這樣的設(shè)計(jì)總體來(lái)說(shuō)有如下一些優(yōu)點(diǎn)：1控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，便于操作；2機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免了對(duì)原車(chē)的較大