CN108583600B - 电动脚踏装置及其调节方法 - Google Patents

Abstract

电动脚踏装置，包括沿垂向设置的侧架板和与水平面成15度夹角的脚踏板，两个侧架板并排设置，脚踏板固定在两个侧架板上，其特征在于两个侧架板之间装有摇臂调节动力机构，所述的摇臂调节动力机构位于脚踏板下方，且定位在地面上，摇臂调节动力机构的调节运动，带动两个侧架板同步同向摆动，调节脚踏板的位置。本发明可根据不同身高司乘人员的坐姿舒适度要求，调整脚踏板位置，提高机车乘坐舒适性和操作便利性，本发明还提供一种电动脚踏装置的调节方法。

Description

电动脚踏装置及其调节方法

技术领域

本发明涉及一种电动脚踏装置及其调节方法，属于机车踏板技术领域。

背景技术

现有机车仪表台和座椅设计时，在人机工程学上考虑较少，仪表台、座椅、脚踏总成的设计和安装位置不合理，导致乘务员操作机车和瞭望时，人体的手、身体、腰和脚长期处于超负荷、易损状态，导致身体容易超疲惫，甚至有的乘务员出现了严重的腰椎间盘突出等各类疾病。严重影响了乘务员的身心健康，严重影响力机车行驶中的行车安全。

机车脚踏上装有用于控制机车的操控开关，如脚踏位置过低，会让司乘人员在踩踏操控开关时，改变原有的坐姿，伸长双脚才能踩踏到位，相当费力，操作极为不便，而且坐姿的改变会影响司乘人员瞭望视线，存在安全隐患，通过分析人体立姿与坐姿时的静态尺寸和乘务员行车状态下，人体腰和脚达到舒适角度，得到绝大多数人体站立时腿长为身高的1/2，而小腿同比占腿长的1/2（膝关节至脚底），根据中医学理论及人体工程学研究理论，当人坐在椅子上时，最舒适的方式为三个90°即身体与大腿成90°，大腿与小腿成90°，小腿与脚成90°，座椅一般背向后倾斜15°为最佳，坐垫一般前高后低刚好与背部成90°，脚踏与地板也是前高后低成15°，这是人体最舒适的角度。

检索到的现有国内专利：

CN 202952993 U，公开了一种机车踏板机构，包括踏板，两块立板，立板一端固定在机车前端板上，另一端向前方延伸，每块立板上均开设有滑槽；销轴，销轴穿插于两个滑槽并与滑槽滑动配合，踏板一端连接于销轴；限位轴，限位轴两端分别固定于立两个板，且位于滑槽之前；踏板下方设有第一凹槽，销轴带动踏板向前移至滑槽前端时，第一凹槽扣合于限位轴。本发明通过抽拉式踏板机构，加长踏板有效长度，避免了由于司机室的前探超出底架造成的调车作业难以完成，给调车作业人员一个良好的调车作业环境，同时还能避免由于踏板机构过长而造成的双机连挂过曲线时的碰撞问题，适用于机车调车作业。

CN106740295A，公开了一种可自动伸展踏板的无人驾驶汽车座椅，包括坐垫板，所述坐垫板的一侧通过活动连接器与靠背的底部活动连接，所述坐垫板的底部通过减震器与车板的上表面活动连接，所述坐垫板的底部远离减震器的一侧与踏板的顶部活动连接，所述坐垫板的底部远离减震器和踏板的一侧通过连接杆与压块的顶部固定连接，所述车板的上表面通过固定板与活动板背面的中部活动连接。本发明通过对踏板的改进，在固定板的作用下，能够带动活动板做跷跷板式运动，能够推动踏板，从而方便乘员踩踏，达到了便于乘员休息的效果，并且节约造价成本，通过对减震器的改进，能够对坐垫板进行限位，使其进行上下移动，从而达到了坐垫板自动升降的效果。

现有的机车脚踏满足不了不同身高的司乘人员，对舒适度的要求，无法使通过脚踏位置的调节使不同高度的司乘人员在坐姿状态下，均能达到最佳舒适度。

发明内容

本发明提供的电动脚踏装置，可根据不同身高司乘人员的坐姿舒适度要求，调整脚踏板位置，提高机车乘坐舒适性和操作便利性，本发明还提供一种电动脚踏装置的调节方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

电动脚踏装置，包括沿垂向设置的侧架板和与水平面成15度夹角的脚踏板，两个侧架板并排设置，脚踏板固定在两个侧架板上，其特征在于两个侧架板之间装有摇臂调节动力机构，所述的摇臂调节动力机构位于脚踏板下方，且定位在地面上，摇臂调节动力机构的调节运动，带动两个侧架板同步同向摆动，调节脚踏板的位置。

优选的，所述的摇臂调节动力机构包括贴合固定在地面上的两个底板支架、摆臂动力组件和摇臂连杆组件，所述的两个底板支架通过摇臂连杆组件连接，两个侧架板分别装在摇臂连杆组件上，摆臂动力组件装在一个底板支架上且与摇臂连杆组件传动连接，启动摆臂动力组件，带动摇臂连杆组件在底板支架上做圆弧摆动，带动两个侧架板同步同向摆动。

优选的，所述的摆臂动力组件包括可转动的装在底板支架内的转轴、固定在转轴上的摆臂和用于带动摆臂摆动的螺母丝杆动力件，转轴与底板支架平行，摆臂的一端固定在转轴上，另一端固定在螺母丝杆动力件上，螺母丝杆动力件的运动带动摆臂绕转轴摆动，转轴随摆臂的摆动而转动，从而带动摇臂连杆组件在底板支架上作圆弧摆动。

优选的，所述的螺母丝杆动力件包括电动螺杆组件、与电动螺杆组件螺纹配合的螺母和用于安装电动螺杆组件的支架，所述的支架固定在底板支架上，摆臂的一端与螺母固定，电动螺杆组件驱动螺母移动，带动摆臂绕转轴摆动，电动螺杆组件随摆臂的摆动而绕支架摆动。

优选的，所述的电动螺杆组件包括电机、固定在电机一端的安装圆盘、装在电机一端且与安装圆盘同轴对齐的螺杆，所述的螺杆与电机传动连接，螺母螺纹配合装在螺杆上，安装圆盘与支架铰接。

优选的，所述的安装圆盘上固定有转轴螺钉，所述的转轴螺钉沿安装圆盘径向设置，所述的转轴螺钉的两端分别与支架铰接。

优选的，所述的支架的纵截面呈类似三角形状，支架底部与底板支架固定，顶部与转轴螺钉铰接。

优选的，所述的摇臂连杆组件包括四个摇臂和两个连杆，所述的底板支架的两侧分别铰接一个摇臂，四个摇臂呈矩形排列分布，底板支架同一侧的摇臂通过连杆连接，侧架板装在底板支架同一侧的摇臂上，一个底板支架两侧的摇臂分别与摆臂动力组件固定，启动摆臂动力组件，带动一个底板支架两侧的摇臂摆动，通过连杆带动另一个底板支架两侧的摇臂同步同向摆动，从带动两个侧架板同步同向摆动。

优选的，所述摇臂为三角形状，摇臂的一角与底板支架铰接，一角与连杆固定，另一角与侧架板固定。

以上所述的电动脚踏装置的调节方法，其特征在于步骤如下：

一、将脚踏放在脚踏板上，启动摇臂调节动力机构，摇臂调节动力机构做调节运动，带动两个侧架板同步同向摆动，调节脚踏板的位置；

二、当脚踏板的所在位置满足踏脚舒适度要求，控制摇臂调节动力机构停止调节运动，将脚踏板的位置定位。

本发明的电动脚踏装置的工作原理是：将与水平面成15度夹角的脚踏板，固定在两个侧架板上，侧架板通过摇臂调节动力机构连接，当司乘人员处于坐姿状态时，启动摇臂调节动力机构做调节运动，带动两个侧架板同步同向摆动，脚踏板随侧架板的摆动而摆动，调节脚踏板所在的水平位置和高度位置，使脚踏板在保持与水平面成15度夹角的情况下，可根据司乘人员的脚长来调节其所在位置，使不同高度的司乘人员在坐姿状态下，在保证瞭望视线的同时，均可以达到小腿与脚成90°的最佳踏放状态。

本发明的有益效果是：

1、结构简单，调节方法易操作，且可实现踏脚板位置的无级调节，适用于各种身高的司乘人员在坐姿状态下，双脚的踏放与操作。

2、可根据不同身高司乘人员的坐姿舒适度要求，调整脚踏板位置，使不同高度的司乘人员在坐姿状态下，均可以达到小腿与脚成90°的最佳踏放状态，人性化设置，提高了机车乘坐舒适性和操作便于性。

3、在保证瞭望视线的同时，降低司乘人员双脚的疲劳强度，提高司乘人员的作业舒适感，改善驾乘疲劳状况，提高机车运行安全性和可靠性。

4、摇臂调节动力机构通过丝杆螺母的运动原理，实现脚踏板位置无级调节，其结构可靠性高，调节可靠性和稳定性好。

附图说明

图1为具体实施装置中电动脚踏装置的结构示意图。

图2为摇臂调节动力机构与一个侧架板连接的结构示意图。

图3为摇臂调节动力机构带动一个侧架板摆动的结构示意图。

图4为摇臂调节动力机构调节状态变化图，其中，A图为摇臂调节动力机构的初始状态示意图；B图为摇臂调节动力机构带动侧架板向上摆动后的状态示意图；C图为摇臂调节动力机构带动侧架板向上摆动到最高位置的状态示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图4对本发明的实施例做详细说明。

电动脚踏装置，包括沿垂向设置的侧架板2和与水平面成15度夹角的脚踏板1，两个侧架板2并排设置，脚踏板1固定在两个侧架板2上，其特征在于两个侧架板2之间装有摇臂调节动力机构3，所述的摇臂调节动力机构3位于脚踏板1下方，且定位在地面上，摇臂调节动力机构3的调节运动，带动两个侧架板2同步同向摆动，调节脚踏板1的位置。

如图1所示的电动脚踏装置，摇臂调节动力机构3置于脚踏板1下方，定位在地面上，双脚踏放在脚踏板1上时，启动摇臂调节机构3，使其进行调节运动，带动侧架板2摆动，从而调节脚踏板1的位置，需要说明是的脚踏板1固定在两个侧架板2上，与水平面成15度夹角，调节脚踏板1的位置时，侧架板2和脚踏板1一同移动，而且是做圆弧摆动，脚踏板1的水平位置和高度位置被改变，但脚踏板1的倾斜角度不会发生变化，始终保持与水平面成15角，以保证在脚踏板1位置调整确定后，不会改变双脚踏放的角度，在乘司人员处于坐姿状态时可以达到小腿与脚成90°的最佳踏放状态。通过对脚踏板1位置的调节，使不同身高的司乘人员处于坐姿状态时，双脚置于脚踏板上，均能处于舒服放松的踏放状态，提高司乘人员的乘坐舒适度和对脚踏板上操控开关的操作便利性。

其中，所述的摇臂调节动力机构3包括贴合固定在地面上的两个底板支架31、摆臂动力组件32和摇臂连杆组件33，所述的两个底板支架31通过摇臂连杆组件33连接，两个侧架板2分别装在摇臂连杆组件33上，摆臂动力组件32装在一个底板支架31上且与摇臂连杆组件33传动连接，启动摆臂动力组件32，带动摇臂连杆组件33在底板支架31上做圆弧摆动，带动两个侧架板2同步同向摆动。

为了更清楚的说明摇臂调节动力机构3的结构，在图2中只表示出底板支架31一侧的侧架板2和摇臂连杆组件33，实际结构中，侧架板31和摇臂连杆组件33分布在底板支架31的两侧，从图中可以看出两个底板支架31固定在地面上，并通过摇臂连杆组件33连接，用摆动力组件32动带动摇臂连杆组件33作圆弧摆动，从而带动侧架板2摆动，实现脚踏板的位置调整。

其中，所述的摆臂动力组件32包括可转动的装在底板支架31内的转轴32.1、固定在转轴32.1上的摆臂32.2和用于带动摆臂32.2摆动的螺母丝杆动力件32.3，转轴32.1与底板支架31平行，摆臂32.2的一端固定在转轴32.1上，另一端固定在螺母丝杆动力件32.3上，螺母丝杆动力件32.3的运动带动摆臂32.2绕转轴32.1摆动，转轴32.1随摆臂32.2的摆动而转动，从而带动摇臂连杆组件33在底板支架31上作圆弧摆动。

所述的螺母丝杆动力件32.3包括电动螺杆组件4、与电动螺杆组件4螺纹配合的螺母5和用于安装电动螺杆组件4的支架6，所述的支架6固定在底板支架31上，摆臂32.2的一端与螺母5固定，电动螺杆组件4驱动螺母5移动，带动摆臂32.2绕转轴32.1摆动，电动螺杆组件4随摆臂32.2的摆动而绕支架6摆动。

所述的电动螺杆组件4包括电机41、固定在电机41一端的安装圆盘42、装在电机41一端且与安装圆盘42同轴对齐的螺杆43，所述的螺杆43与电机41传动连接，螺母5螺纹配合装在螺杆43上，安装圆盘42与支架6铰接。

从图2中可以看出，螺母5与螺杆43螺纹配合，当启动电机41启动螺杆43转动时，螺母5将在螺杆43上移动，从而带动摆臂32.2绕转轴32.1摆动，而摆臂32.2的摆动则带动转轴32.1的转动，通过转轴32.1的转动带动摇臂连杆组件33在底板支架上摆动，从而使侧架板2产生摆动，改变脚踏板1的位置，而且当摆臂32.2摆动时，由于摆臂32.2的上端与螺母5固定，摆臂32.2的摆动，将会导致原本水平设置的螺母丝杆动力件32.3产生倾斜，为了配合摆臂32.2的摆动需求，将电机41一端的的安装圆盘42与支架6铰接，使摆臂32.2摆动时，螺杆43可以铰接位置为圆心摆动，以适应结构的变化。

其中，所述的安装圆盘42上固定有转轴螺钉44，所述的转轴螺钉44沿安装圆盘42径向设置，所述的转轴螺钉44的两端分别与支架6铰接。用转轴螺钉实现安装圆盘42与支架6的铰接，提高螺母丝杆动力件32.2的结构稳定性和可靠性。

其中，所述的支架6的纵截面呈类似三角形状，支架6底部与底板支架31固定，顶部与转轴螺钉44铰接。支架6不会对螺杆43的上下摆动产生干涉，螺母丝杆动力件32.3的结构更简单。

其中，所述的摇臂连杆组件33包括四个摇臂33.1和两个连杆33.2，所述的底板支架31的两侧分别铰接一个摇臂33.1，四个摇臂33.1呈矩形排列分布，底板支架31同一侧的摇臂33.1通过连杆33.2连接，侧架板2装在底板支架31同一侧的摇臂33.1上，一个底板支架31两侧的摇臂33.1分别与摆臂动力组件32固定，启动摆臂动力组件32，带动一个底板支架31两侧的摇臂33.1摆动，通过连杆33.2带动另一个底板支架31两侧的摇臂33.1同步同向摆动，从带动两个侧架板2同步同向摆动。图2和图3中只示出底板支架一侧的摇臂33.1和连杆33.2，实际结构中，底板支架两侧均具有摇臂33.1和连杆33.2，摇臂33.1的数量为四个，连杆33.2的数量为两个，从图中可以看出，其中一个底板支架31两端的摇臂33.1分别与转轴32.1的端部固定，转轴32.1的转动，带动摇臂33.1绕轩轴32.1摆动，由于两个底板支架同一侧的摇臂33.1由连杆33.2连接，在连杆33.2的作用下，一个底板支架上的摇臂33.1的摆动，将带动另一个底板上的摇臂33.1同步同向摆动，从而实现底板支架31两侧的侧架板2同步同向摆动。

其中，所述摇臂33.1为三角形状，摇臂33.1的一角与底板支架31铰接，一角与连杆33.2固定，另一角与侧架板2固定，避免摇臂33.1在摆动过程中与地面发生接触或碰撞，简化摇臂连杆组件33的结构。

以上电动脚踏装置的调节方法，其特征在于步骤如下：

一、将脚踏放在脚踏板1上，启动摇臂调节动力机构3，摇臂调节动力机构3做调节运动，带动两个侧架板2同步同向摆动，调节脚踏板1的位置；

二、当脚踏板1的所在位置满足踏脚舒适度要求，控制摇臂调节动力机构3停止调节运动，将脚踏板1的位置定位。

在调节过程中因根据踏放者的身高，以踏放双脚的舒适感最佳进行调整，如图4所示，A图为摇臂调节动力机构的初始状态示意图，摇臂调节动力机构3中的螺杆43为水平设置，脚踏板3处在最低高度；B图为摇臂调节动力机构带动侧架板向上摆动后的状态示意图，由于摇臂调节动力机构3的调节运动，使脚踏板1的高度上升，且水平后移；C图为摇臂调节动力机构带动侧架板向上摆动到最高位置的状态示意图，脚踏板1的高度达到上限值，且不能继续后移，由于摇臂调节动力机构3的调节为无级调节，因此可适应于不同身高的司乘人员在姿态状态时，在保证瞭望视线的前提下，双脚的最舒适踏放，可根据不同身高司乘人员的坐姿舒适度要求，调整脚踏板位置的人性化设置，提高了机车乘坐舒适性和操作便于性，降低驾驶疲劳强度，提高司乘人员的作业舒适感，改善驾乘疲劳状况，提高机车运行安全性和可靠性。

以上所述的电动脚踏装置及其调节方法的优点在于：

1、结构简单，调节方法易操作，且可实现踏脚板位置的无级调节，适用于各种身高的司乘人员在坐姿状态下，双脚的踏放与操作。

2、可根据不同身高司乘人员的坐姿舒适度要求，调整脚踏板位置，使不同高度的司乘人员在坐姿状态下，均可以达到小腿与脚成90°的最佳踏放状态，人性化设置，提高了机车乘坐舒适性和操作便于性。

3、在保证瞭望视线的同时，降低司乘人员双脚的疲劳强度，提高司乘人员的作业舒适感，改善驾乘疲劳状况，提高机车运行安全性和可靠性。

4、摇臂调节动力机构通过丝杆螺母的运动原理，实现脚踏板位置无级调节，其结构可靠性高，调节可靠性和稳定性好。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.电动脚踏装置，包括沿垂向设置的侧架板（2）和与水平面成15度夹角的脚踏板（1），两个侧架板（2）并排设置，脚踏板（1）固定在两个侧架板（2）上，其特征在于两个侧架板（2）之间装有摇臂调节动力机构（3），所述的摇臂调节动力机构（3）位于脚踏板（1）下方，且定位在地面上，摇臂调节动力机构（3）的调节运动，带动两个侧架板（2）同步同向摆动，调节脚踏板（1）的位置；

所述的摇臂调节动力机构（3）包括贴合固定在地面上的两个底板支架（31）、摆臂动力组件（32）和摇臂连杆组件（33），所述的两个底板支架（31）通过摇臂连杆组件（33）连接，两个侧架板（2）分别装在摇臂连杆组件（33）上，摆臂动力组件（32）装在一个底板支架（31）上且与摇臂连杆组件（33）传动连接，启动摆臂动力组件（32），带动摇臂连杆组件（33）在底板支架（31）上做圆弧摆动，带动两个侧架板（2）同步同向摆动；

所述的摇臂连杆组件（33）包括四个摇臂（33.1）和两个连杆（33.2），所述的底板支架（31）的两侧分别铰接一个摇臂（33.1），四个摇臂（33.1）呈矩形排列分布，底板支架（31）同一侧的摇臂（33.1）通过连杆（33.2）连接，侧架板（2）装在底板支架（31）同一侧的摇臂（33.1）上，一个底板支架（31）两侧的摇臂（33.1）分别与摆臂动力组件（32）固定，启动摆臂动力组件（32），带动一个底板支架（31）两侧的摇臂（33.1）摆动，通过连杆（33.2）带动另一个底板支架（31）两侧的摇臂（33.1）同步同向摆动，从而带动两个侧架板（2）同步同向摆动。

2.根据权利要求1所述的电动脚踏装置，其特征在于所述的摆臂动力组件（32）包括可转动的装在底板支架（31）内的转轴（32.1）、固定在转轴（32.1）上的摆臂（32.2）和用于带动摆臂（32.2）摆动的螺母丝杆动力件（32.3），转轴（32.1）与底板支架（31）平行，摆臂（32.2）的一端固定在转轴（32.1）上，另一端固定在螺母丝杆动力件（32.3）上，螺母丝杆动力件（32.3）的运动带动摆臂（32.2）绕转轴（32.1）摆动，转轴（32.1）随摆臂（32.2）的摆动而转动，从而带动摇臂连杆组件（33）在底板支架（31）上作圆弧摆动。

3.根据权利要求2所述的电动脚踏装置，其特征在于所述的螺母丝杆动力件（32.3）包括电动螺杆组件（4）、与电动螺杆组件（4）螺纹配合的螺母（5）和用于安装电动螺杆组件（4）的支架（6），所述的支架（6）固定在底板支架（31）上，摆臂（32.2）的一端与螺母（5）固定，电动螺杆组件（4）驱动螺母（5）移动，带动摆臂（32.2）绕转轴（32.1）摆动，电动螺杆组件（4）随摆臂（32.2）的摆动而绕支架（6）摆动。

4.根据权利要求3所述的电动脚踏装置，其特征在于所述的电动螺杆组件（4）包括电机（41）、固定在电机（41）一端的安装圆盘（42）、装在电机（41）一端且与安装圆盘（42）同轴对齐的螺杆（43），所述的螺杆（43）与电机（41）传动连接，螺母（5）螺纹配合装在螺杆（43）上，安装圆盘（42）与支架（6）铰接。

5.根据权利要求4所述的电动脚踏装置，其特征在于所述的安装圆盘（42 ）上固定有转轴螺钉（44），所述的转轴螺钉（44）沿安装圆盘（42 ）径向设置，所述的转轴螺钉（44）的两端分别与支架（6）铰接。

6.根据权利要求5所述的电动脚踏装置，其特征在于所述的支架（6）的纵截面呈类似三角形状，支架（6）底部与底板支架（31）固定，顶部与转轴螺钉（44）铰接。

7.根据权利要求1所述的电动脚踏装置，其特征在于所述摇臂（33.1）为三角形状，摇臂（33.1）的一角与底板支架（31）铰接，一角与连杆（33.2）固定，另一角与侧架板（2）固定。

8.权利要求1至权利要求7任一项所述的电动脚踏装置的调节方法，其特征在于步骤如下：

一、将脚踏放在脚踏板（1）上，启动摇臂调节动力机构（3），摇臂调节动力机构（3）做调节运动，带动两个侧架板（2）同步同向摆动，调节脚踏板（1）的位置；

二、当脚踏板（1）的所在位置满足踏脚舒适度要求，控制摇臂调节动力机构（3）停止调节运动，将脚踏板（1）的位置定位。