创新研究刹车油门装置

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摘要：刹车时，操作者需将脚从油门踏板转到刹车踏板，延长了从人意识、反应到最终汽车制动的时间；同时，在紧急状态下，操作者经常将油门踏板当成刹车踏板而产生误操作，这些不当操作最终都会导致交通事故发生几率的增加。针对刹车油门装置的缺点，根据市场需求，本文对症下药，介绍一种新型刹车、油门合成装置。该装置可以通过简单的机械结构达到缩短反应时间，避免误操作的目的，从而减少交通事故的发生，降低人民生命财产和国家经济的损失。由于该装置安全可靠、成本低廉，所以其投资回报率高，具有非常广阔的市场前景。

前言

改革开放以来，我国道路交通事业迅速发展，对经济、社会发展方面起到了非常重要的作用。但是总体上看，我国的道路交通发展与经济社会发展的要求不相适应，道路交通安全形式严峻。根据安全文化网一组数据显示，中国拥有全世界1.9%的汽车，而引发的交通死亡事故却占全球的15%，成为交通事故多发国家，平均每年发生交通事故32.3万起，直接经济损失33.2亿元，死亡47.2万人，伤残98.9万人。这些数据说明交通安全已经对人民的生产生活造成了不良影响，从一定程度上制约了社会与经济的进一步发展和人民群众物质文化水平的提高。在汽车行驶过程中，如果做到及时刹车制动就可以直接减少交通事故的发生。

1市场需求法

针对市场需求，第一个方案是改变现有刹车的结构，左右脚分开操作，左脚控制油门，右脚控制刹车。这种装置在正常操作的时候可以避免误操作。缺点：在紧急状态下，无法辨清左右脚。

第二个方案是通过一些电子元件、光控元件对速度进行检测，设计出应急刹车装置。缺点：技术含量较高，成本较高，对原有装置的改动较大。

2对症下药法

两只脚在紧急状态下，辨别不清。只能还是采用一只脚同时操作两个踏板的结构，运用“对症下药法”，对“位置”下药，改变刹车踏板和油门踏板的位置，提出刹车油门一体化的概念，方案将刹车和油门设计在同一竖直方向上，使得一块踏板的前段是油门踏板，后段是油门踏板。操作者用右脚前掌控制油门踏板，右脚后掌控制刹车踏板。此装置将原有装置操作时右脚的左右偏移动作改为前点和后踩，而且前掌灵活用来控制油门，后脚跟有力用来控制刹车。此方案可以缩短右脚转移的时间，也可以从条件反射的角度避免误踩。

缺点:正常操作时，为了控制油门脚部市场保持前点的状态，带状肌的肌腱和长肌的肌腱（如图1）长期处于拉伸状态，从人机工学的角度非常容易疲劳。不适宜长时间操作。

3缺点法

基于对创新方法之缺点法的研究，综合已有的方案，解决的缺点，提出现行方案如下：

大胆而创新的将油门踏板受力面旋转90°，呈竖直状态立在刹车踏板右侧，而刹车踏板作用力方向保持不变。使用时，脚摆放在刹车踏板上的正常位置，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，此动作相当于以往的踩油门踏板的动作，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。由于改变了刹车和油门踏板的用力方向（一个向下、一个向右），因而可以避免误踩。另外，在操作中不需要脚从油门踏板扭向刹车踏板的时间，简单有效的节约了时间。

本装置另一创新点在于增加了一个刹车油门一体化连杆移动机构，其目的是进一步减少刹车与油门误操作的几率。当踩下刹车踏板时，油门系统会随着连杆移动机构向右侧（远离刹车踏板的方向）移动，保证了踩下刹车踏板时，不会碰到油门踏板。

技术关键和主要技术指标：

在刹车踏板与刹车系统传动轴之间固定连接有一管状刹车连杆，在刹车踏板的右边固定连接一个脚挡板，这是为了在踩到刹车踏板的同时防止驾驶员的脚碰到油门踏板；在刹车踏板的下端通过销连接有一个刹车弯杆，同时在刹车踏板的下面还有一个移动连杆机构，在它的上面套有一个弹簧，目的是为了在踩下刹车踏板以后使刹车踏板恢复到原始位置，还起到了一个支撑刹车踏板的作用；该油门踏板通过设置在移动连杆机构上的滚轮与发动机的化油器相连。在刹车底板的下面有一个简易的连杆机构，目的是当刹车踏板踩下的时候使油门踏板与刹车线向右边平行的移动，防止在紧急情况下踩刹车时碰到油门踏板。在连杆移动机构的顶端有一个小凸台，两边装有滚珠，在刹车踏板的底部有一个槽型的轨道，可以使刹车踏板沿着移动机构的凸台顺轨道移动。行驶时，只要将右脚踩下即可刹车，而向上抬起后再右偏转即为踩油门，使车加速。

4信息利用法

针对原来的专利中没有的技术、特点，即所谓“专利空白”进行发明，这种发明法叫“填补专利空隙发明法”。

根据所设计的新型刹车油门的创新特点，即：

（1）当脚离开油门踏板的时候，油门由复位弹簧自动恢复初始状态。

（2）本装置增设一个油门挡板机构，当踩下刹车踏板的同时，脚沿着油门挡板的曲线方向下移，防止了脚触碰到油门踏板，起到了双重保险的作用。

（3）在刹车踏板的表面设计安装了单向轴承，只能容许向远离油门踏板的方向转动，目的是为了使脚在加油门的状态下踩刹车时让脚恢复到初始位置，再次起到了使脚远离油门踏板的作用。

根据以上新型刹车油门的特点，到江南大学的查新工作站进行专利查新，结果显示：本查新项目新型刹车、油门合成装置国内外均未见相同的公开文献报道。同时，审核员还声明了：报告中陈述的事实是真实和准确的。

5总结

该新型刹车、油门合成装置将原刹车踏板和油门踏板的两个独立机构有机地结成为一体的联动结构，从而通过机械结构使得刹车与加速无需将右脚横向换位，从根本上大大减少了反应制动的时间，同时避免了驾驶人员在遭遇紧急情况时把油门当成刹车误操作情况的发生。

本装置采用人性化设计，安全可靠，可行性高；操作舒适，适合长时间操作；机构简单，适合各种车辆；改动较小，结构简单，成本低廉。如果该新型装置得以应用，不仅大大提升了我国刹车油门装置的技术水平，满足国内汽车领域对新型刹车油门装置的需求，打破国际封锁，替代进口，还可跻身国际市场，提高国际竞争力，为汽车企业和国家创造巨大的社会经济效益。同时，此装置的人性化设计和创新设计，可以使得刹车操作更简单，更舒适。