CN104696499A - 一种档位操纵机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种档位操纵机构，包括换档主体部分和操作杆部分，换档主体部分包括光电编码部分、定位换档部分、固定连接部分。所述操作杆部分的上端为连接操作手柄，操作杆的中下部与换档主体部分连接，操作杆的内部有换档定位锁死机构，通过操作杆下端的锥形块与换档主体部分相连，换档主体部分通过钢珠和带有定位孔的定位连接套筒实现换档定位功能，光电编码部分安装有光电开关，用以产生操作杆在不同轴向和周向位置时的不同对应信号。本发明结构简单、紧凑，体积小，密封性好，通用性较强，成本较低，使用寿命较长。

Description

一种档位操纵机构

技术领域

本发明涉及一种档位操纵机构，具体讲是一种用于车辆上的换档操作装置；也可以用于其它的交通工具或其他机电设备上用于速度和方向的控制。

背景技术

档位操纵机构在车辆上既是功能件又是运动件，客户对其性能要求较高，需要有良好的安全及操作性能。现有的档位操纵机构结构较为复杂，体积较大，成本也较高。此外，由于车辆的生产厂商的不同，档位操纵机构具体结构也有许多差别，产品之间通用性较差。由于体积及结构的原因，现有的档位操纵机构的安装位置以及使用方法也过于单一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的档位操纵机构，利用新的定位结构来简化档位操纵机构的结构，减小体积，大量采用标准钢管作为毛坯件以降低制造成本，提高了档位操纵机构的通用性，使档位操纵机构安装位置更加灵活，使用更加方便、安全，以满足使用者日益提高的使用要求。

本发明的解决方案是，提供一种档位操纵机构，所述档位操纵机构包括换档主体部分和操作杆部分；

所述换档主体部分包括光电编码部分、定位换档部分、固定连接部分；

所述光电编码部分包括轴向光电开关组合、周向光电开关组合、编码盘、主轴；

所述定位换档部分包括主轴、小套筒、定位弹簧、小滑块、定位钢球、内芯、定位连接套筒、内芯固定连接套筒；

所述固定连接部分包括端盖、外壳初段、定位连接套筒、外壳中段、连接套筒，外壳末段；

所述操作杆部分包括操作杆外壳、按钮、连接滑块、连接杆、锁死滑块、锁死弹簧、弹簧定位套筒、可滑连接套筒、操作杆固定连接套筒；

所述主轴包含薄壁圆筒形的主轴中段，所述主轴中段的轴向一端是与所述主轴中段同轴的薄壁圆筒形凸缘，所述主轴中段的另一端是所述主轴的操作杆连接部分。

所述换档主体部分在主轴的轴向末端通过可滑连接套筒和操作杆外壳连接；所述连接有三种连接方式：

1）所述可滑连接套筒套在所述操作杆外面可相对所述操作杆外壳相对滑动，所述主轴在轴向末端处与所述可滑连接套筒铰接；

2）所述可滑连接套筒与所述操作杆外壳做相对固定连接，所述主轴在轴向末端处通过穿过所述主轴的并伸入所述可滑连接套筒表面两侧的滑槽之内的转轴与之连接，所述转轴可以是带有螺纹的零件；

3）所述可滑连接套筒套在所述操作杆外壳外面并能相对所述操作杆外壳相对滑动，所述主轴在轴向末端处通过穿过所述主轴的并伸入所述可滑连接套筒表面的滑槽之内的转轴与之连接，所述转轴可以是带有螺纹的零件；

所述换档主体部分在所述内芯固定连接套筒处通过铰接和所述操作杆外壳一端连接的所述操作杆固定连接套筒连接在一起。

所述光电编码部分包括轴向光电开关组合、周向光电开关组合、编码盘、主轴；

所述周向光电开关组合由若干光电开关安装于垂直于所述主轴的轴线的一个电路板上，所述周向光电开关组合中的各个光电开关的遮档槽沿所述主轴的轴线同径周向布置；所述编码盘包含圆筒形遮光筒，所述圆筒形遮光筒插入所述周向光电开关组合中各个光电开关的遮档槽中，所述圆筒形遮光筒在伸入所述周向光电开关组合中各个光电开关遮档槽的圆周部分开有若干通槽，使其部分圆周表面有槽从而产生通光效应，部分圆周表面无槽从而有遮光效应；

所述圆筒形遮光筒一端的筒底有圆环形的边缘可以和所述内芯的轴向一端连接，所述编码盘和所述内芯同轴连接；

所述圆环形的边缘的中间有圆孔，所述圆孔直径大于所述主轴外径以便于所述主轴通过；

所述编码盘的所述圆筒形遮光筒一端伸入所述周向光电开关组合中各个光电开关的遮档槽部分，通过所述编码盘旋转产生对所述周向光电开关组合中的各个光电开关输出信号产生切断或接通的效应，所述周向光电开关组合中各个光电开关的输出信号的通断状态的组合对应所述编码盘不同的周向位置信息；

所述轴向光电开关组合由若干光电开关安装于垂直于所述主轴的轴线的一个电路板上，所述轴向光电开关组合中的各个光电开关的遮档槽沿所述主轴的轴线同径周向布置；

所述轴向光电开关遮档槽的分布半径小于所述周向光电开关遮档槽的分布半径；

所述轴向光电开关组合中的各个光电开关可以和所述周向光电开关组合中的各个光电开关安装在同一电路板上；

所述的主轴沿轴向左右移动时，所述主轴末端圆筒形薄壁凸缘部分伸进或拉出所述轴向光电开关组合中的各个光电开关的遮档槽从而控制所述轴向光电开关组合中不同光电开关输出信号的通断状态，所述轴向光电开关组合中不同光电开关的输出信号的通断状态的组合对应于所述主轴不同的轴向位置。

所述定位换档部分包括主轴、小套筒、定位弹簧、小滑块、钢球、内芯、定位连接套筒、内芯固定连接套筒；

所述内芯的主体结构为中空的阶梯轴，所述内芯的内壁面为一圆柱形的通孔，与所述主轴的外壁面匹配；所述内芯的外壁面为阶梯状的三段圆柱形结构，所述内芯的内外壁面同轴；所述内芯轴向两端的外壁面圆柱直径小，分别与所述定位连接套筒及所述连接套筒匹配，所述内芯的外壁面中间处的圆柱直径大，是所述内芯的轴肩，所述内芯的轴肩夹在所述定位连接套筒和所述连接套筒之间；

所述内芯的一端或两端圆柱体外壁面沿径向开有圆形的孔或两端为半圆形中间为矩形的通槽，称为限位槽。

所述主轴包含薄壁圆筒形的主轴中段，所述主轴中段的轴向一端是与所述主轴中段同轴的薄壁圆筒形凸缘，所述主轴中段的另一端是所述主轴的操作杆连接部分；

所述主轴中段上沿径向开有通孔，所述通孔的轴线垂直并相交于所述主轴的轴线，所述的小套筒对中过盈配合装在所述主轴中段的通孔内并伸入所述内芯的通槽中；

所述小套筒的长度小于所述内芯有通槽部分的圆柱体外壁面直径；

所述定位钢球，所述小滑块和所述定位弹簧装在所述小套筒的内腔，所述定位弹簧在中间，两侧依次对称布置所述小滑块和所述定位钢球；

所述定位连接套筒的与所述小套筒轴向两端相对应位置的圆周表面沿周向开有定位孔或定位坑，当所述主轴沿某一方向转动时，所述小套筒两端的定位钢球同时或交替卡在所述定位连接套筒的定位孔或定位坑内，所述定位孔或定位坑指所述定位连接套筒内壁的直径小于定位钢球直径的通孔或者是定位连接套筒内壁的开口小于定位钢球直径的球形凹坑；

所述定位孔或定位坑的分布方式有以下两种：

1）与所述小套筒轴向一端对应的所述定位孔或定位坑沿所述定位连接套筒轴线均匀周向布置，与所述小套筒轴向另一端对应的所述定位孔或定位坑沿所述定位连接套筒轴线均匀周向布置；与所述小套筒轴向一端对应的所述定位孔或定位坑和与所述小套筒轴向另一端对应的所述定位孔或定位坑沿定位连接套筒轴线对称布置；

2）与所述小套筒轴向一端对应的所述定位孔或定位坑沿所述定位连接套筒轴线均匀周向布置，与所述小套筒轴向另一端对应的所述定位孔或定位坑沿所述定位连接套筒轴线均匀周向布置；与所述小套筒轴向一端对应的所述定位孔或定位坑和与所述小套筒轴向另一端对应的所述定位孔或定位坑沿定位连接套筒轴线非对称布置；优选地，与所述小套筒轴向一端对应的所述定位孔或定位坑中的轴线与所述小套筒轴向另一端对应的所述定位孔或定位坑的轴线的延长线沿定位连接套筒轴线均匀周向分布。

所述定位连接套筒内壁与所述内芯轴肩相接触一侧的轴向边缘加工出一个的斜面或倒角；

当所述主轴带动所述小套筒旋转运动或轴向移动时，所述定位钢球在所述定位连接套筒内实现周向转动或轴向移动，并通过所述定位钢球与所述定位连接套筒圆柱内壁或内表面的所述定位孔或定位坑配合实现定位，以实现定位换档功能；

所述主轴、所述内芯和所述定位连接套筒同轴装配在一起，所述主轴在最里面，所述内芯次之，最外面是所述定位连接套筒；

所述主轴可相对所述内芯做左右滑动，滑动的左右极限位置由所述小套筒和与所述小套筒配合的所述内芯通槽（限位槽）来决定，由于所述内芯通槽在周向的尺寸大小与所述小套筒外径匹配，所以所述主轴与所述内芯的周向转动由于所述小套筒的作用而锁定在一起；

所述内芯可相对所述定位连接套筒转动，但所述内芯的轴肩被夹在所述定位连接套筒和所述连接套筒的中间，所述内芯与所述定位连接套筒不能做相对轴向运动；

所述内芯的另一轴端连接所述内芯固定连接套筒，所述内芯固定连接套筒的一端有对称的两个安装柄，每个安装柄上有一个相互对称的安装孔，通过所述安装孔所述内芯固定连接套筒可与所述操作杆部分的所述操作杆固定连接套筒铰接，所述操作杆固定连接套筒也可是与所述操作杆末端固定连接（不能相对运动）的一个零件。

所述固定连接部分包括端盖、外壳初段、定位连接套筒、外壳中段、连接套筒、外壳末段；

所述固定连接部分在装配后是一个整体构件，构件内各部分零件不会发生相对运动，并且在这个整体构件的内表面形成的一个环槽，所述内芯的轴肩被限制在这个整体构件内表面所形成的环槽内，从而保证所述内芯可相对该整体构件转动的前提下其相对轴向移动被限制；

所述的外壳初段，外壳中段和外壳末段，属于所述的一种档位操纵机构的外壳，所述定位连接套筒与所述外壳初段和所述外壳中段通过螺钉连接在一起，所述连接套筒与所述外壳中段和所述外壳末段通过螺钉连接在一起，使得所述外壳初段、所述外壳中段、所述外壳末段、所述定位连接套筒、所述连接套筒连接成为一个整体构件；

所述整体构件和所述定位换档部分同轴放置并安装在所述定位换档部分的外面，在所述定位连接套筒和所述连接套筒之间形成所述的环槽内安放所述内芯的轴肩用以限制所述内芯的轴向运动。

所述外壳末段左端圆柱面上有四个沿圆周方向均匀布置的安装孔，所述外壳末段通过安装孔与所述连接套筒连接在一起；所述外壳末段右端上部开有档位槽，换档时所述操作杆外壳在所述档位槽中运动，经过标注，可以清晰地向操作者提供各不同档位的位置信息，并限制操作杆外壳的极限换档位置和换档顺序；

所述外壳末段右端下部有一排、两排或三排沿圆周方向均匀布置的锁死定位孔，所述锁死定位孔与所述锁死滑块的末端配合，当所述锁死滑块的末端卡在所述锁死定位孔中，则所述换档操作杆不能运动，换档时必须将所述锁死滑块移出所述锁死定位孔中才能进行换档，从而避免了误操作的发生，提高了安全可靠性。

所述操作杆部分包括操作杆外壳、连接滑块、按钮、连接杆、锁死滑块、锁死弹簧、弹簧定位套筒、可滑连接套筒、操作杆固定连接套筒；

所述按钮可以是操作按钮或手柄按钮中的一种或全部；

所述连接滑块、所述连接杆、所述锁死滑块、所述锁死弹簧、所述弹簧定位套筒安装在所述操作杆外壳的内腔；

所述连接滑块下端通过螺纹或其他连接方式连接到所述连接杆，所述连接杆通过螺纹或其他连接方式连接到所述锁死滑块，在他们中间是被所述弹簧定位套筒定位的所述锁死弹簧；

所述弹簧定位套筒被固定在所述操作杆内腔的确定位置，不能相对操作杆内腔滑动；

当所述按钮选用操作按钮时，所述操作杆外壳上端外表面上有一个一边高于另一边的类U型的通槽，所述操作按钮通过螺纹或其他连接方式连接到所述连接滑块上，所述操作按钮在所述类U型的通槽内滑动；

所述操作按钮通过在类U型的通槽中的滑动控制所述连接滑块的位置，从而控制所述锁死滑块的上下位置，以实现所述锁死滑块末端插入或拨出所述外壳末段上的锁死定位孔从而实现定位锁死功能。

另一种控制定位锁死功能的方法是，用手柄按钮来替代或结合所述的操作按钮来控制所述连接滑块的位置从而控制定位锁死功能；

当使用所述手柄按钮时，所述一种档位操纵机构还包括一种新型的手柄，所述手柄包括手柄按钮，手柄按钮外壳和手柄按钮复位弹簧；

所述手柄按钮一端为按压部分，另一端为大直径圆柱部分，在所述大直径圆柱部分的圆柱表面上沿轴向加工出一个一端径向深度大于另一端径向深度的异形槽；优选地，所述异形槽左端深度大于右端深度；

所述手柄按钮外壳的主体为一个圆柱或类圆柱体，从所述手柄按钮外壳的主体左端打一个一定深度的盲孔，所述手柄按钮复位弹簧装在所述手柄按钮外壳盲孔的底部，所述手柄按钮装在所述手柄按钮外壳的盲孔中，所述手柄按钮的大直径端与所述手柄按钮复位弹簧接触，并可在所述手柄按钮外壳的盲孔内沿轴向左右滑动；

所述手柄按钮外壳的下端突出一个一定高度的环形部分，所述环形部分的内孔与上端所述手柄按钮外壳的所述盲孔相通，所述环形部分下端有沿圆周方向均匀布置的安装孔，在安装孔处通过螺钉将所述手柄按钮外壳固定在所述操作杆外壳上；

所述连接滑块与所述手柄连接的一端开有球形凹坑或圆柱形凹槽，用以安放滚动体并且和安放在所述手柄外壳内的所述手柄按钮上的所述异形槽相匹配；

未换档时，在所述手柄按钮复位弹簧作用下，所述手柄按钮处于初始位，安放在所述操作杆部分的所述连接滑块的顶端凹槽内的滚动体（球体或圆柱体）位于异形槽的浅槽部分，此时所述滚动体下压所述连接滑块，通过连接杆将所述锁死滑块的端部压入所述外壳末段的锁死定位孔中，所述档位操纵机构无法换档；

当摁压所述手柄按钮时，所述手柄按钮滑动使得所述滚动体（球体或圆柱体）运动至所述异形槽的深槽部分，此时由于所述锁死弹簧的作用，将所述连接滑块上移，所述连接滑块同时带动所述连接杆和所述锁死滑块向上移动，使得所述锁死滑块下端脱离所述外壳末段的所述锁死定位孔，此时所述档位操纵机构可进行换档操作；

根据不同的使用习惯，所述异形槽的左端深度可小于右端深度或右端深度小于左端深度，同时，所述手柄按钮外壳可以是主体为一个圆柱，从轴向一端打一个一定深度的盲孔所形成；

所述异形槽的最小深度不小于所述连接滑块顶端凹槽或凹坑内的滚动体（球体或圆柱体）的半径，所述滚动体可以是球体或圆柱体。

当使用所述手柄按钮时，一种可选用的锁死换挡功能的方法如下：

所述手柄按钮外壳的所述盲孔端安装一个旋转式电磁铁，所述旋转式电磁铁包含电磁铁定子与电磁铁转子；

所述电磁铁定子装在所述电磁铁转子的外部，当所述电磁铁得电时，所述电磁铁定子与所述电磁铁转子相对转动一定的角度，所述电磁铁失电后，所述电磁铁定子与所述电磁铁转子复位；

所述电磁铁定子相对所述手柄按钮外壳固定安装，所述电磁铁转子的端部固定安装一个与所述电磁铁转子轴线垂直的档杆或挡片；

所述手柄按钮的大直径端朝向所述手柄按钮复位弹簧的端面沿所述手柄按钮轴线方向在与所述电磁铁转子对应的位置开有孔；所述手柄按钮的大直径端朝向所述手柄按钮复位弹簧的端面沿所述手柄按钮轴线方向在与所述档杆或挡片（得电或失电时状态之一）对应的位置开有与所述档杆或挡片尺寸相匹配的PN位滑槽；

当所述档杆或挡片的位置与所述PN位滑槽的位置一致时，按下所述手柄按钮，所述档杆或挡片沿所述PN位滑槽滑入所述手柄按钮的PN位滑槽内；当所述档杆或挡片的位置与所述PN位滑槽的位置不一致时，按动所述手柄按钮，所述档杆或挡片抵在所述手柄按钮的朝向所述手柄按钮复位弹簧的端面，所述手柄按钮无法按下，换挡无法发生。这样，通过选择PN位滑槽的位置，所述档位操纵机构只能在所述电磁铁得电的状态或失电的状态下进行换挡。

采用上述结构后，本发明有如下优点：

本发明采用在定位连接套筒上圆周均匀打孔、钢珠定位的操作方式，通过定位钢珠在定位连接套筒上定位孔中的运动，可提供较多档位，满足多档位需求，整体结构简单，体积较小，可靠性高，密封性好，根据实际使用要求可变化成不同档位的换档装置，通用性得到了极大地提高。

本发明采用编码盘控制周向光电开关组合的信号触发，通过主轴薄壁凸缘控制轴向光电开关组合的信号触发，可产生多个不同信号与主轴的轴向和周向位置相对应；对于主轴的周向位置，有不同信号可与换档档位及档位间的过渡位置相对应，且通过合理设置编码盘尺寸在档位换档过程中，未换档到相应的档位前便可提前实现预备工作，换档响应速度快，使用可靠性较高，使用寿命较长。

本发明设计时大量采用标准钢管作为外壳以及套筒的毛坯原料，使加工过程简单，加工成本较低，大批量时采用精密铸造更将极大地降低加工成本。

附图说明

图1是本发明档位操纵机构的结构示意图

图2是本发明档位操纵机构的爆炸示意图

图3是光电开关部分（包括轴向光电开关组合和周向光电开关组合）的示意图

图4是编码盘示意图

图5是光电开关部分与编码盘配合示意图

图6是定位连接套筒示意图

图7是主轴示意图

图8是内芯示意图

图9是外壳末段示意图

图10是操作杆外壳的示意图

图11是操作杆部分的爆炸示意图

图12是可滑连接套筒a的示意图

图13是可滑连接套筒b的示意图

图14是固接连接套筒的示意图

图15是内芯固定连接套筒示意图

图16是第二种档位操纵机构的结构示意图

图17是第二种外壳初段示意图

图18是第二种外壳中段示意图

图19是手柄按钮示意图

图20是手柄按钮外壳示意图

图21是端盖示意图

图22是第三种档位操纵机构a的部分结构示意图

图23是加长型主轴示意图

图24是加长型内芯示意图

图25是加长型编码盘示意图

图26是加长型光电开关示意图

图27是加长型光电开关和加长型编码盘的配合示意图

图28是加长型定位连接套筒

图29是第三种档位操纵机构b的部分结构示意图

图30是第三种档位操纵机构b的外观示意图

图31是双定位主轴示意图

图32是双定位内芯示意图

图33是第四种档位操纵机构的结构示意图

图中所示 1.外壳初段，2.外壳中段，3.外壳末段，4.电路板定位片，5.光电开关部分，6.定位钢球，7.小滑块，8.小套筒，9.编码盘，10.定位连接套筒，11.定位弹簧，12.内芯，13.连接套筒，14.主轴，15.内芯固定连接套筒，16.操作杆外壳，17.连接滑块，18.操作按钮，19.连接杆，20.锁死弹簧，21.弹簧定位套筒，22.可滑连接套筒，23.操作杆固定连接套筒，24.锁死滑块，25.端盖，26.第二种外壳初段，27.第二种外壳中段，28.手柄按钮外壳，29.手柄按钮复位弹簧，30.手柄按钮，31.限位钢球，32.密封圈，33.加长型光电开关，34.加长型编码盘，35.加长型定位连接套筒，36.加长型主轴，37.加长型内芯，38.双定位内芯，39双定位主轴，40.密封塞。

具体实施方式有如下四种方案

具体实施方式1

下面结合附图对具体实施方式和主要零件的形状、安装、配合、操作方式和功能做一个详细的说明。

图3是光电开关部分，光电开关部分包含周向光电开关组合、轴向光电开关组合和光电开关电路板5.1构成。周向光电开关组合由四个周向光电开关5.2、轴向光电开关组合由一个轴向光电开关5.3。四个周向光电开关5.2沿圆心均匀布置在光电开关电路板5.1的上部，相邻两个周向光电开关之间的夹角为40°，周向光电开关在换档时负责采集编码盘9的转角信号，其配合关系如图5所示；轴向光电开关5.3位于周向光电开关5.2的下部沿直径方向竖直布置，轴向光电开关5.2采集主轴14上薄壁凸缘部分的轴向位置信号，轴向光电开关遮档槽距圆心的距离小于周向光电开关距圆心的距离。五个光电开关理论上可以区分32个不同的信号，数量上远远超出一般工程机械和车辆上的档位信号，应用范围更加广泛；光电开关5.2、5.3安装在光电开关电路板5.1上，光电开关电路板5.1安装在电路板定位片4上，电路板定位片4安装在外壳初段上。例如将光电开关5.2、5.3的引脚焊接在光电开关电路板上，并将光电开关电路板通过螺钉等连接方式固定在电路板定位片4上。光电开关电路板后端的电线通过电路板定位片4上的圆孔进入小孔后接到外部。

图4是编码盘9，编码盘通过螺钉等连接方式同轴连接在内芯12的轴向一端上，参与编码的编码盘圆筒形薄壁凸缘部分伸入周向光电开关组合中每个光电开关中间的遮档槽之中；所述圆筒形薄壁凸缘部分采用不透光的材料，但部分位置采用缺口或开槽的形式使其在该位置处透光。编码盘的结构如图4，遮档部分和缺口部分为20°，中间突起为40°，最右端的缺口也为40°；编码盘为圆筒形结构，一端为圆环形，圆环形部分中间有圆孔，圆孔直径大于主轴14外径以便于主轴通过，圆环形部分上有安装孔可与内芯的轴向一端连接在一起并同轴。

 图6是定位连接套筒10，定位连接套筒内壁与内芯12外壁配合，定位连接套筒可相对内芯转动；定位连接套筒外部两端各有沿圆周均匀布置的4个安装孔，一端通过安装孔与外壳初段1连接，另一端通过安装孔与外壳中段2连接，以实现定位连接套筒与外壳初段1和外壳中段2的固定连接；定位连接套筒中段有两圈沿圆周均匀对称布置的通孔用以定位，每圈18个，称之为定位孔，每相邻两个定位孔中心的夹角为20°，在换档过程中用来限制定位钢球6定位的位置，来达到换档定位和卡位的作用，此外定位连接套筒内壁一侧轴向边缘加工出一个如图6的斜面或倒角，以便于装有定位钢球6、小滑块和定位弹簧的小套筒装入定位连接套筒10的内部。

 图7是主轴14，主轴的前端为一段薄壁凸缘部分，当主轴处于左位时，薄壁部分进入光电开关部分5的下端的轴向光电开关5.3的遮档槽中，从而产生与遮挡时状态对应的信号；相反的，若在右位时则不产生与遮挡时状态对应的信号。主轴中段为圆筒形结构，主轴中段外壁与内芯12的内壁同轴配合，主轴中段可在内芯12的内孔中左右滑动；主轴中段部分还有一个通孔，与小套筒8实现过盈配合，使小套筒8随主轴一起运动，所述通孔的轴线与主轴的轴线垂直相交。主轴末端为连接部分，通过两个对称的安装孔与可滑连接套筒22相铰接或通过转轴与可滑连接套筒两侧的滑槽连接，从而实现操作杆带动主轴轴向移动和周向旋转的运动方式。

图8是内芯12，内芯内孔的壁面与主轴14中段的外壁配合，主轴可在内芯的内孔中相对滑动；内芯左端有一个两端为半圆中间为矩形的通槽穿过内芯的轴线贯穿内芯，称为限位槽，限位槽的宽度和小套筒的外径匹配，主轴轴向移动时，带动小套筒8在内芯的限位槽中左右滑动，当主轴周向转动换档时，主轴带动小套筒8、小套筒8同时带动内芯转动。内芯左端端部有沿圆周方向均匀布置的四个安装孔，编码盘9通过安装孔固定在内芯上。内芯的外表面沿轴向的中部有轴肩，轴肩左部的内芯外表面与定位连接套筒10的内表面配合，实现内芯在定位连接套筒10中的转动；内芯轴肩右部圆柱外表面与连接套筒13的内表面配合，实现内芯在连接套筒13中的转动；内芯的轴肩实现了内芯在定位连接套筒与连接套筒之间的轴向定位；内芯最右端外部有沿圆周均匀布置的四个安装孔，内芯固定连接套筒15通过安装孔与内芯的轴向另一端同轴相连，以实现当内芯固定连接套筒15转动时带动内芯一起转动。内芯固定连接套筒15与内芯的轴肩一起实现连接套筒13的轴向定位。

图9是外壳末段3，外壳末段左端圆柱面上有四个沿圆周方向均匀布置的安装孔，外壳末段通过安装孔与连接套筒13连接在一起；外壳末段右端上部开有档位槽，换档时操作杆外壳16在档位槽中运动，经过标注，可以清晰地向操作者提供各不同档位的位置信息，并限制操作杆外壳16的极限换档位置和换档顺序；外壳末段右端下部有两圈沿圆周方向均匀布置的锁死定位孔，锁死定位孔与锁死滑块24的末端配合，当锁死滑块24末端卡在锁死定位孔中，换档操作杆不能运动，换档时必须将锁死滑块24移出锁死定位孔中才能进行换档，从而避免了误操作的发生，提高了安全可靠性。

图10是操作杆外壳16，操作杆外壳是一根细长的空心杆，上端外表面上有一个类U型的槽，类U型槽的一边高于另一边，换档过程中操作按钮18在槽中滑动；操作杆外壳的内壁与连接滑块17，锁死滑块24滑动配合；操作杆外壳的外部与可滑连接套筒22滑动配合；操作杆外壳中部有两个通孔，弹簧定位套筒21安装在操作杆外壳的中空内腔内并且通过在所述通孔部位的焊接与操作杆外壳固接在一起；固接连接套筒23内壁与操作杆外壁配合并在配合边缘处焊接于操作杆外壳的底部。

 图11是操作杆部分，操作杆部分由操作杆外壳16、连接滑块17、操作按钮18、连接杆19、锁死弹簧20、弹簧定位套筒21、可滑连接套筒22、固接连接套筒23、锁死滑块24构成；操作杆外壳16是一根细长的空心杆，操作杆外壳的内壁与连接滑块17，锁死滑块24滑动配合；操作杆外壳的外部与可滑连接套筒22滑动配合；操作杆外壳中部有两个通孔，弹簧定位套筒21安装在操作杆外壳的内腔中部并且通过焊接与操作杆外壳固接在一起，弹簧定位套筒21便把锁死弹簧20的一端限定在指定位置；固接连接套筒23在配合边缘处焊接于操作杆外壳的底部。操作杆外壳16上端外表面上有一个类U型的槽，类U型的一边高于另一边，换档过程中操作按钮18在类U形槽中左右上下滑动，档位锁死时，操作按钮18位于操作杆外壳16表面U型槽的较低一侧，此时锁死滑块24末端被连接滑块17带动的连接杆19作用下压在外壳末段3的锁死定位孔之中，换档机构处于锁死状态，无法换档；需要换档时，将操作按钮拨动至U型槽较高一侧，此时操作按钮18带动连接滑块17向上移动并在锁死弹簧20的作用下带动锁死滑块滑出锁死定位孔，从而使换档机构处于可自由换档状态，继而进行换档操作。

 图12是可滑连接套筒a，可滑连接套筒a内壁与操作杆外壳16的外壁滑动配合；可滑连接套筒a外部中心处有对中的两个安装孔，通过安装孔连接到主轴14上，使其可以在换档时随主轴14一起运动，并且可以在操作杆外壳16上滑动，以解决换档过程中主轴14上的安装孔与可滑连接套筒a的安装孔的位置变化问题。

图13是可滑连接套筒b，可滑连接套筒b与操作杆外壳16的外部焊接固定；可滑连接套筒b外部中心处有两端为半圆中间为矩形的滑槽，通过穿过主轴的转轴，可滑连接套筒b的滑槽和主轴14相连接，使其可以随主轴14一起运动，并且转轴可以在可滑连接套筒b的两端为半圆中间为矩形的滑槽内滑动，以解决换档过程中主轴14上的安装孔与可滑连接套筒b的滑槽的位置变化问题。

图14是操作杆固定接连接套筒23，操作杆固定接连接套筒内壁与操作杆外壳16的外部通过边缘焊接的方法焊接在一起；操作杆固接连接套筒外部中心处有对中的两个安装孔，通过安装孔与内芯固定连接套筒15铰接，可相对内芯固定连接套筒15转动。

 图15是内芯固定连接套筒15，内芯固定连接套筒左端有四个沿圆周方向均匀布置的安装孔，通过螺钉将内芯固定连接套筒和内芯12连接在一起，使得内芯固定连接套筒和内芯12运动状态一致；内芯固定连接套筒右端为连接部分，连接部分两个对中的安装孔在零件的中心轴之下，通过安装孔内芯固定连接套筒与操作杆固定连接套筒23相铰接，从而为操作杆左右的摆动提供铰接点。

 本发明的贡献之处在于：提出了一种新的换档定位和具有锁死功能的机构使得换档结构得到简化，体积减小，便于灵活的安装与使用，可以根据实际使用要求变化成不同档位的换档装置或其他速度、方向、位置等操纵机构，通用性得到了极大地提高，此外，设计过程中大量使用标准件使得制造成本降低。

本发明未经描述的零件功能及实施方式，可根据现有说明做出推断，在此不再赘述，当然上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

具体实施方式2

 本发明一种档位操纵机构在实际运用中可用在外界环境条件比较恶劣、密封性要求高的场合；此外，方式一中的操作按钮在需要频繁换档操作的情况时，操作相对较为复杂。方式二可以很好地解决上述问题，满足特定的使用要求。

图17是第二种外壳初段26，第二种外壳初段与方案一中的外壳初段1结构类似，第二种外壳初段的靠近左端圆柱面上有两个上下对称的安装孔，该安装孔与电路板定位片4的圆柱面上的安装孔将电路板定位片4固定在第二种外壳初段内部的特定位置；第二种外壳初段的右端圆柱面上有四个沿圆周方向均匀布置的安装孔，安装孔下方加工出如图17的一定深度的环形槽，该环形槽与第二种外壳中段27突出部分重叠配合，使得密封性得到提高。第二种外壳初段的安装孔通过螺钉将第二种外壳初段26、第二种外壳中段27和定位连接套筒10连接在一起，使得三者成为一体。第二种外壳初段的左端装配有端盖25，使得整体的密封性进一步提高。

 图18是第二种外壳中段27，第二种外壳中段与方案一中的外壳中段2结构类似，相当于将方案一中的外壳中段2和连接套筒13做成一个整体，第二种外壳中段的左端圆柱面上有四个沿圆周方向均匀布置的安装孔，再将外圆加工成如图18的结构，使得左端安装孔部分成为突出部分，在突出部分的边缘有一圈密封槽，第二种外壳中段27的左端突出部分与第二种外壳初段26右端的环形槽部分重叠配合，密封槽内同时装配密封圈32，使得密封性得到提高；第二种外壳中段左端安装孔通过螺钉将第二种外壳中段、第二种外壳初段和定位连接套筒10连接在一起，使得三者成为一体。第二种外壳中段的右端圆柱面上也有四个沿圆周方向均匀布置的安装孔，并使得右端安装孔部分成为突出部分，在右端的的安装孔两侧加工有一圈密封槽，结构形式与左端相同，安装孔通过螺钉将第二种外壳中段与外壳末段重叠配合连接在一起，密封槽内同时装配密封圈32，使得两者成为一体，密封性提高。

图19是手柄按钮30，手柄按钮的结构如图19所示，手柄按钮左端为小直径圆柱部分，右端为大直径圆柱部分，在大直径圆柱部分在圆柱表面上沿轴向加工出一个一端径向深度大于另一端径向深度的异形槽，所述异形槽一端深度大于另一端深度；未换档时，在手柄按钮复位弹簧作用下，手柄按钮处于初始位，限位钢球31位于异形槽的浅槽部分，此时连接滑块17顶端的凹槽内的限位钢球31下压连接滑块17，通过连接杆19将锁死滑块24的端部压入外壳末段3的锁死定位孔中，档位操纵机构无法换档；当摁压手柄按钮30时，手柄按钮滑动使得限位钢球31滑动至异形槽的深槽部分，此时由于锁死弹簧20的作用，将连接滑块17向上推，连接滑块17同时带动连接杆19和锁死滑块24向上移动，使锁死滑块24下端脱离外壳末段3的锁死定位孔，此时档位操纵机构可进行换档操作。

图20是手柄按钮外壳28，手柄按钮外壳的主体为一个圆柱，从左端打一个一定深度的盲孔，手柄按钮复位弹簧29装在手柄按钮外壳盲孔的底部，手柄按钮30装在手柄按钮外壳的盲孔中，大直径端与手柄按钮复位弹簧29接触，并可在手柄按钮外壳的盲孔内沿轴向滑动；手柄按钮外壳的下端突出一个一定高度的环形部分，环形部分的内孔与上端盲孔相通，环形部分下端有沿圆周方向均匀布置的四个螺钉孔，在螺钉孔处通过螺钉将手柄按钮外壳固定在操作杆外壳16上。

 图21是端盖25，端盖左端大直径部分的直径与外壳的外径相同，端盖右端的小直径部分的直径与外壳的内径相同；在端盖右端的小直径部分的边缘有一圈密封槽，用以安装密封圈32，端盖的中心有一个通孔安装插头，便于内部电路的电线从中通过。端盖将本发明一种档位操纵机构的左端封死，与外界隔离，使得密封性得到提高。

本方案解决了在恶劣环境中使用档位操纵机构的高密封性要求，同时使换档锁死功能的操作更加简便，满足了特定环境和高频率换档的使用要求，使得本发明一种档位操作机构更加完善。在实际使用过程中，手柄按钮可以和操作按钮配合使用或单独使用。

具体实施方式3

 本发明一种档位操纵机构由于设计尺寸较小，使得在圆周方向换档时，相邻档位间的夹角不能过小，综合考虑后设置为20°，当在圆周方向档位较多时，换档过程中操作杆的偏转的角度过大，不利于使用者的操作。为解决这一问题，本发明提供了实施方式3的两种解决方案：

方案 a:

 图23是加长型主轴36，加长型主轴的功能与主轴14相同，结构上，加长型主轴的主体部分和薄壁凸缘部分都比主轴14有所加长，其他部分的结构与主轴14相同。

图24是加长型内芯37，加长型内芯的功能与内芯12相同，结构上，加长型内芯的轴肩的左端部分由于加长型定位连接套筒35的变化也相应的加长，同时，轴肩左端部分的两端为半圆中间为矩形的通槽的长度也加长，其他部分的结构与内芯12相同。

图25是加长型编码盘34，加长型编码盘的功能与编码盘9相同，结构上，由于加长型主轴36在换档过程中的轴向位移增加，所以加长型编码盘的轴向长度也随之增加，其他部分的结构与编码盘9相同。

 图26是加长型光电开关33，加长型光电开关由四个周向光电开关、三个轴向光电开关和光电开关电路板组成，四个周向光电开关沿圆心均匀布置在光电开关电路板的上部，相邻两个周向光电开关之间的夹角为40°，周向光电开关在换档时负责采集编码盘9的转角信号，其配合关系如图27所示；三个轴向光电开关位于周向光电开关的下部，三个轴向光电开关在相同直径的圆周上，中间的轴向光电开关沿直径方向竖直布置，其余两个轴向光电开关的中心分别在中间光电开关中心的两侧，与其夹角为80°；尺寸上，左端的轴向光电开关长度最长，右端的轴向光电开关长度其次，中间的轴向光电开关长度最短。轴向光电开关采集加长型主轴36上薄壁凸缘部分的轴向位置信号；由第三种档位操纵机构a的部分结构示意图22可知，初始位置时，小套筒8在加长型定位连接套筒35的左端数第三圈定位孔的位置上，此时加长型主轴36的薄壁部分伸入左端的轴向光电开关中，只有左端的轴向光电开关产生相应信号；以此位置为起始，向左移动一位时，加长型主轴36的薄壁部分伸入左端的轴向光电开关和右端的轴向光电开关中，左端的轴向光电开关和右端的轴向光电开关产生相应信号；向左移动两位时，加长型主轴36的薄壁部分伸入左端的轴向光电开关、中间的轴向光电开关和右端的轴向光电开关，三者同时产生相应信号；如果在初始位置基础上向右移动一位时，加长型主轴36的薄壁部分未伸入任何一个轴向光电开关，三个轴向光电开关均无由于被遮档所产生的信号。这样便实现了增加轴向的档位信号的目的，使得操作更加的舒适、方便。

图28是加长型定位连接套筒35，加长型定位连接套筒与定位连接套筒10结构相似，实际上是将定位连接套筒10中部加长，并由原来的两圈通孔改为四圈或者更多圈通孔。此时在轴线方向的位置上便增加了两圈档位，可使得在每一个圆周方向上的档位可以相应减少，换档时，操作杆的偏转角度减小。与此同时，应相应更改光电开关部分的布置方式，使其可以正常的采集周向档位信号。

方案b:

 图31是双定位主轴39，双定位主轴与主轴14的结构类似，整体尺寸比主轴14更长，主轴中段部分由原来的一个通孔变为两个，且两个通孔的角度相同，两个通孔分别与小套筒8过盈配合，其他部分的结构与主轴14相同。

 图32是双定位内芯38，双定位内芯与内芯12的结构类似，双定位内芯由于要装两个定位连接套筒10，所以双定位内芯的轴肩的右端部分需要相应的加长，轴肩右端的对称位置上也有两端为半圆中间为矩形的通槽，尺寸也与左端的通槽完全相同，其他部分的结构与内芯12相同。

本发明一种档位操纵机构有两个定位连接套筒10，分别位于内芯轴肩的两侧，如图30所示，右端的定位连接套筒10的沿圆周方向均匀布置的螺钉孔比左端的定位连接套筒10上的螺钉孔分别沿圆周方向在同一方向上偏移10°，因此装配完成后两个定位连接套筒的通孔在圆周方向上相差10°。同时主轴14上也要在右端定位连接套筒的相应位置上增加一个与原来主轴中段的孔平行的孔并装配定位钢球6，小滑块7，小套筒8。此时，当主轴14旋转换档时可以实现在有限尺寸空间上每10°换一个档，左右的定位机构交替定位。原有的编码盘9的结构和光电开关部分5的结构可做相应的改变。因此实现了在不改变外部直径的前提下，增加圆周方向上的档位的目的。

 本方案解决了在档位较多时，旋转换档角度过大的问题，进一步扩展了本发明一种档位操纵机构的应用范围，使操作更加简便，更加符合人机工程的要求。

具体实施方式4

本发明一种档位操纵机构在实际运用中可能需要在手柄上端部分增加电控按钮以满足用户的某些特殊操作需求，可根据本方案予以线路连接与密封解决。

 在主轴14的右端内孔处增加一个密封塞40，如图33所示。密封塞与主轴14的内孔实现过盈配合，在密封塞的中部加工出若干个通线孔，便于操作杆部分的电线通过，密封塞的增加既增加了一种档位操纵机构的密封性又便于电线的布置。

 图33是第四种档位操纵机构的结构示意图，由图可知，若在操作手柄内部安装电控按钮后，在连接滑块17的轴向上开一个通孔，作为线路通道<1>，电线沿着线路通道<1>进入锁死弹簧20和连接杆19之间的空隙处即线路通道<2>，通过线路通道<2>进入弹簧定位套筒21和连接杆19的孔隙处即线路通道<3>，之后进入操作杆外壳16和连接杆19的空隙处，并通过操作杆外壳下部的圆孔即线路通道<4>使电线从操作杆部分走出，电线通过密封塞40中间的通线孔即线路通道<5>进入主轴14的内孔通道即线路通道<6>，因为主轴14的内孔直径大于小套筒8的外孔，所以电线可沿线路通道<5>走至光电开关部分5，因为光电开关部分5的电路板中心开有圆孔即线路通道<7>，电线通过线路通道<7>走至电路板定位片4，电路板定位片4中心同样开有圆孔即线路通道<8>，电线可通过电路板定位片4走至端盖25，通过端盖25的中心孔即线路通道<9>走出档位操纵机构，连于相应的电路板上。这样便实现了电线在一种档位操纵机构中的布置，使得手柄上的电信号通过操作杆部分和换档主体部分的线路通道由档位操纵机构的内部通过，并与外界实现信息传递。

 本方案解决了在手柄上增加电控按钮的特殊使用需求，使得本发明一种档位操纵机构的应用范围更加广泛，功能更加全面、完善。

1.一种档位操纵机构，所述档位操纵机构包括换档主体部分和操作杆部分；

所述换档主体部分包括光电编码部分、定位换档部分、固定连接部分；

所述光电编码部分包括轴向光电开关组合、周向光电开关组合、编码盘、主轴；

所述定位换档部分包括主轴、小套筒、定位弹簧、小滑块、定位钢球、内芯、定位连接套筒、内芯固定连接套筒；

所述固定连接部分包括端盖、外壳初段、定位连接套筒、外壳中段、连接套筒，外壳末段；

所述操作杆部分包括操作杆外壳、按钮、连接滑块、连接杆、锁死滑块、锁死弹簧、弹簧定位套筒、可滑连接套筒、操作杆固定连接套筒。

2.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述周向光电开关组合由一个或多个光电开关安装于垂直于所述主轴的轴线的一个电路板上，所述周向光电开关组合中的各个光电开关的遮档槽沿所述主轴的轴线同径周向布置；

所述轴向光电开关组合由一个或多个光电开关安装于垂直于所述主轴的轴线的一个电路板上，所述轴向光电开关组合中的各个光电开关的遮档槽沿所述主轴的轴线同径周向布置；

所述主轴包含薄壁圆筒形的主轴中段，所述主轴中段的轴向一端是与所述主轴中段同轴的薄壁圆筒形凸缘，所述主轴中段的另一端是所述主轴的操作杆连接部分。

3.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述换档主体部分在所述主轴的轴向末端通过所述可滑连接套筒和所述操作杆外壳连接；

所述连接选用以下三种连接方式中的一种：

1)所述可滑连接套筒套在所述操作杆外面可相对所述操作杆外壳相对滑动，所述主轴在轴向末端处与所述可滑连接套筒铰接；

2)所述可滑连接套筒与所述操作杆外壳做固定连接，所述主轴在轴向末端处通过穿过所述主轴的并伸入所述可滑连接套筒表面两侧的滑槽之内的转轴与之连接；

3)所述可滑连接套筒套在所述操作杆外壳外面并能相对所述操作杆外壳相对滑动，所述主轴在轴向末端处通过穿过所述主轴的并伸入所述可滑连接套筒表面的滑槽之内的转轴与之连接。

4.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述换档主体部分在所述内芯固定连接套筒处通过铰接和所述操作杆外壳一端连接的所述操作杆固定连接套筒铰接在一起。

5.如权利要求1、2所述的档位操纵机构，其特征在于

所述编码盘包含圆筒形遮光筒，所述圆筒形遮光筒的轴向一端插入所述周向光电开关组合中各个光电开关的遮档槽中，所述圆筒形遮光筒在伸入所述周向光电开关组合中各个光电开关遮档槽的圆周部分开有若干通槽，使其部分圆周表面有槽从而产生通光效应，部分圆周表面无槽从而有遮光效应；通过所述编码盘旋转产生对所述周向光电开关组合中的各个光电开关输出信号产生切断或接通的效应，所述周向光电开关组合中各个光电开关的输出信号的通断状态的组合对应所述编码盘不同的周向位置信息。

6.如权利要求1、2和5所述的档位操纵机构，其特征在于

所述圆筒形遮光筒的与所述圆筒形遮光筒伸入所述周向光电开关组合中各个光电开关遮档槽一端相对应的轴向另一端的筒底有圆环形的边缘和所述内芯的轴向一端连接，所述编码盘和所述内芯同轴连接。

7.如权利要求6所述的档位操纵机构，其特征在于

所述圆筒形遮光筒的筒底的所述圆环形的边缘的中间有圆孔，所述圆孔直径大于所述主轴的最大外径以便于所述主轴通过。

8.如权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于

所述轴向光电开关遮档槽的分布半径小于所述周向光电开关遮档槽的分布半径。

9.如权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于

所述轴向光电开关组合中的各个光电开关和所述周向光电开关组合中的各个光电开关安装在同一电路板上。

10.如权利要求1、2所述的档位操纵机构，其特征在于

所述的主轴沿轴向左右移动时，所述主轴末端薄壁圆筒形凸缘部分伸进或拉出所述轴向光电开关组合中的各个光电开关的遮档槽从而控制所述轴向光电开关组合中不同光电开关输出信号的通断状态，所述轴向光电开关组合中不同光电开关的输出信号的通断状态的组合对应于所述主轴不同的轴向位置。

11.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述内芯的主体结构为中空的阶梯轴，所述内芯的内壁面为一圆柱形的通孔，与所述主轴的外壁面匹配；所述内芯的外壁面为阶梯状的三段圆柱形结构，所述内芯的内外壁面同轴。

12.如权利要求1、11所述的档位操纵机构，其特征在于

所述内芯轴向两端的外壁面圆柱直径小，分别与所述定位连接套筒及所述连接套筒的内径匹配，所述内芯的外壁面中间处的圆柱直径大，是所述内芯的轴肩，所述内芯的轴肩夹在所述定位连接套筒和所述连接套筒之间。

13.如权利要求1、11和12所述的档位操纵机构，其特征在于

所述内芯的一端或两端圆柱体外壁面沿径向开有圆形的孔或两端为半圆形中间为矩形的通槽，称为限位槽。

14.如权利要求1、2所述的档位操纵机构，其特征在于

所述主轴的薄壁圆筒形凸缘、所述主轴的主轴中段以及所述主轴的操作杆连接部分这三部分同轴连接构成所述主轴；所述主轴中段上沿径向开有通孔，所述通孔的轴线垂直并相交于所述主轴的轴线。

15.如权利要求1、13所述的档位操纵机构，其特征在于

所述的小套筒对中配合装在所述主轴中段的通孔内并伸入所述内芯的形状为孔或通槽的限位槽中。

16.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述定位钢球，所述小滑块和所述定位弹簧装在所述小套筒的内腔，所述定位弹簧在中间，两侧依次对称布置所述小滑块和所述定位钢球。

17.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述主轴、所述内芯和所述定位连接套筒同轴装配在一起，所述主轴在最里面，所述内芯次之，最外面是所述定位连接套筒；

所述主轴可相对所述内芯做左右滑动，滑动的左右极限位置由所述小套筒和与所述小套筒配合的所述内芯的通槽(限位槽)来决定；

所述内芯通槽在周向的尺寸大小与所述小套筒外径匹配，所述主轴与所述内芯的周向转动由于所述小套筒的作用而锁定在一起。

18.如权利要求1、16和17所述的档位操纵机构，其特征在于

所述定位连接套筒的与所述小套筒轴向两端相对应位置的圆周表面沿周向开有定位孔或定位坑；当所述主轴沿某一方向转动时，所述小套筒两端的定位钢球同时或交替卡在所述定位连接套筒的所述定位孔或定位坑内；所述定位孔或定位坑是指所述定位连接套筒内壁的直径小于所述定位钢球直径的通孔或者是所述定位连接套筒内壁的开口小于定位钢球直径的球形凹坑；

当所述主轴带动所述小套筒旋转运动或轴向移动时，所述定位钢球在所述定位连接套筒内实现周向转动或轴向移动，并通过所述定位钢球与所述定位连接套筒圆柱内壁或内表面的所述定位孔或定位坑配合实现定位，以实现定位换档功能。

19.如权利要求1、18所述的档位操纵机构，其特征在于

所述定位孔或定位坑的分布方式有以下两种之一或二者相结合：

1)与所述小套筒轴向一端对应的所述定位孔或定位坑沿所述定位连接套筒轴线均匀周向布置，与所述小套筒轴向另一端对应的所述定位孔或定位坑沿所述定位连接套筒轴线均匀周向布置；与所述小套筒轴向一端对应的所述定位孔或定位坑和与所述小套筒轴向另一端对应的所述定位孔或定位坑沿所述定位连接套筒轴线对称布置；

2)与所述小套筒轴向一端对应的所述定位孔或定位坑沿所述定位连接套筒轴线均匀周向布置，与所述小套筒轴向另一端对应的所述定位孔或定位坑沿所述定位连接套筒轴线均匀周向布置；与所述小套筒轴向一端对应的所述定位孔或定位坑中的轴线与所述小套筒轴向另一端对应的所述定位孔或定位坑的轴线的延长线沿所述定位连接套筒轴线均匀周向分布。

20.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述内芯可相对所述定位连接套筒转动，但所述内芯的轴肩被夹在所述定位连接套筒和所述连接套筒的中间，所述内芯与所述定位连接套筒不能做相对轴向运动；

所述内芯的另一轴端连接所述内芯固定连接套筒，所述内芯固定连接套筒的一端有对称的两个安装柄，每个安装柄上有一个相互对称的安装孔，通过所述安装孔所述内芯固定连接套筒可与所述操作杆部分的所述操作杆固定连接套筒铰接；所述操作杆固定连接套筒也可是与所述操作杆外壳末端固定连接(不能相对运动)的一个零件或与所述操作杆外壳是一个整体零件。

21.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述定位连接套筒内壁与所述内芯的轴肩相接触一侧的轴向边缘加工出一个斜面或倒角。

22.如权利要求18所述的档位操纵机构，其特征在于

所述定位连接套筒的所述定位孔或定位坑在所述定位连接套筒内壁的一侧边缘加工出一个斜面或倒角。

23.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述的外壳初段，外壳中段和外壳末段，属于所述的一种档位操纵机构的外壳，所述定位连接套筒与所述外壳初段和所述外壳中段连接在一起，所述连接套筒与所述外壳中段和所述外壳末段连接在一起，使得所述外壳初段、所述外壳中段、所述外壳末段、所述定位连接套筒、所述连接套筒连接成为一个整体构件；

所述固定连接部分在装配后是一个整体构件，所述整体构件内各部分零件不会发生相对运动，并且在所述整体构件的内表面形成的一个环槽，所述内芯的轴肩被限制在所述整体构件内表面所形成的环槽内，从而保证所述内芯可相对所述整体构件转动的前提下其相对轴向移动被限制；

所述整体构件和所述定位换档部分同轴放置并安装在所述定位换档部分的外面，在所述定位连接套筒和所述连接套筒之间形成所述的环槽内安放所述内芯的轴肩用以限制所述内芯的轴向运动；所述内芯的轴向一端套在所述定位连接套筒内，所述内芯的轴向另一端套在所述连接套筒内；所述内芯在所述定位连接套筒和所述连接套筒限定的空间内可相对所述定位连接套筒和所述连接套筒转动。

24.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述外壳末段左端圆柱面上有安装孔，所述外壳末段通过安装孔与所述连接套筒连接在一起；所述外壳末段右端上部开有档位槽，换档时所述操作杆外壳在所述档位槽中运动，经过标注，可以清晰地向操作者提供各不同档位的位置信息，并限制操作杆外壳的极限换档位置和换档 顺序；

所述外壳末段下部有锁死定位孔，所述锁死定位孔与所述锁死滑块的末端配合，当所述锁死滑块的末端卡在所述锁死定位孔中，则所述操作杆外壳不能运动，换档时必须将所述锁死滑块移出所述锁死定位孔中才能进行换档，从而避免了误操作的发生，提高了安全可靠性。

25.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述按钮可以是操作按钮或手柄按钮中的一种或全部。

26.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述连接滑块、所述连接杆、所述锁死滑块、所述锁死弹簧、所述弹簧定位套筒安装在所述操作杆外壳的内腔。

27.如权利要求1、26所述的档位操纵机构，其特征在于

所述连接滑块下端连接到所述连接杆一端，所述连接杆另一端连接到所述锁死滑块，在他们中间是被所述弹簧定位套筒定位的所述锁死弹簧；

所述弹簧定位套筒被固定在所述操作杆内腔的确定位置，所述档位操纵机构在换挡过程中，所述弹簧定位套筒不能相对操作杆内腔滑动。

28.如权利要求1、25所述的档位操纵机构，其特征在于

当所述按钮选用操作按钮时，所述操作杆外壳上端外表面上有一个一边高于另一边的类U型的通槽，所述操作按钮通过所述类U型通槽连接到所述连接滑块上，所述操作按钮在所述类U型的通槽内滑动；

所述操作按钮通过在所述类U型的通槽中的滑动控制所述连接滑块的位置，从而控制所述锁死滑块的上下位置，以实现所述锁死滑块末端插入或拨出所述外壳末段上的锁死定位孔从而实现定位锁死功能。

29.如权利要求1、25所述的档位操纵机构，其特征在于

另一种控制定位锁死功能的方法是，用所述手柄按钮来替代或结合所述操作按钮来控制所述连接滑块的位置从而控制所述锁死滑块的位置；

当使用所述手柄按钮时，所述一种档位操纵机构还包括一种新型的手柄，所述手柄包括手柄按钮，手柄按钮外壳和手柄按钮复位弹簧。

30.如权利要求1、29所述的档位操纵机构，其特征在于

所述手柄按钮一端为小直径的按压部分，另一端为大直径圆柱部分，在所述大直径圆柱部分的圆柱表面上沿轴向加工出一个一端径向深度大于另一端径向深度的异形槽；

所述手柄按钮外壳的主体为一个圆柱或类圆柱体，从所述手柄按钮外壳的主体一端打一个一定深度的盲孔，所述手柄按钮复位弹簧装在所述手柄按钮外壳盲孔的底部，所述手柄按钮装 在所述手柄按钮外壳的盲孔中，所述手柄按钮的大直径端与所述手柄按钮复位弹簧接触，并可在所述手柄按钮外壳的盲孔内沿轴向左右滑动；

所述手柄按钮外壳的下端突出一个一定高度的环形部分，所述环形部分的内孔与上端所述手柄按钮外壳的所述盲孔相通，所述环形部分下端有沿圆周方向布置的安装孔，在安装孔处通过将所述手柄按钮外壳固定在所述操作杆外壳上。

31.如权利要求1、30所述的档位操纵机构，其特征在于

所述连接滑块与所述手柄连接的一端开有球形凹坑或圆柱形凹槽，用以安放滚动体并且和安放在所述手柄外壳内的所述手柄按钮上的所述异形槽相匹配；

未换档时，在所述手柄按钮复位弹簧作用下，手柄按钮处于初始位，安放在所述操作杆部分的所述连接滑块的顶端凹槽内的滚动体位于异形槽的浅槽部分，此时所述滚动体下压所述连接滑块，通过连接杆将所述锁死滑块的端部压入所述外壳末段的所述锁死定位孔中，所述档位操纵机构无法换档；

当摁压所述手柄按钮的所述按压部分时，所述手柄按钮滑动使得所述滚动体(如限位钢球)运动至所述异形槽的深槽部分，此时由于所述锁死弹簧的作用，将所述连接滑块上移，所述连接滑块同时带动所述连接杆和所述锁死滑块向上移动，使得所述锁死滑块下端脱离所述外壳末段的所述锁死定位孔，此时所述档位操纵机构可进行换档操作；

根据不同的使用习惯，所述异形槽的左端深度可小于右端深度或右端深度小于左端深度，同时，所述手柄按钮外壳可以是主体为一个圆柱，从右端打一个一定深度的盲孔所形成；

所述异形槽的最小深度不小于所述连接滑块顶端凹槽或凹坑内的滚动体(限位钢球)的半径，所述滚动体可以是球体或圆柱体。

32.如权利要求13所述的档位操纵机构，其特征在于

所述小套筒的长度小于所述内芯有孔或通槽部分的圆柱体外壁面直径。

33.如权利要求24所述的档位操纵机构，其特征在于

所述外壳末段下部的所述锁死定位孔是一排、两排或三排沿圆周方向均匀布置的。

34.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

当所述档位操纵机构中的任意两个或多个部件之间采用固定连接时，所述固定连接的两个或多个部件可以在实际生产中加工为一个零件。

35.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述连接套筒可以用另一个所述固定连接套筒代替；

所述周向光电开关组合和所述轴向光电开关组合可以只采用一组或两组都采用。

36.如权利要求1、12所述的档位操纵机构，其特征在于 所述内芯固定连接套筒通过安装孔与所述内芯的轴向另一端同轴相连，以实现当内芯固定连接套筒转动时带动内芯一起转动；所述连接套筒夹在所述内芯的轴肩和所述内芯固定连接套筒之间，所述内芯固定连接套筒与所述内芯的轴肩一起实现连接套筒的轴向定位。

37.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述操作杆外壳的内壁与所述连接滑块，所述锁死滑块滑动配合；所述操作杆外壳的外部与所述可滑连接套筒滑动配合；所述操作杆外壳中部有通孔，所述弹簧定位套筒安装在操作杆外壳的中空内腔内并且通过在所述通孔部位的连接与所述操作杆外壳固接在一起。

38.如权利要求1、29和权利要求30所述的档位操纵机构，其特征在于

所述手柄按钮外壳的所述盲孔端安装一个旋转式电磁铁，所述旋转式电磁铁包含电磁铁定子与电磁铁转子；

所述电磁铁定子装在所述电磁铁转子的外部，当所述电磁铁得电时，所述电磁铁定子与所述电磁铁转子相对转动一定的角度，所述电磁铁失电后，所述电磁铁定子与所述电磁铁转子复位；

所述电磁铁定子相对所述手柄按钮外壳固定安装，所述电磁铁转子的端部固定安装一个与所述电磁铁转子轴线垂直的档杆或挡片；

所述手柄按钮的大直径端朝向所述手柄按钮复位弹簧的端面沿所述手柄按钮轴线方向在与所述电磁铁转子对应的位置开有孔；所述手柄按钮的大直径端朝向所述手柄按钮复位弹簧的端面沿所述手柄按钮轴线方向在与所述档杆或挡片(得电或失电时状态之一)对应的位置开有与所述档杆或挡片尺寸相匹配的PN位滑槽；

当所述档杆或挡片的位置与所述PN位滑槽的位置一致时，按下所述手柄按钮，所述档杆或挡片沿所述PN位滑槽滑入所述手柄按钮的PN位滑槽内；当所述档杆或挡片的位置与所述PN位滑槽的位置不一致时，按下所述手柄按钮，所述档杆或挡片抵在所述手柄按钮的朝向所述手柄按钮复位弹簧的端面，所述手柄按钮无法按下，换挡无法发生。

Claims (10)

1.一种档位操纵机构，所述档位操纵机构包括换档主体部分和操作杆部分；

所述换档主体部分包括光电编码部分、定位换档部分、固定连接部分；

所述光电编码部分包括轴向光电开关组合、周向光电开关组合、编码盘、主轴；

所述定位换档部分包括主轴、小套筒、定位弹簧、小滑块、定位钢球、内芯、定位连接套筒、内芯固定连接套筒；

所述固定连接部分包括端盖、外壳初段、定位连接套筒、外壳中段、连接套筒，外壳末段；

所述操作杆部分包括操作杆外壳、按钮、连接滑块、连接杆、锁死滑块、锁死弹簧、弹簧定位套筒、可滑连接套筒、操作杆固定连接套筒。

2.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述周向光电开关组合由一个或多个光电开关安装于垂直于所述主轴的轴线的一个电路板上，所述周向光电开关组合中的各个光电开关的遮档槽沿所述主轴的轴线同径周向布置；

所述轴向光电开关组合由一个或多个光电开关安装于垂直于所述主轴的轴线的一个电路板上，所述轴向光电开关组合中的各个光电开关的遮档槽沿所述主轴的轴线同径周向布置；

所述主轴包含薄壁圆筒形的主轴中段，所述主轴中段的轴向一端是与所述主轴中段同轴的薄壁圆筒形凸缘，所述主轴中段的另一端是所述主轴的操作杆连接部分。

3.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述换档主体部分在所述主轴的轴向末端通过所述可滑连接套筒和所述操作杆外壳连接；

所述连接选用以下三种连接方式中的一种：

1）所述可滑连接套筒套在所述操作杆外面可相对所述操作杆外壳相对滑动，所述主轴在轴向末端处与所述可滑连接套筒铰接；

2）所述可滑连接套筒与所述操作杆外壳做固定连接，所述主轴在轴向末端处通过穿过所述主轴的并伸入所述可滑连接套筒表面两侧的滑槽之内的转轴与之连接；

3）所述可滑连接套筒套在所述操作杆外壳外面并能相对所述操作杆外壳相对滑动，所述主轴在轴向末端处通过穿过所述主轴的并伸入所述可滑连接套筒表面的滑槽之内的转轴与之连接。

4.如权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于

所述换档主体部分在所述内芯固定连接套筒处通过铰接和所述操作杆外壳一端连接的所述操作杆固定连接套筒铰接在一起。

5.如权利要求1、2所述的档位操纵机构，其特征在于

 所述编码盘包含圆筒形遮光筒，所述圆筒形遮光筒的轴向一端插入所述周向光电开关组合中各个光电开关的遮档槽中，所述圆筒形遮光筒在伸入所述周向光电开关组合中各个光电开关遮档槽的圆周部分开有若干通槽，使其部分圆周表面有槽从而产生通光效应，部分圆周表面无槽从而有遮光效应；通过所述编码盘旋转产生对所述周向光电开关组合中的各个光电开关输出信号产生切断或接通的效应，所述周向光电开关组合中各个光电开关的输出信号的通断状态的组合对应所述编码盘不同的周向位置信息。

6.如权利要求1、2和5所述的档位操纵机构，其特征在于

所述圆筒形遮光筒的与所述圆筒形遮光筒伸入所述周向光电开关组合中各个光电开关遮档槽一端相对应的轴向另一端的筒底有圆环形的边缘和所述内芯的轴向一端连接，所述编码盘和所述内芯同轴连接。

7.如权利要求6所述的档位操纵机构，其特征在于

所述圆筒形遮光筒的筒底的所述圆环形的边缘的中间有圆孔，所述圆孔直径大于所述主轴的最大外径以便于所述主轴通过。

8.如权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于

所述轴向光电开关遮档槽的分布半径小于所述周向光电开关遮档槽的分布半径。

9.如权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于

所述轴向光电开关组合中的各个光电开关和所述周向光电开关组合中的各个光电开关安装在同一电路板上。

10.如权利要求1、2所述的档位操纵机构，其特征在于

所述的主轴沿轴向左右移动时，所述主轴末端薄壁圆筒形凸缘部分伸进或拉出所述轴向光电开关组合中的各个光电开关的遮档槽从而控制所述轴向光电开关组合中不同光电开关输出信号的通断状态，所述轴向光电开关组合中不同光电开关的输出信号的通断状态的组合对应于所述主轴不同的轴向位置。