CN105202172B - 档位操纵机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了档位操纵机构，包括操纵机构本体以及安装在操纵机构本体上的换挡机构，其中，操纵机构本体包括操作杆组件以及安装在操作杆组件上的操作按钮组件；换挡机构包括光电编码装置、定位换挡装置以及固定连接装置；其中，光电编码装置设置于定位换挡装置左端，且光电编码装置与定位换挡装置均套装于固定连接装置内。本发明的有益效果为：提供了可以适用于车辆或其他设备的方向，速度或位移等控制系统的档位操纵机构。通过利用定位钢球或其他滚动体在定位连接套筒中圆周壁面的定位孔(定位孔可以为卡位槽)中的卡位特性，使得带动滚动体运动的主轴的圆周或轴向的位置根据滚动体卡位的位置不同而被离散化。

Description

档位操纵机构

技术领域

本发明涉及行走机械及工业控制技术领域，具体涉及档位操纵机构。

背景技术

档位操纵机构在行走机械如车辆上既是功能件又是运动件，如专利《具有停车安全锁定及快速换低挡功能的换挡手柄》，专利号：CN201041228Y。客户对档位操纵机构性能要求较高，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，由于车辆的型号以及生产厂商的不同，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，导致设计、加工、库存、维修都有诸多不便。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

为解决现有技术中的档位操纵机构结构复杂，体积较大，成本较高，通用性较差的技术缺陷，本发明提供一种档位操纵机构，能够简化结构，减小体积，降低成本，同时提高了档位操纵机构的通用性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

档位操纵机构，该档位操纵机构包括操纵机构本体以及安装在操纵机构本体上的换挡机构，其中，所述操纵机构本体包括操作杆组件或者包括操作杆组件以及安装在所述操作杆组件上的操作按钮组件；所述换挡机构包括编码装置、定位换挡装置以及固定连接装置；其中，所述编码装置设置于所述定位换挡装置左端，且所述编码装置与所述定位换挡装置均套装于所述固定连接装置内。

进一步的，所述操作杆组件包括空心杆状的操作杆外壳或实体状的操作杆外壳，或者包括空心杆状的操作杆外壳以及套装于操作杆外壳内的连接杆；当所述操作杆组件包括空心杆状的操作杆外壳以及套装于操作杆外壳内的操作杆时；所述连接杆的上、下两端分别连接连接滑块和锁死滑块，所述连接杆外位于所述连接滑块和锁死滑块之间的位置套装锁死弹簧和弹簧定位套筒；其中，所述连接滑块和所述锁死滑块均与所述操作杆外壳的内壁滑动连接。

进一步的，所述弹簧定位套筒与所述操作杆外壳的内壁固接。

进一步的，所述弹簧定位套筒与所述操作杆外壳为一体式结构。

进一步的，所述操作杆外壳外套装可滑连接套筒，且所述可滑连接套筒与所述操作杆外壳滑动连接。

进一步的，所述操作杆外壳上开有一对滑槽。

进一步的，所述操作杆外壳外套装操作杆固定连接套筒，且所述操作杆固定连接套筒固接于所述操作杆外壳的底端。

进一步的，所述操作杆外壳上端开有一个两边长度不等的类U型的通槽或类n型槽。

进一步的，所述操作按钮组件为一操作按钮，所述操作按钮穿过所述类U型的通槽或类n型槽并可沿所述类U型的通槽或类n型槽滑动，所述操作按钮位于操作杆外壳内的一端连接在所述连接滑块上。

进一步的，所述操作按钮组件包括手柄按钮以及手柄按钮外壳，其中，所述手柄按钮的右端开有一异形槽，所述异形槽具有深槽端和浅槽端；所述手柄按钮外壳左端开有一盲孔，底端具有一圆筒状凸缘，所述圆筒状凸缘的内孔与所述盲孔相通；所述手柄按钮置于所述盲孔内且所述手柄按钮与所述盲孔的底部之间安装一复位弹簧，所述手柄按钮与所述手柄按钮外壳滑动连接。

进一步的，所述操作按钮组件通过所述圆筒状凸缘与所述操作杆组件固定连接。

进一步的，所述连接滑块与所述异形槽之间安装一限位滚动体。

进一步的，所述定位换挡装置包括定位组件以及内芯，其中，所述定位组件至少为一组，且每组定位组件均包括小套筒以及套装于小套筒内的定位弹簧，小套筒内且位于定位弹簧的两端位置均设有一小滑块，小套筒内且位于小滑块的外端位置均设有一定位滚动体；所述内芯左端具有至少一个用于容置所述定位组件的限位槽，所述限位槽穿过内芯的轴线且完全贯穿整个内芯或部分贯穿整个内芯；所述内芯的外表面套装有至少一个定位连接套筒以及固接套筒。所述小套筒是所述内芯的一部分或是独立于所述内芯的一个单独零件。

所述定位连接套筒中段开有至少一圈沿周向布置的定位孔或定位槽。

进一步的，分别位于相邻两个定位连接套筒上的两个最邻近的定位孔之间的周向夹角小于或等于同一定位连接套筒上两个相邻的定位孔或定位槽之间周向夹角的一半。

进一步的，所述定位连接套筒内壁一侧轴向边缘设有斜面或倒角。

进一步的，所述内芯中部具有轴肩。

进一步的，所述定位换挡装置还包括套装于所述内芯内的主轴，所述主轴为圆筒状结构，所述主轴左端具有一薄壁凸缘，所述主轴的中段上与所述限位槽相对应的位置开有至少一个第一通孔，所述第一通孔与所述主轴的轴线垂直相交。

所述主轴与所述内芯是一个零件不同部分的功能描述或是两个不同的零件，亦即；所述主轴是所述内芯的一部分或是独立于所述内芯的一个单独零件。

进一步的，所述主轴右端套装有密封塞。

进一步的，所述主轴左端套装有中空的走线套筒，且所述走线套筒上与所述主轴的第一通孔相对应的位置开有第二通孔。

进一步的，所述走线套筒的内孔为阶梯孔，所述阶梯孔的过渡部分为类锥形平滑过渡结构。

进一步的，所述内芯右端固接有内芯固定连接套筒，且所述内芯固定连接套筒右端与所述操作杆固定连接套筒铰接。

进一步的，所述主轴右端与所述可滑连接套筒铰接或者与所述可滑连接套筒两侧的滑槽连接。进一步的，所述主轴右端通过转轴与所述操作杆外壳上的滑槽相连接，使所述主轴可沿所述操作杆外壳上的滑槽滑动。

进一步的，所述固定连接装置包括外壳初段、外壳中段以及外壳末段；所述外壳初段、外壳中段以及外壳末段顺次连接，所述定位连接套筒的左右两端分别与所述外壳初段以及所述外壳中段的内壁固接，所述固接套筒的左右两端分别与所述外壳中段以及所述外壳末段的内壁固接；所述外壳末段上部开有档位槽，所述操纵机构本体穿过所述档位槽与所述定位换挡装置相连接。所述外壳末段下部开有沿周向布置的且与所述锁死滑块末端相配合的锁死定位孔。

进一步的，所述外壳初段左端安装有左端盖。

进一步的，所述外壳末段下部开有沿周向布置的且与所述锁死滑块末端相配合的锁死定位孔，或者所述外壳末段右端安装有右端盖，或者所述外壳末段下部既开有沿周向布置的且与所述锁死滑块末端相配合的锁死定位孔，并且所述外壳末段右端安装有右端盖。

进一步的，所述外壳中段两端均具有突出部，所述外壳初段和外壳末段上与所述外壳中段的突出部相对应的位置均开设环形槽，所述外壳初段和外壳末段均通过所述突出部和环形槽的配合与所述外壳中段固接。

进一步的，所述外壳中段与所述固接套筒为一体式结构，或者所述外壳初段、外壳中段以及所述固接套筒为一体式结构。

进一步的，所述走线套筒的内孔为阶梯孔，所述阶梯孔的过渡部分为类锥形平滑过渡结构。

进一步的，所述编码装置包括编码盘、开关电路板以及固接在所述开关电路板上的开关组；其中，所述编码盘固接在所述内芯的左端面上，所述开关电路板通过电路板定位片固接在所述外壳初段内。

进一步的，所述编码盘中部开有圆孔，且所述圆孔的直径大于所述主轴左端的直径。

进一步的，所述开关组包括周向光电开关组。

进一步的，所述开关组包括周向光电开关组和轴向光电开关组。

进一步的，所述周向光电开关组包括至少2个布置在开关电路板上的周向光电开关。

进一步的，所述轴向光电开关组包括至少一个布置在开关电路板上的轴向光电开关；当所述轴向光电开关选择光电开关时，所述轴向光电开关的遮档槽距所述开关电路板圆心的距离均相等。

进一步的，所述轴向光电开关距所述开关电路板圆心的距离均小于所述周向光电开关距所述开关电路板圆心的距离。

进一步的，该档位操纵机构上开有用于安装电控按钮的线路通道。

进一步的，所述连接滑块沿轴向开有通线孔或通线槽，或者所述连接滑块与所述操作杆外壳的内壁留有间隙从而形成线路通道a。

进一步的，所述锁死弹簧和所述连接杆之间具有空隙，形成线路通道b。

进一步的，所述弹簧定位套筒和所述连接杆之间具有空隙，形成线路通道c。

进一步的，所述操作杆外壳下部开有孔或槽，形成线路通道d。

进一步的，所述密封塞中部开有通线孔，形成线路通道e。

进一步的，所述主轴的内孔通道形成线路通道f。

进一步的，所述走线套筒的内孔通道形成线路通道g。

进一步的，所述开关电路板中部开有圆孔，形成线路通道h。

进一步的，电路板定位片中部开有圆孔，形成线路通道i。

进一步的，所述左端盖中部开有圆孔，形成线路通道j。

进一步地，所述主轴左端或所述内芯左端套装有中空的走线套筒，且所述走线套筒上与所述主轴的第一通孔相对应的位置开有第二通孔。

进一步地，所述外壳末段沿周向布置的且与所述锁死滑块末端相配合的锁死定位孔为锥形；或者所述锁死滑块末端为锥形，或者所述锁死滑块末端以及与之相配合的锁死定位孔均为锥形。

可选的，所述操作杆外位于所述连接滑块和锁死滑块之间的位置套装走线滑块；所述走线滑块与所述操作杆外壳的内壁滑动连接；所述走线滑块的侧壁开有孔或槽用以走线。

本发明的有益效果为：提供了可以适用于车辆或其他设备的方向，速度或位移等控制系统的档位操纵机构。通过利用定位钢球或其他滚动体在定位连接套筒中圆周壁面的定位孔(所述定位孔可以为卡位槽)中的卡位特性，使得带动滚动体运动的主轴的圆周或轴向的位置根据滚动体卡位的位置不同而被离散化，通过在内芯的端面安装编码盘组合，主轴在圆周及轴向每一个特定的离散位置可以对应一个特定的编码盘组合与对应开光组合的特定的相对位置关系，从而产生不同的信号输出。上述的开关组合可以为光电开关组合与编码盘组合也可以替换为霍尔开关组合与铁磁性物质结构的组合；在本说明书附图中以光电开关组合与编码盘组合为例进行说明。由于滚动体在对称的位置上都有卡紧力，所以可以在较小的空间内实现卡紧的功能。而双排孔或多排孔定位的方案配合主轴的薄壁凸缘的不同位置对轴向光电开关组的触发可以实现较多的档位信号输出。本发明也可用做发动机的转速等控制机构，通过在内芯的左端或内芯固定连接套筒上或其他与内芯同轴转动的零件上固定安装卷筒，将发动机拉索的一端固定在卷筒上；内芯转动时，带动卷筒转动，卷筒可以带动发动机的拉索拉伸，从而控制发动机的节气门或油门大小。

附图说明

图1是本发明第一实施例的档位操纵机构的结构示意图；

图2是本发明第一实施例的档位操纵机构的爆炸图；

图3是本发明第一实施例的开关部分的结构示意图；

图4是本发明第一实施例的编码盘的结构示意图；

图5是本发明第一实施例的开关部分与编码盘配合的结构示意图；

图6是本发明第一实施例的定位连接套筒的结构示意图；

图7是本发明第一实施例的主轴的结构示意图；

图8是本发明第一实施例的内芯的结构示意图；

图9是本发明第一实施例的外壳末段的结构示意图；

图10是本发明第一实施例的操作杆外壳的结构示意图；

图11是本发明第一实施例的操纵机构本体的爆炸图；

图12是本发明第一实施例的可滑连接套筒a的结构示意图；

图13是本发明第一实施例的可滑连接套筒b的结构示意图；

图14是本发明第一实施例的操作杆固定连接套筒的结构示意图；

图15是本发明第一实施例的内芯固定连接套筒结构示意图；

图16是本发明第二实施例的档位操纵机构的结构示意图；

图17是本发明第二实施例的外壳初段的结构示意图；

图18是本发明第二实施例的外壳中段的结构示意图；

图19是本发明第二实施例的手柄按钮的结构示意图；

图20是本发明第二实施例的手柄按钮外壳的结构示意图；

图21是本发明第二实施例的左端盖结构示意图；

图22是本发明第三实施例的档位操纵机构a的部分结构示意图；

图23是本发明第三实施例的加长型的主轴的结构示意图；

图24是本发明第三实施例的加长型的内芯的结构示意图；

图25是本发明第三实施例的加长型的编码盘的结构示意图；

图26是本发明第三实施例的加长型的开关部分的结构示意图；

图27是本发明第三实施例的加长型的开关部分和加长型的编码盘配合的结构示意图；

图28是本发明第三实施例的加长型的定位连接套筒的结构示意图；

图29是本发明第三实施例的档位操纵机构b的部分的结构示意图；

图30是图29的外部结构示意图；

图31是本发明第三实施例的双定位的主轴的结构示意图；

图32是本发明第三实施例的双定位的内芯的结构示意图；

图33是本发明第四实施例的档位操纵机构的结构示意图；

图34是本发明第五实施例的档位操纵机构的结构示意图；

图35是本发明第五实施例的档位操纵机构的爆炸图；

图36是本发明第五实施例的单排孔的左端盖的结构示意图；

图37是本发明第五实施例的整体式外壳的结构示意图；

图38是本发明第五实施例的走线套筒的结构示意图；

图39是本发明第五实施例的单排孔的定位连接套筒的结构示意图；

图40是本发明第五实施例的单排孔的内芯的结构示意图；

图41是本发明第五实施例的塑料防尘套的结构示意图；

图42是本发明第五实施例的单排孔的外壳末段的结构示意图；

图43是本发明第五实施例的单排孔的右端盖的结构示意图；

图44是本发明第五实施例的单排孔的开关部分的结构示意图。

图中，

101、操作杆外壳；1011、类U型的通槽；102、操作杆；103、连接滑块；104、锁死滑块；105、锁死弹簧；106、弹簧定位套筒；107、可滑连接套筒；108、操作杆固定连接套筒；109、操作按钮；110、定位组件；1101、小套筒；1102、定位弹簧；1103、小滑块；1104、定位滚动体；111、内芯；1111、限位槽；1112、轴肩；112、定位连接套筒；1121、定位孔；113、固接套筒；114、主轴；1141、薄壁凸缘；1142、第一通孔；115、内芯固定连接套筒；116、外壳初段；117、外壳中段；118、外壳末段；1181、档位槽；1182、锁死定位孔；119、编码盘；120、开关电路板；121、开关组；1211、周向光电开关组；1212、轴向光电开关组；122、电路板定位片；201、手柄按钮；2011、异形槽；202、手柄按钮外壳；2021、盲孔；2022、圆筒状凸缘；2023、复位弹簧；203、限位滚动体；401、线路通道a；402、线路通道b；403、线路通道c；404、线路通道d；405、线路通道e；406、线路通道f；407、线路通道g；408、线路通道h；409、线路通道i；410、线路通道j；411、密封塞；501、左端盖；502、右端盖；503、塑料防尘套；504、走线套筒；5041、第二通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构进行详细解释说明。

本发明实施例提供的档位操纵机构，该档位操纵机构包括操纵机构本体以及安装在操纵机构本体上的换挡机构，其中，所述操纵机构本体包括操作杆组件以及安装在所述操作杆组件上的操作按钮组件；所述换挡机构包括编码装置、定位换挡装置以及固定连接装置；其中，所述编码装置设置于所述定位换挡装置左端，且所述编码装置与所述定位换挡装置均套装于所述固定连接装置内，所述编码装置包括光电编码装置或者霍尔编码装置或两者结合而成的混合编码装置。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述操作杆组件包括空心杆状的操作杆外壳101以及套装于操作杆外壳101内的连接杆102；所述连接杆102的上、下两端分别连接连接滑块103和锁死滑块104，所述连接杆102外位于所述连接滑块103和锁死滑块104之间的位置套装锁死弹簧105和弹簧定位套筒106；其中，所述连接滑块103和所述锁死滑块104均与所述操作杆外壳101的内壁滑动连接。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述弹簧定位套筒106与所述操作杆外壳101的内壁固接。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述弹簧定位套筒106与所述操作杆外壳101为一体式结构。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述操作杆外壳101外套装可滑连接套筒107，且所述可滑连接套筒107与所述操作杆外壳101滑动连接。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述操作杆外壳101上开有一对滑槽。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述操作杆外壳101外套装操作杆固定连接套筒108，且所述操作杆固定连接套筒108固接于所述操作杆外壳101的底端。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述操作杆外壳101上端开有一个两边长度不等的类U型的通槽1011或类n型槽。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述操作按钮组件为一操作按钮109，所述操作按钮109穿过所述类U型的通槽1011或类n型槽并可沿所述类U型的通槽1011或类n型槽滑动，所述操作按钮109位于操作杆外壳101内的一端连接在所述连接滑块103上。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述操作按钮组件包括手柄按钮201以及手柄按钮外壳202，其中，所述手柄按钮201的右端开有一异形槽2011，所述异形槽2011具有深槽端和浅槽端；所述手柄按钮外壳202左端开有一盲孔2021，底端具有一圆筒状凸缘2022，所述圆筒状凸缘2022的内孔与所述盲孔2021相通；所述手柄按钮201置于所述盲孔2021内且所述手柄按钮201与所述盲孔2021的底部之间安装一复位弹簧2023，所述手柄按钮201与所述手柄按钮外壳202滑动连接。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述操作按钮组件通过所述圆筒状凸缘2022与所述操作杆组件固定连接。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述连接滑块103与所述异形槽2011之间安装一限位滚动体203。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述定位换挡装置包括定位组件110以及内芯111，其中，所述定位组件110至少为一组，且每组定位组件110均包括小套筒1101以及套装于小套筒1101内的定位弹簧1102，小套筒1101内且位于定位弹簧1102的两端位置均设有一小滑块1103，小套筒1101内且位于小滑块1103的外端位置均设有一定位滚动体1104；所述内芯111左端具有至少一个用于容置所述定位组件110的限位槽1111，所述限位槽1111穿过内芯111的轴线且贯穿整个内芯111；所述内芯111的外表面套装有至少一个定位连接套筒112以及固接套筒113；所述定位连接套筒112中段开有至少一圈沿周向均匀布置的定位孔1121，且每相邻两个定位孔1121之间的周向夹角为20°。

本发明实施例提供的档位操纵机构，分别位于相邻两个定位连接套筒112上的两个最邻近的定位孔1121之间的周向夹角为10°。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述定位连接套筒112内壁一侧轴向边缘设有斜面或倒角。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述内芯111中部具有轴肩1112。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述定位换挡装置还包括套装于所述内芯111内的主轴114，所述主轴114为圆筒状结构，且所述主轴114左端具有一薄壁凸缘1141，主轴114的中段上与所述限位槽1111相对应的位置开有至少一个第一通孔1142，所述第一通孔1142的轴线互相平行且均与所述主轴114的轴线垂直相交。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述主轴114右端套装有密封塞411。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述主轴114左端套装有中空的走线套筒504，且所述走线套筒504上与所述主轴114的第一通孔1142相对应的位置开有第二通孔5041。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述内芯111右端固接有内芯固定连接套筒115，且所述内芯固定连接套筒115右端与所述操作杆固定连接套筒108铰接。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述主轴114右端与所述可滑连接套筒107铰接。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述主轴114右端通过螺钉与所述操作杆外壳101上的滑槽相连接，使所述主轴114可沿所述操作杆外壳101上的滑槽滑动。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述固定连接装置包括外壳初段116、外壳中段117以及外壳末段118；所述外壳初段116、外壳中段117以及外壳末段118顺次连接，所述定位连接套筒112的左右两端分别与所述外壳初段116以及所述外壳中段117的内壁固接，所述固接套筒113的左右两端分别与所述外壳中段117以及所述外壳末段118的内壁固接；所述外壳末段118上部开有档位槽1181，所述操纵机构本体穿过所述档位槽1181与所述定位换挡装置相连接；所述外壳末段118下部开有至少一圈沿周向均匀布置的且与所述锁死滑块104末端相配合的锁死定位孔1182。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述外壳初段116左端安装有左端盖501。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述外壳末段118右端安装有右端盖502。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述外壳中段117两端均具有突出部，所述外壳初段116和外壳末段118上与所述外壳中段117的突出部相对应的位置均开设环形槽，所述外壳初段116和外壳末段118均通过所述突出部和环形槽的配合与所述外壳中段117固接。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述外壳中段117与所述固接套筒113为一体式结构。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述外壳初段116、外壳中段117以及所述固接套筒113为一体式结构。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述编码装置包括编码盘119、开关电路板120以及固接在所述开关电路板120上的开关组121；其中，所述编码盘119固接在所述内芯111的左端面上，所述开关电路板120通过电路板定位片122固接在所述外壳初段116内。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述编码盘119中部开有圆孔，且所述圆孔的直径大于所述主轴114的直径。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述开关组121包括周向光电开关组1211。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述开关组121包括周向光电开关组1211和轴向光电开关组1212。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述周向光电开关组1211包括四个均匀布置在开关电路板120上端的周向光电开关，且相邻两个周向光电开关之间的夹角为40°。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述轴向光电开关组1212包括至少一个布置在开关电路板120下端的轴向光电开关，当所述轴向光电开关为光电开关时，所述轴向光电开关的遮档槽距所述开关电路板120圆心的距离均相等。

本发明实施例提供的档位操纵机构，当所述周向光电开关、轴向光电开关均为光电开关时，所述轴向光电开关的遮档槽距所述开关电路板120圆心的距离均小于所述周向光电开关的遮挡槽距所述开关电路板120圆心的距离。

本发明实施例提供的档位操纵机构，该档位操纵机构上开有用于安装电控按钮的线路通道。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述连接滑块103沿轴向开有通线孔或槽，形成线路通道a401。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述锁死弹簧105和所述连接杆102之间具有空隙，形成线路通道b402。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述弹簧定位套筒106和所述连接杆102之间具有空隙，形成线路通道c403。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述操作杆外壳101下部开有孔，形成线路通道d404。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述密封塞411中部开有通线孔，形成线路通道e405。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述主轴114的内孔通道形成线路通道f406。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述走线套筒504的内孔通道形成线路通道g407。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述开关电路板120中部开有圆孔，形成线路通道h408。

本发明实施例提供的档位操纵机构，电路板定位片122中部开有圆孔，形成线路通道i409。

本发明实施例提供的档位操纵机构，所述左端盖501中部开有圆孔，形成线路通道j410。下面具体说明几种具体实施方式的档位操纵机构的结构。

实施例一

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1是本发明第一实施例的档位操纵机构的结构示意图；图2是本发明第一实施例的档位操纵机构的爆炸图。图3是开关部分的结构示意图，开关部分包含周向光电开关组1211、轴向光电开关组1212和开关电路板120构成。周向光电开关组1211包括四个周向光电开关、轴向光电开关组1212包括一个轴向光电开关。四个周向光电开关沿圆心均匀布置在开关电路板120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119的转角信号，其配合关系如图5所示；轴向光电开关位于周向光电开关的下部沿直径方向竖直布置，轴向光电开关采集主轴114上薄壁凸缘1141的轴向位置信号，轴向光电开关的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；开关安装在开关电路板120上，开关电路板120安装在电路板定位片122上，电路板定位片122安装在外壳初段116上。例如将开关的引脚焊接在开关电路板120上，并将开关电路板120通过螺钉等连接方式固定在电路板定位片122上。开关电路板120后端的电线通过电路板定位片122上的圆孔进入小孔后接到外部。

[作用：开关在编码盘119转动过程或主轴114轴向移动过程中产生编码盘119相对周向光电开关组合不同位置，或者主轴114相对轴向光电开关组1212不同位置所对应的信号，将相应的信号传入控制系统，控制相应的档位操作。]

图4是编码盘119，编码盘119通过螺钉等连接方式同轴连接在内芯111的轴向一端上，参与编码的编码盘119，圆筒形薄壁凸缘1141伸入周向光电开关组1211中每个开关中间的遮档槽之中；所述圆筒形薄壁凸缘1141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119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119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114外径以便于主轴114通过，圆环形部分上有安装孔可与内芯111的轴向一端连接在一起并同轴。

[作用：在随内芯111转动的过程中控制相应的开关是否遮挡或被激发，从而产生与不同档位对应的电信号。]

图6是定位连接套筒112，定位连接套筒112内壁与内芯111外壁配合，定位连接套筒112可相对内芯111转动；定位连接套筒112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116连接，另一端通过安装孔与外壳中段117连接，以实现定位连接套筒112与外壳初段116和外壳中段117的固定连接；定位连接套筒112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1121，每相邻两个定位孔1121中心的夹角为20°，在换档过程中用来限制定位滚动体1104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112内壁一侧轴向边缘加工出一个如图6的斜面或倒角，以便于装有定位滚动体1104、小滑块1103和定位弹簧1102的小套筒1101装入定位连接套筒112的内部。

[作用：在弹簧力的作用下，定位滚动体1104在定位连接套筒112的定位孔1121中卡紧，实现档位的初步限制与定位，定位连接套筒112与外壳固定在一起，相当于固接在设备上。]

图7是主轴114，主轴114的前端为一段薄壁凸缘1141，当主轴114处于左位时，薄壁凸缘1141部分进入开关部分的下端的轴向光电开关的遮档槽中，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114中段为圆筒形结构，主轴114中段外壁与内芯111的内壁同轴配合，主轴114中段可在内芯111的内孔中左右滑动；主轴114中段部分还有一个第一通孔1142，与小套筒1101实现过盈配合，使小套筒1101随主轴114一起运动，所述第一通孔1142的轴线与主轴114的轴线垂直相交。主轴114末端为连接部分，通过两个对称的安装孔与可滑连接套筒107相铰接或通过转轴与可滑连接套筒107两侧的滑槽连接，或者直接将主轴114末段的安装孔与操作杆外壳101上的滑槽连接，从而实现操作杆外壳101带动主轴114轴向移动和周向旋转的运动方式。

[作用：1.与操作杆外壳101连接，换挡时随操作杆外壳101一起运动。2.末端薄壁凸缘1141部分控制轴向光电开关的激发与否。3.带动小套筒1101，从而带动定位滚动体1104在定位连接套筒112中的运动。]

图8是内芯111，内芯111内孔的壁面与主轴114中段的外壁配合，主轴114可在内芯111的内孔中相对滑动；内芯111左端有一个两端为半圆中间为矩形的通槽穿过内芯111的轴线贯穿内芯111，称为限位槽1111，限位槽1111的宽度和小套筒1101的外径匹配，主轴114轴向移动时，带动小套筒1101在内芯111的限位槽1111中左右滑动，当主轴114周向转动换档时，主轴114带动小套筒1101、小套筒1101同时带动内芯111转动。内芯111左端端部有沿圆周方向均匀布置的四个安装孔，编码盘119通过安装孔固定在内芯111上。内芯111的外表面沿轴向的中部有轴肩1112，轴肩1112左部的内芯111外表面与定位连接套筒112的内表面配合，实现内芯111在定位连接套筒112中的转动；内芯111轴肩1112右部圆柱外表面与固接套筒113的内表面配合，实现内芯111在固接套筒113中的转动；内芯111的轴肩1112实现了内芯111在定位连接套筒112与固接套筒113之间的轴向定位；内芯111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115通过安装孔与内芯111的轴向另一端同轴相连，以实现当内芯固定连接套筒115转动时带动内芯111一起转动。内芯固定连接套筒115与内芯111的轴肩1112一起实现固接套筒113的轴向定位。

[作用：外部与外壳配合，内孔与主轴114配合，与定位连接套筒112相互限制轴向运动使二者只能发生相对转动，通过与内芯固定连接套筒115的配合作用，使得圆周换挡时内芯111可以随主轴114以及操作杆外壳101一起转动并可以限制小套筒1101以及主轴114的轴向移动范围。]

图9是外壳末段118，外壳末段118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118通过安装孔与固接套筒113连接在一起；外壳末段118右端上部开有档位槽1181，换档时操作杆外壳101在档位槽1181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101的极限换档位置和换档顺序；外壳末段118右端下部有两圈沿圆周方向均匀布置的锁死定位孔1182，锁死定位孔1182与锁死滑块10424的末端配合，当锁死滑块10424末端卡在锁死定位孔1182中，换档操作杆外壳101不能运动，换档时必须将锁死滑块10424移出锁死定位孔1182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。

[作用：1.整体零件的外部固定部分。2.与锁死滑块104配合进一步实现档位自锁。3.限制操作杆外壳101的换挡移动方式与顺序。]

图10是操作杆外壳101，操作杆外壳101是一根细长的空心杆，上端外表面上有一个类U型的通槽1011，类U型的通槽1011的一边高于另一边，换档过程中操作按钮109在槽中滑动；操作杆外壳101的内壁与连接滑块103，锁死滑块104滑动配合；操作杆外壳101的外部与可滑连接套筒107滑动配合；操作杆外壳101中部有两个通孔，弹簧定位套筒106安装在操作杆外壳101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101固接在一起；操作杆固定连接套筒内壁与操作杆外壳101外壁配合并在配合边缘处焊接于操作杆外壳101的底部。

[作用：1.直接或间接连接主轴114或者内芯111或者同时连接主轴114以及内芯，控制换挡动作。2.内部装配相应部件控制锁死滑块104的动作。]

图11是操作杆组件，操作杆组件包括操作杆外壳101、连接滑块103、操作按钮109、连接杆102、锁死弹簧105、弹簧定位套筒106、可滑连接套筒107、操作杆固定连接套筒108、锁死滑块104；操作杆外壳101是一根细长的空心杆，操作杆外壳101的内壁与连接滑块103，锁死滑块104滑动配合；操作杆外壳101的外部与可滑连接套筒107滑动配合；操作杆外壳101中部有两个通孔，弹簧定位套筒106安装在操作杆外壳101的内腔中部并且通过焊接与操作杆外壳101固接在一起，弹簧定位套筒106便把锁死弹簧105的一端限定在指定位置；操作杆固定连接套筒108在配合边缘处焊接或固定连接于操作杆外壳101的底部。操作杆外壳101上端外表面上有一个类U型的通槽1011，类U型的通槽1011的一边高于另一边，换档过程中操作按钮109在类U形槽中左右上下滑动。档位锁死时，操作按钮109位于操作杆外壳101表面U型槽的较低一侧，此时锁死滑块104末端被连接滑块103带动的连接杆102作用下压在外壳末段118的锁死定位孔1182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109拨动至类U型的通槽1011较高一侧，此时操作按钮109带动连接滑块103向上移动并在锁死弹簧105的作用下带动锁死滑块104滑出锁死定位孔1182，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107a，可滑连接套筒107a内壁与操作杆外壳101的外壁滑动配合；可滑连接套筒107a外部中心处有对中的两个安装孔，通过安装孔连接到主轴114上，使其可以在换档时随主轴114一起运动，并且可以在操作杆外壳101上滑动，以解决换档过程中主轴114上的安装孔与操作杆外壳101的位置变化问题。

[作用：换挡时，操作杆外壳101移动过程中，因为操作杆外壳101下部连接内芯固定连接套筒115，操作杆外壳101与主轴114会存在位置变化，可滑连接套筒107可以补偿主轴114相对操作杆外壳101所产生的位置变化。]

图13是可滑连接套筒107b，可滑连接套筒107b与操作杆外壳101的外部焊接或固定连接；可滑连接套筒107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114的转轴，可滑连接套筒107b的滑槽和主轴114相连接，使其可以随主轴114一起运动，并且转轴可以在可滑连接套筒107b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114上的安装孔与可滑连接套筒107b的滑槽的位置变化问题。也可以通过将穿过主轴114的转轴直接插入操作杆外壳101两侧的滑槽中实现此功能。

[作用：换挡时，操作杆外壳101移动过程中，因为操作杆外壳101下部铰接内芯固定连接套筒115，主轴114相对于操作杆外壳101的安装位置会存在位置变化，可滑连接套筒107及其两侧的滑槽可以补偿主轴114与操作杆外壳101二者之间所产生的位置变化。]

图14是操作杆固定连接套筒108，操作杆固定连接套筒108内壁与操作杆外壳101的外部通过边缘焊接的方法焊接在一起；操作杆固定连接套筒108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115铰接，可相对内芯固定连接套筒115转动。

[作用：将操作杆外壳101和内芯固定连接套筒115连接在一起。]

图15是内芯固定连接套筒115，内芯固定连接套筒115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115和内芯111连接在一起，使得内芯固定连接套筒115和内芯111运动状态一致；内芯固定连接套筒115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115与操作杆固定连接套筒108相铰接，从而为操作杆外壳101左右的摆动提供铰接点。

[作用：将操作杆外壳101与内芯111连接在一起，为操作杆外壳101在左右摆动时带动主轴114左右运动提供支点。]

本实施例的贡献之处在于：提出了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。

实施例二

本发明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109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15和图16是本发明第二实施例的档位操纵机构的结构图。

图17是外壳初段116，外壳初段116与第一实施例中的外壳初段116结构类似。外壳初段116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122的圆柱面上的安装孔将电路板定位片122固定在外壳初段116内部的特定位置；外壳初段116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，该环形槽与外壳中段117突出部分重叠配合，使得密封性得到提高。外壳初段116的安装孔通过螺钉将外壳初段116、外壳中段117和定位连接套筒112连接在一起，使得三者成为一体。外壳初段116的左端装配有端盖，使得整体的密封性进一步提高。

[作用：装置的整体外壳，用于固定电路板定位片122，以及将档位操纵机构安装在车辆上。]

图18是外壳中段117，外壳中段117与第一实施例中的外壳中段117结构类似。相当于将方案一中的外壳中段117和固接套筒113做成一个整体，外壳中段117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，外壳中段117的左端突出部分与外壳初段116右端的环形槽部分重叠配合，密封槽内同时装配密封圈，使得密封性得到提高；外壳中段117左端安装孔通过螺钉将外壳中段117、外壳初段116和定位连接套筒112连接在一起，使得三者成为一体。外壳中段117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，安装孔通过螺钉将外壳中段117与外壳末段118重叠配合连接在一起，密封槽内同时装配密封圈，使得两者成为一体，密封性提高。

[作用：装置的整体外壳，用于固定定位连接套筒112，有相应的密封槽，起到密封作用。]

图19是手柄按钮201，手柄按钮201的结构如图19所示，手柄按钮201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2011，所述异形槽2011一端深度大于另一端深度；未换档时，在手柄按钮201复位弹簧2023作用下，手柄按钮201处于初始位，限位滚动体203位于异形槽2011的浅槽部分，此时连接滑块103顶端的凹槽内的限位滚动体203下压连接滑块103，通过连接杆102将锁死滑块104的端部压入外壳末段118的锁死定位孔1182中，档位操纵机构无法换档；当摁压手柄按钮201时，手柄按钮201滑动使得限位滚动体203滑动至异形槽2011的深槽部分，此时由于锁死弹簧105的作用，将连接滑块103向上推，连接滑块103同时带动连接杆102和锁死滑块104向上移动，使锁死滑块104下端脱离外壳末段118的锁死定位孔1182，此时档位操纵机构可进行换档操作。

[作用：操作件，通过按动控制限位滚动体203的位置，从而控制锁死滑块104的位置，使得手柄按钮201进入或解除自锁状态。]

图20是手柄按钮外壳202，手柄按钮外壳202的主体为一个圆柱，从左端打一个一定深度的盲孔2021，手柄按钮201复位弹簧2023装在手柄按钮外壳202盲孔2021的底部，手柄按钮201装在手柄按钮外壳202的盲孔2021中，大直径端与手柄按钮201复位弹簧2023接触，并可在手柄按钮外壳202的盲孔2021内沿轴向滑动；手柄按钮外壳202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2021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202固定在操作杆外壳101上。

[作用：为手柄按钮201提供安装环境，并固定在操纵杆上，换档时握感舒适。

图21是端盖，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，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。

[作用：密封，美观。]

本实施例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，使得本发明档位操作机构更加完善。在实际使用过程中，手柄按钮201可以和操作按钮109配合使用或单独使用。

实施例三

本发明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，换档过程中操作杆外壳101的偏转的角度过大，不利于使用者的操作。为解决这一问题，本发明提供了实施例三的两种解决方案：

方案a:

图22是本发明第三实施例的档位操纵机构a的部分结构示意图，图23是加长型的主轴114，加长型的主轴114的功能与其它实施例的主轴114相同，结构上，加长型的主轴114的主体部分和薄壁凸缘1141都比其它实施例的主轴114有所加长，其他部分的结构与其它实施例的主轴114相同。

[作用：与其它实施例的主轴114类似。]

图24是加长型的内芯111，加长型的内芯111的功能与其它实施例的内芯111相同，结构上，加长型的内芯111的轴肩1112的左端部分由于加长型的定位连接套筒112的变化也相应的加长，同时，轴肩1112左端部分的两端为半圆中间为矩形的通槽的长度也加长，其他部分的结构与其它实施例的内芯111相同。

[作用：与其它实施例的内芯111类似。]

图25是加长型的编码盘119，加长型的编码盘119的功能与其它实施例的编码盘119相同，结构上，由于加长型的主轴114在换档过程中的轴向位移增加，所以加长型的编码盘119的轴向长度也随之增加，其他部分的结构与其它实施例的编码盘119相同。

[作用：与其它实施例的编码盘119类似。]

图26是加长型的开关组121，加长型的开关组121由四个周向光电开关、三个轴向光电开关和开关电路板120组成，四个周向光电开关沿圆心均匀布置在开关电路板120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119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的主轴114上薄壁凸缘1141的轴向位置信号；由第三实施例的档位操纵机构a的部分结构示意图22可知，初始位置时，小套筒1101在加长型的定位连接套筒112的左端数第三圈定位孔1121的位置上，此时加长型的主轴114的薄壁凸缘1141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，加长型的主轴114的薄壁凸缘1141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，加长型的主轴114的薄壁凸缘1141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，加长型的主轴114的薄壁凸缘1141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。

[作用：与其它实施例的开关类似。]

图28是加长型的定位连接套筒112，加长型的定位连接套筒112与其它实施例的定位连接套筒112结构相似，实际上是将其它实施例的定位连接套筒112的中部加长，并由原来的两圈定位孔1121改为四圈或者更多圈。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，操作杆外壳101的偏转角度减小。与此同时，应相应更改开关部分的布置方式，使其可以正常的采集周向档位信号。

[作用：与其它实施例的定位连接套筒112类似，可以提供更多的档位。]

方案b:

图31是双定位的主轴114，双定位的主轴114与其它实施例的主轴114的结构类似。整体尺寸比其它实施例的主轴114更长，主轴114中段部分由原来的一个第一通孔1142变为两个，且两个第一通孔1142的角度相同，两个第一通孔1142分别与小套筒1101过盈配合，其他部分的结构与其它实施例的主轴114相同。

[作用：与其它实施例的主轴114类似。]

图32是双定位的内芯111，双定位的内芯111与其它实施例的内芯111的结构类似。双定位的内芯111由于要装两个定位连接套筒112，所以双定位的内芯111的轴肩1112的右端部分需要相应的加长，轴肩1112右端的对称位置上也有两端为半圆中间为矩形的限位槽1111，尺寸也与左端的限位完全相同，其他部分的结构与内芯11112相同。

[作用：与其它实施例的内芯111类似。]

本发明档位操纵机构有两个定位连接套筒112，分别位于内芯111轴肩1112的两侧，如图30所示，右端的定位连接套筒112的沿圆周方向均匀布置的螺钉孔比左端的定位连接套筒112上的螺钉孔分别沿圆周方向在同一方向上偏移，因此装配完成后两个定位连接套筒112的定位孔1121在圆周方向上相差10°。同时主轴11414上也要在右端定位连接套筒112的相应位置上增加一个与原来主轴114中段的孔平行的第一通孔1142并装配定位滚动体1104，小滑块1103，小套筒1101。此时，当主轴114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119的结构和开关部分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。

本实施例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。

实施例四

本发明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。

如图33所示，在主轴114的右端内孔处增加一个密封塞411。密封塞411与主轴114的内孔实现过盈配合，在密封塞411的中部加工出若干个通线孔，便于操作杆外壳101部分的电线通过，密封塞411的增加既增加了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103的轴向上开一个通孔，作为线路通道<a>，电线沿着线路通道<a>进入锁死弹簧105和连接杆102之间的空隙处即线路通道<b>，通过线路通道<b>进入弹簧定位套筒106和连接杆102的孔隙处即线路通道<c>，之后进入操作杆外壳101和连接杆102的空隙处，并通过操作杆外壳101下部的圆孔即线路通道<d>使电线从操作杆外壳101部分走出，电线通过密封塞411中间的通线孔即线路通道<e>进入主轴114的内孔通道即线路通道<f>，因为主轴114的内孔直径大于小套筒1101的外孔，所以电线可沿线路通道<e>走至开关部分，因为开关部分的开关电路板120中心开有圆孔即线路通道<h>，电线通过线路通道<h>走至电路板定位片122，电路板定位片122中心同样开有圆孔即线路通道<i>，电线可通过电路板定位片122走至左端盖501，通过左端盖501的中心孔即线路通道<j>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档位操纵机构中的布置，使得手柄上的电信号通过操作杆外壳101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。进一步地，为了保护导线，在锁死滑块104与锁死弹簧105中安装一走线滑块，所述走线滑块为薄壁回转体零件，其外表面与操作杆外壳101的内壁滑动连接，并在侧壁开有孔或槽便于导线进出。

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

实施例五

本发明档位操纵机构在用于自动档车辆或者档位较少的其他换档装置时，可以将双排孔的定位锁死方式改为单排孔的形式，这样不仅可以减小装置操作时占用的空间，还可以简化换档操作，满足广大客户在特殊情况下的使用要求。

图34是本发明第五实施例的档位操纵机构的结构示意图，图35是本发明第五实施例的档位操纵机构的爆炸图，图36是单排孔的左端盖501，单排孔的左端盖501安装在整体零件的最左端，与整体式外壳内孔的配合部分有沿圆周方向均匀布置的4个螺钉孔，通过螺钉将单排孔的左端盖501和整体式外壳连接在一起，配合部分的边缘还有一圈密封槽，将配合表面进行密封；单排孔的左端盖501内部为阶梯孔，从装置内部伸出的导线伸入该阶梯孔部分；单排孔的左端盖501左端小直径部分的外部为外螺纹，内部可选择安装带有走线孔的橡皮塞，通过外部装置的螺纹旋转来压紧橡皮塞，从而压紧从装置内部伸出的导线，以实现内部的密封作用。

[作用：1.密封，2为导线提供出口。]

图37是整体式外壳，整体式外壳的外部整体上由大圆柱部分和小圆柱部分组成，大圆柱部分开有4组平头螺钉孔，小圆柱部分有一组螺钉孔；整体式外壳的内部为两级阶梯孔。单排孔的左端盖501通过平头螺钉安装在外壳初段116大圆柱部分，最左端的平头螺钉孔上使得单排孔的左端盖501和整体式外壳连接在一起；电路板定位片122通过平头螺钉安装在整体式外壳左端第二组平头螺钉孔上，使得电路板定位片122可以固定在特定的位置上；整体式外壳大圆柱部分的其余两组平头螺钉孔用于安装单排孔的定位连接套筒112，单排孔的内芯111安装在整体式外壳内，通过整体式外壳内部的阶梯孔限制单排孔的内芯111的轴向位置；整体式外壳的小圆柱部分与单排孔的外壳末段118的内孔相配合并通过螺钉将二者连接在一起。

[作用：装置的外壳，用于固定单排孔的左端盖501，电路板定位片122和单排孔的定位连接套筒112，并限制单排孔的内芯111的轴向位置。]

图38是走线套筒504，走线套筒504大圆柱部分与单排孔的内芯111的内孔间隙配合，大圆柱部分上有一个贯通的直径略大于小套筒1101直径的第二通孔5041，小套筒1101穿过该第二通孔5041，小套筒1101运动时可带动其一起运动；走线套筒504内部有一个锥形孔，该锥形孔便于外部导线进入走线套筒504并顺利进入走线套筒504小孔部分，避免了运动过程中导线长度变化时导线可能会伸入关电开关或其他零部件的情况，使得整体换档定位功能更加安全可靠。

[作用：方便从操作杆外壳101进入的导线顺利走出，并不对其他零件造成干涉，还可以起到限位和保护导线的作用。]

图39是单排孔的定位连接套筒112，单排孔的定位连接套筒112内壁与单排孔的内芯111外壁配合，单排孔定位的定位连接套筒112可相对单排孔的内芯111转动；单排孔的定位连接套筒112外部两端各有沿圆周均匀布置的2组安装孔，通过安装孔与整体式外壳连接，以实现单排孔的定位连接套筒112与整体式外壳的固定连接；单排孔的定位连接套筒112中段有一圈沿圆周均匀对称布置的通孔用以定位，共18个，称之为定位孔1121，每相邻两个定位孔1121中心的夹角为20°，在换档过程中用来限制定位滚动体1104定位的位置，来达到换档定位和卡位的作用，此外单排孔的定位连接套筒112内壁一侧轴向边缘加工出一个如图39的斜面或倒角，以便于将装有定位滚动体1104、小滑块1103和定位弹簧1102的小套筒1101装入单排孔的定位连接套筒112的内部。

[作用：在弹簧作用下，定位滚动体1104在单排孔的定位连接套筒112的定位孔1121中卡位，实现档位的初步限制与定位，单排孔的定位连接套筒112与外壳固定在一起，相当于固接在档位操纵机构上。]

图40是单排孔的内芯111，单排孔的内芯111内孔的壁面与走线套筒504的大直径部分的外壁配合；单排孔的内芯111左端有一个第一通孔1142，小套筒1101穿过该孔，并与单排孔的内芯111过盈配合，小套筒1101同时穿过走线套筒504；当操作杆外壳101周向转动换档时，内芯111带动小套筒1101、走线套筒504转动。单排孔的内芯111左端端部有沿圆周方向均匀布置的四个安装孔，编码盘119通过安装孔固定在单排孔的内芯111上。单排孔的内芯111的外表面沿轴向的中部有轴肩1112，轴肩1112左部的单排孔的内芯111外表面与单排孔的定位连接套筒112的内表面配合，实现单排孔的内芯111在单排孔的定位连接套筒112中的转动；单排孔的内芯111轴肩1112右部圆柱外表面与整体式外壳的内表面配合，实现内芯111在整体式外壳中的转动；单排孔的内芯111的轴肩1112实现了单排孔的内芯111在单排孔的定位连接套筒112与整体式外壳之间的轴向定位；单排孔的内芯111轴肩1112右部圆柱外表面有一圈密封槽，装入密封圈后可实现配合表面间的密封作用；单排孔的内芯111最右端小圆柱部分上下两端有两个大圆孔，上端大圆孔的边缘还有一个矩形的开槽，操作杆外壳101安装在该大圆孔内，操作杆外壳101中伸出的导线通过矩形开槽进入单排孔的内芯111的内部；单排孔的内芯111最右端小圆柱部分两侧有螺钉孔，操作杆外壳101伸入单排孔的内芯111的大圆孔后通过螺钉将单排孔的内芯111的螺钉孔和操作杆外壳101上的螺钉孔连接在一起，以实现二者的固定连接。

[作用：1.与单排孔的定位连接套筒112实现相对转动关系，并带动定位滚动体1104与之一起运动，与外壳相配合2.与操作杆外壳101固定在一起，随操作杆外壳101一起转动。]

图41是塑料防尘套503，塑料防尘套503为薄壁圆环形零件，零件沿直径的方向有两个圆孔，操作杆外壳101穿过其中一个圆孔，操作杆外壳101运动时同时带动塑料防尘套503一起运动；塑料防尘套503外表面配合在单排孔的外壳末段118的内表面上或外表面上，可以防止外界杂质通过单排孔的外壳末段118上端的档位槽1181进入装置内部，另一个圆孔用于锁死滑块104穿过该孔与单排孔的外壳末段118的锁死定位孔1182的配合。

[作用：防止外部灰尘进入内部。]

图42是单排孔的外壳末段118，单排孔的外壳末段118为圆环形结构，一侧圆柱面上有四个沿圆周方向均匀布置的沉头螺钉孔，通过该螺钉孔将外壳末段118固定在外界某个特定的位置上；另一侧圆柱面上有上下两个沉头螺钉孔，通过该螺钉孔将单排孔的右端盖502固定在单排孔的外壳末段118上；单排孔的外壳末段118上部开有档位槽1181，换档时操作杆外壳101在档位槽1181中运动；单排孔的外壳末段118圆柱内表面与塑料防尘套503的外表面配合，防止外界杂质进入换档定位部分；单排孔的外壳末段118下部有一圈沿圆周方向均匀布置的锁死定位孔1182，锁死定位孔1182为内侧大外侧小的锥形孔，每圈锁死定位孔1182要求对中，每相邻两孔之间的夹角相同，且度数与实际使用的要求度数相符合，锁死滑块104下端也为锥形，锁死定位孔1182与锁死滑块104配合，将锁死滑块104的下部卡在锁死定位孔1182中，因此，有干扰外力存在时，锁死滑块104也无法滑出单排孔的外壳末段118，换档时必须将锁死滑块104拉出才能进行换档，避免了换档过程中可能出现的误操作，安全可靠性得以提高。

[作用：1.可以作为整体机构的外部固定部分。2.与锁死滑块104配合实现挡位自锁功能。3.限制操作杆外壳101的换档移动方式与顺序。]

图43是单排孔右端盖502，单排孔右端盖502小圆柱部分外径与单排孔的外壳末段118的内径大小相近，相互配合，小圆柱部分有两个螺钉孔，通过螺钉将单排孔右端盖502和单排孔的外壳末段118固定在一起；单排孔右端盖502大圆柱部分与单排孔的外壳末段118外径大小相同，限制单排孔右端盖502的轴向位移。

[作用：密封，防尘，美观。]

图44是单排孔的开关，单排孔的开关部分包含周向光电开关组1211和开关电路板120。四个周向光电开关沿圆心均匀布置在开关电路板120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119的转角信号；四个开关理论上可以区分16个不同的信号，完全可以满足一般工程机械和车辆上的档位信号，应用范围广泛；开关安装在开关电路板120上，开关电路板120安装在电路板定位片122上，电路板定位片122安装在整体式外壳上。例如将开关的引脚焊接在开关电路板120上，并将开关电路板120通过螺钉等连接方式固定在电路板定位片122上。

[作用：单排孔的开关在编码盘119转动过程中产生与编码盘119不同位置对应的信号，将产生的信号传入控制系统，控制相应的档位。]

本实施例解决了自动档车辆或者档位较少的其他换档装置的匹配问题，进一步拓展了本发明档位操纵机构的适用范围。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (40)

1.一种档位操纵机构，其特征在于，该档位操纵机构包括操纵机构本体以及安装在操纵机构本体上的换挡机构，其中，所述操纵机构本体包括操作杆组件或者包括操作杆组件以及安装在所述操作杆组件上的操作按钮组件；所述换挡机构包括光电编码装置、定位换挡装置以及固定连接装置；其中，所述光电编码装置设置于所述定位换挡装置左端，且所述光电编码装置与所述定位换挡装置均套装于所述固定连接装置内；

所述定位换挡装置包括定位组件（110）以及内芯（111）；每组定位组件（110）均包括小套筒（1101）以及套装于小套筒（1101）内的定位弹簧（1102）；所述内芯（111）的左端有一个两端为半圆中间为距形的限位槽（1111），所述限位槽（1111）用于容置所述定位组件（110）。

2.根据权利要求1所述的档位操纵机构，所述操作杆组件包括操作杆外壳（101）、连接滑块（103）、操作按钮组件、连接杆（102）、锁死滑块（104）、锁死弹簧（105）、弹簧定位套筒（106）、可滑连接套筒（107）、操作杆固定连接套筒（108）；

所述操作按钮组件是操作按钮或手柄按钮中的一种或全部 ；

所述连接滑块（103）、所述连接杆（102）、所述锁死滑块（104）、所述锁死弹簧（105）、所述弹簧定位套筒（106）安装在所述操作杆外壳（101）的内腔；

所述连接滑块（103）下端连接到所述连接杆（102），所述连接杆（102）连接到所述锁死滑块（104），在他们中间是被所述弹簧定位套筒（106）定位的所述锁死弹簧（105）；

当所述操作按钮组件选用操作按钮（109）时，所述操作杆外壳（101）上端外表面上有一个一边高于另一边的类 U 型的通槽（1011），所述操作按钮（109）连接到所述连接滑块（103）上，所述操作按钮（109）在所述类 U 型的通槽（1011）内滑动；

所述操作按钮（109）通过在类 U 型的通槽（1011）中的滑动控制所述连接滑块（103）的位置，以控制所述锁死滑块（104）的上下位置，实现所述锁死滑块（104）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；或

用手柄按钮（201）来替代或结合所述的操作按钮（109）来控制所述连接滑块（103）的位置，以控制定位锁死功能；当使用所述手柄按钮（201）时，所述一种档位操纵机构还包括一种手柄，所述手柄包括所述手柄按钮（201），手柄按钮外壳（202）和手柄按钮复位弹簧（2023）。

3.根据权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于，所述弹簧定位套筒（106）被固定在操作杆内腔的确定位置，且不能相对操作杆内腔滑动。

4.根据权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于，操作杆固定连接套筒（108）内壁与操作杆外壳（101）的外部通过边缘焊接的方法焊接在一起。

5.根据权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于，所述操作杆外壳（101）外套装可滑连接套筒（107），且所述可滑连接套筒（107）与所述操作杆外壳（101）滑动连接。

6.根据权利要求5所述的档位操纵机构，其特征在于，所述操作杆外壳（101）外套装操作杆固定连接套筒（108），且所述操作杆固定连接套筒（108）固接于所述操作杆外壳（101）的底端。

7.根据权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于，所述操作按钮组件包括手柄按钮（201）以及手柄按钮外壳（202），其中，

所述手柄按钮（201）的右端开有一异形槽（2011），所述异形槽（2011）具有深槽端和浅槽端；

所述手柄按钮外壳（202）左端开有一盲孔（2021），底端具有一圆筒状凸缘（2022），所述圆筒状凸缘（2022）的内孔与所述盲孔（2021）相通；

所述手柄按钮（201）置于所述盲孔（2021）内且所述手柄按钮（201）与所述盲孔（2021）的底部之间安装一复位弹簧（2023），所述手柄按钮（201）与所述手柄按钮外壳（202）滑动连接。

8.根据权利要求7所述的档位操纵机构，其特征在于，所述操作按钮组件通过所述圆筒状凸缘（2022）与所述操作杆组件固定连接。

9.根据权利要求8所述的档位操纵机构，其特征在于，所述连接滑块（103）与所述异形槽（2011）之间安装一限位滚动体（203）。

10.根据权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于，定位钢球、小滑块（1103）和所述定位弹簧（1102）装在所述小套筒（1101）的内腔，所述定位弹簧（1102）在中间，两侧依次对称布置所述小滑块（1103）和所述定位钢球；

所述内芯（111）在定位连接套筒（112）中转动；

所述定位换挡装置还包括套装于所述内芯（111）内的主轴（114），所述定位连接套筒（112）的与所述小套筒（1101）轴向两端相对应位置的圆周表面沿周向开有定位孔，当所述主轴（114）沿某一方向转动时，所述小套筒（1101）两端的所述定位钢球卡在所述定位连接套筒（112）的定位孔内，所述定位孔指所述定位连接套筒（112）内壁的直径小于所述定位钢球直径的通孔。

11.根据权利要求10所述的档位操纵机构，其特征在于，分别位于相邻两个定位连接套筒（112）上的两个最邻近的定位孔（1121）之间的周向夹角等于同一定位连接套筒上两个相邻的定位孔（1121）之间周向夹角的一半。

12.根据权利要求10所述的档位操纵机构，其特征在于，所述定位连接套筒（112）内壁一侧轴向边缘设有斜面或倒角。

13.根据权利要求10所述的档位操纵机构，其特征在于，所述内芯（111）中部具有轴肩（1112）。

14.根据权利要求10所述的档位操纵机构，其特征在于，所述主轴（114）为圆筒状结构，且所述主轴（114）左端具有一薄壁凸缘（1141），所述主轴（114）的中段上与所述限位槽（1111）相对应的位置开有一个第一通孔（1142），所述第一通孔（1142）的轴线与所述主轴（114）的轴线垂直相交；所述主轴（114）是独立于所述内芯（111）的一个单独零件。

15.根据权利要求14所述的档位操纵机构，其特征在于，所述主轴（114）右端套装有密封塞（411）。

16.根据权利要求14所述的档位操纵机构，其特征在于，所述内芯（111）右端固接有内芯固定连接套筒（115），且所述内芯固定连接套筒（115）右端与所述操作杆固定连接套筒（108）铰接。

17.根据权利要求16所述的档位操纵机构，其特征在于，所述主轴（114）右端与所述可滑连接套筒（107）铰接或者与所述可滑连接套筒（107）两侧的滑槽连接。

18.根据权利要求16所述的档位操纵机构，其特征在于，所述主轴（114）右端通过转轴与所述操作杆外壳（101）上的滑槽相连接，使所述主轴（114）能够沿所述操作杆外壳（101）上的滑槽滑动。

19.根据权利要求10所述的档位操纵机构，其特征在于，所述固定连接装置包括外壳初段（116）、外壳中段（117）以及外壳末段（118）；

所述外壳初段（116）、外壳中段（117）以及外壳末段（118）顺次连接，所述定位连接套筒（112）的左右两端分别与所述外壳初段（116）以及所述外壳中段（117）的内壁固接，所述固接套筒（113）的左右两端分别与所述外壳中段（117）以及所述外壳末段（118）的内壁固接；

所述外壳末段（118）上部开有档位槽（1181），所述操纵机构本体穿过所述档位槽（1181）与所述定位换挡装置相连接。

20.根据权利要求19所述的档位操纵机构，其特征在于，所述外壳初段（116）左端安装有左端盖（501）。

21.根据权利要求19所述的档位操纵机构，其特征在于，所述外壳末段（118）下部开有沿周向布置的且与所述锁死滑块（104）末端相配合的锁死定位孔（1182）。

22.根据权利要求19所述的档位操纵机构，其特征在于，所述外壳中段（117）两端均具有突出部，所述外壳初段（116）上与所述外壳中段（117）的突出部相对应的位置均开设环形槽，所述外壳初段（116）通过所述突出部和环形槽的配合与所述外壳中段（117）固接。

23.根据权利要求19所述的档位操纵机构，其特征在于，所述光电编码装置包括编码盘（119）、开关电路板（120）以及固接在所述开关电路板（120）上的开关组（121）；其中，

所述编码盘（119）固接在所述内芯（111）的左端面上，所述开关电路板（120）通过电路板定位片（122）固接在所述外壳初段（116）内。

24.根据权利要求23所述的档位操纵机构，其特征在于，所述编码盘（119）中部开有圆孔，且所述圆孔的直径大于所述主轴（114）左端的直径。

25.根据权利要求23所述的档位操纵机构，其特征在于，所述开关组（121）包括周向光电开关组（1211）。

26.根据权利要求23所述的档位操纵机构，其特征在于，所述开关组（121）包括周向光电开关组（1211）和轴向光电开关组（1212）。

27.根据权利要求26所述的档位操纵机构，其特征在于，所述周向光电开关组（1211）包括四个布置在开关电路板（120）上端的周向光电开关。

28.根据权利要求27所述的档位操纵机构，其特征在于，所述轴向光电开关组（1212）包括一个布置在开关电路板（120）上的轴向光电开关。

29.根据权利要求28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距圆心的距离小于所述周向光电开关距圆心的距离。

30.根据权利要求1所述的档位操纵机构，其特征在于，该档位操纵机构上开有用于安装电控按钮的线路通道。

31.根据权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于，所述连接滑块（103）沿轴向开有通线孔。

32.根据权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于，所述锁死弹簧（105）和所述连接杆（102）之间具有空隙，形成线路通道b（402）。

33.根据权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于，所述弹簧定位套筒（106）和所述连接杆（102）之间具有空隙，形成线路通道c（403）。

34.根据权利要求2所述的档位操纵机构，其特征在于，所述操作杆外壳（101）下部开有孔，形成线路通道d（404）。

35.根据权利要求15所述的档位操纵机构，其特征在于，所述密封塞（411）中部开有通线孔，形成线路通道e（405）。

36.根据权利要求14所述的档位操纵机构，其特征在于，所述主轴（114）的内孔通道形成线路通道f（406）。

37.根据权利要求23所述的档位操纵机构，其特征在于，所述开关电路板（120）中部开有圆孔，形成线路通道h（408）。

38.根据权利要求23所述的档位操纵机构，其特征在于，电路板定位片（122）中部开有圆孔，形成线路通道i（409）。

39.根据权利要求20所述的档位操纵机构，其特征在于，所述左端盖（501）中部开有圆孔，形成线路通道j（410）。

40.根据权利要求21所述的档位操纵机构，其特征在于，所述锁死滑块（104）末端为锥形。