CN109973640B - 一种能够自动复位的单稳态旋钮换挡器 - Google Patents

一种能够自动复位的单稳态旋钮换挡器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，设有旋钮本体、旋钮支架和换挡控制系统，其特征在于：单稳态旋钮换挡器还设有双扭簧，该双扭簧由顺时针扭簧、逆时针扭簧和连接部构成，旋钮本体具有中空内腔，该中空内腔的底部设有与旋钮本体连接固定的隔板，隔板的顶面设有第一定位柱、第二定位柱和传动块，旋钮本体开设有连通中空内腔的第一缺口和第二缺口。本发明通过旋钮本体、旋钮支架和双扭簧连接组成的机械结构，能够在驾驶员拧动旋钮本体向逆时针方向或顺时针方向旋转进行换挡操作后，使旋钮本体自动复位至稳态位置，实现了旋钮换挡器的单稳态自动复位功能，并且，机械结构具有结构紧凑、可靠性高的优点。

Description

一种能够自动复位的单稳态旋钮换挡器
技术领域
本发明涉及一种能够自动复位的单稳态旋钮换挡器。
背景技术
随着汽车电子技术的飞速发展，现代汽车越来越多地使用电子换档器与变速箱控制器进行通信。这类电子换档器通常通过换档杆位置传感器来感应驾驶员的选择档位，变速箱控制器根据这些输入控制整车变速箱进行换档。整车控制器通常会连接到其他的整车传感器以阻止驾驶员不安全的换档操作，如车在高速行驶中驾驶员从D档换到R档的情况。传统的电子换档器多采用推杆式的结构，换档器的布置、设计及换档手柄造型、布置及结构设计等工作十分复杂，且占用较大的驾驶舱空间，影响美观，降低驾驶舒适性。
目前，大部分旋钮电子换挡器不具备自复位功能，而具备自复位功能的现有旋钮换挡器则可靠性不够高；并且，大部分旋钮电子换挡器不具备升降功能，且 P档与其他档位一起集成在面板上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够自动复位的单稳态旋钮换挡器。
解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，设有旋钮本体、旋钮支架和换挡控制系统，所述旋钮支架设有支架基板，所述旋钮本体可旋转的安装在所述支架基板的顶面上，所述换挡控制系统能够感应所述旋钮本体的旋转动作并生成相应的换挡电信号；
其特征在于：
所述的单稳态旋钮换挡器还设有双扭簧，该双扭簧由顺时针扭簧、逆时针扭簧和连接部构成，所述顺时针扭簧和逆时针扭簧分别沿顺时针方向和逆时针方向旋转，且所述顺时针扭簧与逆时针扭簧相互平行布置，所述顺时针扭簧的上扭脚与所述逆时针扭簧的上扭脚通过所述连接部相连接；
所述旋钮本体具有中空内腔，该中空内腔的底部设有与所述旋钮本体连接固定的隔板，所述隔板的顶面设有第一定位柱、第二定位柱和传动块，所述第一定位柱的轴线、第二定位柱的轴线和所述旋钮本体的旋转轴线共面，且所述旋钮本体的旋转轴线为所述第一定位柱与第二定位柱的对称轴；并且，所述旋钮本体开设有连通所述中空内腔的第一缺口和第二缺口；
所述支架基板的顶面上设有第一限位件和第二限位件；
所述顺时针扭簧和逆时针扭簧分别套在所述第一定位柱和第二定位柱上，使得：所述顺时针扭簧的下扭脚从所述第一缺口伸出至所述旋钮本体外部并固定在所述第一限位件上，所述逆时针扭簧的下扭脚从所述第二缺口伸出至所述旋钮本体外部并固定在所述第二限位件上，且在所述双扭簧未受外力作用时，所述传动块被夹紧在所述顺时针扭簧的上扭脚与所述逆时针扭簧的上扭脚之间；
所述换挡控制系统生成所述换挡电信号的方式为：将所述旋钮本体在所述双扭簧未受外力作用时所处的位置称为稳态位置，在所述旋钮本体从所述稳态位置开始顺时针旋转的角度达到预设的升档角度值时，所述换挡控制系统生成升档电信号，在所述旋钮本体从所述稳态位置开始逆时针旋转的角度达到预设的降档角度值时，所述换挡控制系统生成降档电信号；其中，将车辆的各个档位按预设顺序排列，所述升档电信号用于控制所述车辆的档位按所述预设顺序的正序上升一个档位，所述降档电信号用于控制所述车辆的档位按所述预设顺序的逆序下降一个档位。
作为本发明的优选实施方式：所述旋钮本体的外侧壁上设有波浪形曲面，该波浪形曲面沿圆弧方向延伸，且所述圆弧方向的轴心为所述旋钮本体的旋转轴线；
所述的单稳态旋钮换挡器还设有顶块、弹簧和支座，所述支座固定在所述支架基板的顶面上，所述弹簧安装在所述顶块与支座之间，使得：当所述双扭簧未受外力作用时，所述顶块被所述弹簧压在所述波浪形曲面的稳态波谷上，其中，所述波浪形曲面以除了位于最边缘位置的波谷之外的任意一个波谷作为所述稳态波谷；
并且，在所述旋钮本体从所述稳态位置开始顺时针旋转的角度达到预设的升档角度值时，所述顶块被所述弹簧压在所述波浪形曲面的升档波谷上，在所述旋钮本体从所述稳态位置开始逆时针旋转的角度达到预设的降档角度值时，所述顶块被所述弹簧压在所述波浪形曲面的降档波谷上，其中，所述升档波谷为所述稳态波谷在逆时针方向上的下一个波谷，所述降档波谷为所述稳态波谷在顺时针方向上的下一个波谷。
其中，优选的：所述顶块由滑杆部和抵顶部连接构成，所述支座设有安装腔，所述顶块滑动安装在所述支座的安装腔中，所述弹簧套在所述顶块的滑杆部上并抵顶在所述顶块的抵顶部与所述支座的安装腔底部之间。
作为本发明的优选实施方式：所述旋钮本体的隔板开设有避让槽和上避让孔；所述旋钮支架的支架基板上开设有下避让孔，且所述支架基板的顶面还设有延伸方向平行于所述旋钮本体的旋转轴线的导轨；使得：所述旋钮本体可旋转的安装在所述支架基板的顶面上时，所述导轨穿过所述避让槽伸入所述旋钮本体的中空内腔中，且所述避让槽能够在所述旋钮本体旋转时避开相对所述旋钮本体旋转的导轨；
所述换挡控制系统还设有按键板，该按键板上设有P档按键；所述按键板固定在所述支架基板与所述换挡控制系统的第一PCB板之间，且所述第一PCB板设有P档触点，使得：所述P档按键穿过所述下避让孔，且所述P档按键位于所述P档触点上；
所述的单稳态旋钮换挡器还设有P档按钮，该P档按钮的底面设有滑块和按压杆；所述P档按钮位于所述旋钮本体的上方，所述滑块和按压杆均伸入所述中空内腔中，且所述滑块与所述导轨滑动连接，所述按压杆的下端穿过所述上避让孔，使得：在所述双扭簧未受外力作用时，所述按压杆的下端位于所述P档按键的正上方，且在所述P档按钮受到向下的作用力时，能够带动所述按压杆将所述P档按键向下按压在所述第一PCB板的P档触点上，以触发所述第一PCB板产生用于控制车辆切换到P档的P档换挡电信号。
作为本发明的优选实施方式：所述旋钮本体的隔板开设有三个所述避让槽，且该三个避让槽环绕所述旋钮本体的旋转轴线均匀间隔布置；所述支架基板的顶面对应每一个所述避让槽设有一条所述导轨，使得：所述旋钮本体可旋转的安装在所述支架基板的顶面上时，每一条所述导轨均穿过应对的避让槽伸入所述旋钮本体的中空内腔中；所述P档按钮的底面对应每一条所述导轨设有一根所述滑块，每一根所述滑块均与对应的导轨滑动连接。
作为本发明的优选实施方式：所述旋钮支架的支架基板开设有两个所述下避让孔，所述按键板上设有两个所述P档按键，且所述第一PCB板设有两个所述 P档触点，使得：该两个P档按键分别穿过该两个下避让孔，且所述两个P档按键位于该两个P档触点上；
所述旋钮本体的隔板开设有两个所述上避让孔，且该两个上避让孔绕所述旋钮本体的旋转轴线对称布置；所述P档按钮的底面设有两根所述按压杆，该两根按压杆的下端分别穿过所述两个上避让孔；使得：在所述双扭簧未受外力作用时，所述两根按压杆的下端分别位于所述两个P档按键的正上方，且在所述P档按钮受到向下的作用力时，能够带动所述两根按压杆将所述两个P档按键向下按压在所述第一PCB板的两个P档触点上，以触发所述第一PCB板产生用于控制车辆切换到P档的P档换挡电信号；
并且，所述按压杆具有十字形横截面。
作为本发明的优选实施方式：所述的单稳态旋钮换挡器还设有旋钮外圈，所述旋钮外圈套在所述旋钮本体外并固定连接，且所述旋钮外圈将所述P档按钮向下压，使得：当所述双扭簧未受外力作用且所述P档按钮未受外力作用时，所述按压杆的下端抵顶在所述P档按键上。
作为本发明的优选实施方式：所述的单稳态旋钮换挡器还设有升降装置，该升降装置包含有第二PCB板、驱动电机、主动同步轮、同步带、从动同步轮、丝杆、电机支架和升降座；所述第二PCB板与所述驱动电机电性连接，以控制所述驱动电机的工作方式；所述驱动电机的机身固定在所述电机支架上，所述丝杆的下部通过深沟球轴承转动安装在所述电机支架上，所述主动同步轮固定在所述驱动电机的电机轴上，所述从动同步轮固定在所述丝杆的下端部，所述同步带连接所述主动同步轮和从动同步轮组成同步轮传动机构；所述电机支架的顶面设有导向片，所述升降座的底面开设有螺纹孔，所述升降座的外壁设有导向槽，且所述螺纹孔的轴线平行于所述导向槽的延伸方向；所述丝杆的上部与所述升降座的螺纹孔螺纹连接，所述电机支架的导向片与所述升降座的导向槽滑动连接；
所述旋钮支架的支架基板固定在所述升降座上。
其中，优选的：所述的升降装置还包含有保护盖；所述保护盖通过卡扣连接结构固定在所述电机支架的底部，使得所述第二PCB板固定在所述保护盖的内部，所述主动同步轮、同步带和从动同步轮容纳在所述保护盖的内部；且所述保护盖开设有用于露出所述丝杆的孔位。
作为本发明的优选实施方式：所述的单稳态旋钮换挡器还设有面板；所述面板开设有旋钮孔位，所述旋钮支架固定在所述面板的内侧，使得所述旋钮本体通过所述旋钮孔位伸出至所述面板的外侧；并且，所述面板设有用于显示车辆档位信息的LED提示灯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
第一，本发明通过旋钮本体、旋钮支架和双扭簧连接组成的机械结构，能够在驾驶员拧动旋钮本体向逆时针方向或顺时针方向旋转进行换挡操作后，使旋钮本体自动复位至稳态位置，实现了旋钮换挡器的单稳态自动复位功能，并且，所述机械结构具有结构紧凑、可靠性高的优点；
从而，所述机械结构配合换挡控制系统生成升档电信号或降档电信号的方式，即能够实现单稳态旋钮换挡器对车辆换挡的控制，且该控制方式能够兼容当前的智能驾驶及自动泊车功能，有助于提高驾驶舒适性。
第二，本发明通过顶块、弹簧、支座和旋钮本体上波浪形曲面的配合，使得驾驶员在拧动旋钮本体旋转的过程中能够得到力反馈，以感知到旋钮本体是否已经旋转到换挡控制系统足以生成升档电信号或降档电信号的位置，提高了换挡操作的可靠性。
第三，本发明通过P档按钮与旋钮本体、旋钮支架、按键板的配合，既能将 P档按钮集成在旋钮上，以节约旋钮换挡器所占用的空间，又能使驾驶员通过按压P档按钮就能够触发第一PCB板产生P档换挡电信号，以便于驾驶员的P档换挡操作，满足了驾驶员开车时的换挡操作需求。
第四，本发明设有升降装置，能够实现换挡器旋钮的升降。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明的单稳态旋钮换挡器的立体结构示意图；
图2-1为本发明的单稳态旋钮换挡器的结构爆炸示意图之一；
图2-2为本发明的单稳态旋钮换挡器的结构爆炸示意图之二；
图3为本发明的单稳态旋钮换挡器的侧视图；
图4为本发明的单稳态旋钮换挡器的剖视图；
图5为本发明中旋钮本体的结构示意图；
图6为本发明中旋钮本体和旋钮支架的装配示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明 作进一步说明：
实施例一
如图1至图6所示，本发明公开的是一种能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，设有旋钮本体1、旋钮支架2和换挡控制系统，所述旋钮支架2设有支架基板2-1，所述旋钮本体1可旋转的安装在所述支架基板2-1的顶面上，所述换挡控制系统能够感应所述旋钮本体1的旋转动作并生成相应的换挡电信号；
其中，所述旋钮本体1可旋转的安装在所述支架基板2-1的顶面上的方式，优选为：所述旋钮本体1的底部设有芯轴1-1，所述支架基板2-1的顶面设有轴套2-2，所述旋钮本体1的芯轴1-1可旋转的安装在所述旋钮支架2的轴套2-2 中。所述换挡控制系统感应所述旋钮本体1的旋转动作的方式，优选为：所述换挡控制系统包含磁铁3和第一PCB板4，所述芯轴1-1的底面设有安装孔1-1a，所述磁铁3固定在所述安装孔1-1a内，所述第一PCB板4设有两个位于所述磁铁3下方的霍尔传感器，通过该两个霍尔传感器感应所述旋钮本体1旋转时所述磁铁3的磁场变化，所述第一PCB板4即可双路的实现对所述旋钮本体1的旋转动作的识别，此属于现有技术，在此不再赘述。
所述的单稳态旋钮换挡器还设有双扭簧5，该双扭簧5由顺时针扭簧5-1、逆时针扭簧5-2和连接部5-3构成，所述顺时针扭簧5-1和逆时针扭簧5-2分别沿顺时针方向和逆时针方向旋转，且所述顺时针扭簧5-1与逆时针扭簧5-2相互平行布置，所述顺时针扭簧5-1的上扭脚5-11与所述逆时针扭簧5-2的上扭脚 5-21通过所述连接部5-3相连接；
所述旋钮本体1具有中空内腔1a，该中空内腔1a的底部设有与所述旋钮本体1连接固定的隔板1-2，所述芯轴1-1即设置在该隔板1-2的底面上，所述隔板1-2的顶面设有第一定位柱1-3、第二定位柱1-4和传动块1-5，所述第一定位柱1-3的轴线、第二定位柱1-4的轴线和所述旋钮本体1的旋转轴线共面，且所述旋钮本体1的旋转轴线为所述第一定位柱1-3与第二定位柱1-4的对称轴；并且，所述旋钮本体1开设有连通所述中空内腔1a的第一缺口1b和第二缺口1c；
所述支架基板2-1的顶面上设有第一限位件2-3和第二限位件2-4；
所述顺时针扭簧5-1和逆时针扭簧5-2分别套在所述第一定位柱1-3和第二定位柱1-4上，使得：所述顺时针扭簧5-1的下扭脚5-12从所述第一缺口1b伸出至所述旋钮本体1外部并固定在所述第一限位件2-3上，所述逆时针扭簧5-2 的下扭脚5-22从所述第二缺口1c伸出至所述旋钮本体1外部并固定在所述第二限位件2-4上，且在所述双扭簧5未受外力作用时，所述传动块1-5被夹紧在所述顺时针扭簧5-1的上扭脚5-11与所述逆时针扭簧5-2的上扭脚5-21之间；
所述换挡控制系统生成所述换挡电信号的方式为：将所述旋钮本体1在所述双扭簧5未受外力作用时所处的位置称为稳态位置，在所述旋钮本体1从所述稳态位置开始顺时针旋转的角度达到预设的升档角度值时，所述换挡控制系统生成升档电信号，在所述旋钮本体1从所述稳态位置开始逆时针旋转的角度达到预设的降档角度值时，所述换挡控制系统生成降档电信号；其中，将车辆的各个档位按预设顺序排列，所述升档电信号用于控制所述车辆的档位按所述预设顺序的正序上升一个档位，所述降档电信号用于控制所述车辆的档位按所述预设顺序的逆序下降一个档位。
本发明的单稳态旋钮换挡器的工作原理如下：
在所述旋钮本体1处于所述稳态位置时，驾驶员拧动旋钮本体1向逆时针方向旋转，使得：旋钮本体1通过所述传动块1-5带动顺时针扭簧5-1的上扭脚5-11 逆时针摆动，且再通过连接部5-3带动逆时针扭簧5-2的上扭脚5-21逆时针摆动，令所述顺时针扭簧5-1压缩、所述逆时针扭簧5-2拉伸；而在所述旋钮本体1逆时针旋转的角度达到预设的降档角度值后，驾驶员即可以松开旋钮本体1，使得：在所述顺时针扭簧5-1和逆时针扭簧5-2的复位弹力作用下，所述旋钮本体1自动向顺时针方向旋转，并最终复位至所述稳态位置。
同理，在所述旋钮本体1处于所述稳态位置时，驾驶员拧动旋钮本体1向顺时针方向旋转，使得：所述顺时针扭簧5-1拉伸、所述逆时针扭簧5-2压缩；而在所述旋钮本体1顺时针旋转的角度达到预设的升档角度值后，驾驶员即可以松开旋钮本体1，使得：在所述顺时针扭簧5-1和逆时针扭簧5-2的复位弹力作用下，所述旋钮本体1自动向逆时针方向旋转，并最终复位至所述稳态位置。
其中，所述车辆的各个档位的预设顺序，可以根据车辆设计需求进行灵活设置，如按照R档、N档、D档、S档、L档的顺序依次排列，或者，按照L档、 S档、D档、N档、R档的顺序依次排列，等等。举例来说：若所述预设顺序为按照R档、N档、D档的顺序依次排列，在车辆的当前档位为N档时，驾驶员将所述旋钮本体1逆时针旋转一次，则所述换挡控制系统生成一个降档电信号，以控制车辆的档位降为R档；在车辆的当前档位为R档时，驾驶员将所述旋钮本体1顺时针旋转两次，则所述换挡控制系统生成两个升档电信号，以控制车辆的档位升为D档。
因此，本发明通过旋钮本体1、旋钮支架2和双扭簧5连接组成的机械结构，能够在驾驶员拧动旋钮本体1向逆时针方向或顺时针方向旋转进行换挡操作后，使旋钮本体1自动复位至稳态位置，实现了旋钮换挡器的单稳态自动复位功能，并且，所述机械结构具有结构紧凑、可靠性高的优点；
从而，所述机械结构配合换挡控制系统生成升档电信号或降档电信号的方式，即能够实现单稳态旋钮换挡器对车辆换挡的控制，且该控制方式能够兼容当前的智能驾驶及自动泊车功能，有助于提高驾驶舒适性。
实施例二
在上述实施例一的基础上，本实施例二还采用了以下优选的结构：
所述旋钮本体1的外侧壁上设有波浪形曲面1-6，该波浪形曲面1-6沿圆弧方向延伸，且所述圆弧方向的轴心为所述旋钮本体1的旋转轴线；
所述的单稳态旋钮换挡器还设有顶块6、弹簧7和支座8，所述支座8固定在所述支架基板2-1的顶面上，所述弹簧7安装在所述顶块6与支座8之间，使得：当所述双扭簧5未受外力作用即所述旋钮本体1处于所述稳态位置时，所述顶块6被所述弹簧7压在所述波浪形曲面1-6的稳态波谷1-6a上，其中，所述波浪形曲面1-6可以以除了位于最边缘位置的波谷之外的任意一个波谷作为所述稳态波谷1-6a；
并且，在所述旋钮本体1从所述稳态位置开始顺时针旋转的角度达到预设的升档角度值时，所述顶块6被所述弹簧7压在所述波浪形曲面1-6的升档波谷1-6b 上，在所述旋钮本体1从所述稳态位置开始逆时针旋转的角度达到预设的降档角度值时，所述顶块6被所述弹簧7压在所述波浪形曲面1-6的降档波谷1-6c上，其中，所述升档波谷1-6b为所述稳态波谷1-6a在逆时针方向上的下一个波谷，所述降档波谷1-6c为所述稳态波谷1-6a在顺时针方向上的下一个波谷。
从而，在驾驶员拧动旋钮本体1向顺时针方向或逆时针方向旋转进行换挡操作时，在所述弹簧7的弹簧力作用下，所述顶块6从所述稳态波谷1-6a经过一个波峰后滑动动所述升档波谷1-6b或经过一个波峰后滑动到所述降档波谷1-6c，使得：在顶块6、弹簧7、支座8和波浪形曲面1-6的配合作用下，驾驶员在拧动旋钮本体1旋转的过程中能够得到力反馈，以感知到旋钮本体1是否已经旋转到换挡控制系统足以生成升档电信号或降档电信号的位置，提高了换挡操作的可靠性。
其中，优选的：所述顶块6由滑杆部6-1和抵顶部6-2连接构成，所述支座 8设有安装腔，所述顶块6滑动安装在所述支座8的安装腔中，所述弹簧7套在所述顶块6的滑杆部6-1上并抵顶在所述顶块6的抵顶部6-2与所述支座8的安装腔底部之间。
实施例三
在上述实施例一或实施例二的基础上，本实施例三还采用了以下优选的结构：
所述旋钮本体1的隔板1-2开设有避让槽1-2a和上避让孔1-2b；所述旋钮支架2的支架基板2-1上开设有下避让孔2-1a，且所述支架基板2-1的顶面还设有延伸方向平行于所述旋钮本体1的旋转轴线的导轨2-5；使得：所述旋钮本体 1可旋转的安装在所述支架基板2-1的顶面上时，所述导轨2-5穿过所述避让槽 1-2a伸入所述旋钮本体1的中空内腔1a中，且所述避让槽1-2a能够在所述旋钮本体1旋转时避开相对所述旋钮本体1旋转的导轨2-5；
所述换挡控制系统还设有按键板10，该按键板10上设有P档按键10-1；所述按键板10固定在所述支架基板2-1与所述换挡控制系统的第一PCB板4之间，且所述第一PCB板4设有P档触点，使得：所述P档按键10-1穿过所述下避让孔2-1a，且所述P档按键10-1位于所述P档触点上；
所述的单稳态旋钮换挡器还设有P档按钮9，该P档按钮9的底面设有滑块9-1和按压杆9-2；所述P档按钮9位于所述旋钮本体1的上方，所述滑块9-1 和按压杆9-2均伸入所述中空内腔1a中，且所述滑块9-1与所述导轨2-5滑动连接，所述按压杆9-2的下端穿过所述上避让孔1-2b，使得：在所述双扭簧5未受外力作用即所述旋钮本体1处于所述稳态位置时，所述按压杆9-2的下端位于所述P档按键10-1的正上方，且在所述P档按钮9受到向下的作用力时，能够带动所述按压杆9-2将所述P档按键10-1向下按压在所述第一PCB板4的P档触点上，以触发所述第一PCB板4产生用于控制车辆切换到P档的P档换挡电信号。
从而，在所述旋钮本体1处于所述稳态位置时，驾驶员将所述P档按钮9 向下按压，即可触发所述第一PCB板4产生用于控制车辆切换到P档的P档换挡电信号，以完成车辆的P档切换。
因此，本发明通过P档按钮9与旋钮本体1、旋钮支架2、按键板10的配合，既能将P档按钮9集成在旋钮上，以节约旋钮换挡器所占用的空间，又能使驾驶员通过按压P档按钮9就能够触发第一PCB板4产生P档换挡电信号，以便于驾驶员的P档换挡操作，满足了驾驶员开车时的换挡操作需求。
实施例四
在上述实施例三的基础上，本实施例四还采用了以下优选的结构：
所述旋钮本体1的隔板1-2开设有三个所述避让槽1-2a，且该三个避让槽 1-2a环绕所述旋钮本体1的旋转轴线均匀间隔布置；所述支架基板2-1的顶面对应每一个所述避让槽1-2a设有一条所述导轨2-5，使得：所述旋钮本体1可旋转的安装在所述支架基板2-1的顶面上时，每一条所述导轨2-5均穿过应对的避让槽1-2a伸入所述旋钮本体1的中空内腔1a中；所述P档按钮9的底面对应每一条所述导轨2-5设有一根所述滑块9-1，每一根所述滑块9-1均与对应的导轨2-5 滑动连接。
从而，能够确保所述P档按钮9的上下滑动更为稳定。
实施例五
在上述实施例三或实施例四的基础上，本实施例五还采用了以下优选的结构：
所述旋钮支架2的支架基板2-1开设有两个所述下避让孔2-1a，所述按键板10上设有两个所述P档按键10-1，且所述第一PCB板4设有两个所述P档触点，使得：该两个P档按键10-1分别穿过该两个下避让孔2-1a，且所述两个P档按键10-1位于该两个P档触点上；
所述旋钮本体1的隔板1-2开设有两个所述上避让孔1-2b，且该两个上避让孔1-2b绕所述旋钮本体1的旋转轴线对称布置；所述P档按钮9的底面设有两根所述按压杆9-2，该两根按压杆9-2的下端分别穿过所述两个上避让孔1-2b；使得：在所述双扭簧5未受外力作用即所述旋钮本体1处于所述稳态位置时，所述两根按压杆9-2的下端分别位于所述两个P档按键10-1的正上方，且在所述P 档按钮9受到向下的作用力时，能够带动所述两根按压杆9-2将所述两个P档按键10-1向下按压在所述第一PCB板4的两个P档触点上，以触发所述第一PCB 板4产生用于控制车辆切换到P档的P档换挡电信号；
并且，所述按压杆9-2具有十字形横截面。
从而，能够确保通过按压P档按钮9触发所述第一PCB板4产生P档换挡电信号的可靠性更高。
实施例六
在上述实施例三至实施例五中任意一个实施例的基础上，本实施例六还采用了以下优选的结构：
所述的单稳态旋钮换挡器还设有旋钮外圈11，所述旋钮外圈11套在所述旋钮本体1外并固定连接，且所述旋钮外圈11将所述P档按钮9向下压，使得：当所述双扭簧5未受外力作用即所述旋钮本体1处于所述稳态位置且所述P档按钮9未受外力作用时，所述按压杆9-2的下端抵顶在所述P档按键10-1上，以令所述P档按钮9对所述P档按键10-1产生0.1mm的预压量，从而保证P档按钮9不会因晃动而产生异响。
其中，所述旋钮外圈11优选通过卡扣连接方式与所述旋钮本体1固定连接。
实施例七
在上述实施例一至实施例六中任意一个实施例的基础上，本实施例七还采用了以下优选的结构：
所述的单稳态旋钮换挡器还设有升降装置，该升降装置包含有第二PCB板 12、驱动电机13、主动同步轮14、同步带15、从动同步轮16、丝杆17、电机支架18和升降座19；所述第二PCB板12与所述驱动电机13电性连接，以控制所述驱动电机13的工作方式；所述驱动电机13的机身固定在所述电机支架 18上，所述丝杆17的下部通过深沟球轴承转动安装在所述电机支架18上，以保证丝杆17的垂直度和旋转顺畅性，所述主动同步轮14固定在所述驱动电机 13的电机轴上，且电机轴的轴端滚花与主动同步轮14过盈配合，以起到防转作用，所述从动同步轮16固定在所述丝杆17的下端部，且它们通过D形结构固定并采用轴用弹性挡圈防止轴向移动，所述同步带15连接所述主动同步轮14 和从动同步轮16组成同步轮传动机构；所述电机支架18的顶面设有导向片18-1，所述升降座19的底面开设有螺纹孔19a，所述升降座19的外壁设有导向槽19b，且所述螺纹孔19a的轴线平行于所述导向槽19b的延伸方向；所述丝杆17的上部与所述升降座19的螺纹孔19a螺纹连接，所述电机支架18的导向片18-1与所述升降座19的导向槽19b滑动连接；
所述旋钮支架2的支架基板2-1固定在所述升降座19上。
从而，通过控制驱动电机13的电机轴正转、翻转或停止，即可以通过同步轮传动机构带动升降座19和旋钮支架2以上的结构升降或停止，以实现本发明的单稳态旋钮换挡器的旋钮升降，使得：驾驶员在旋钮升起时能够操作进行换挡、在旋钮降下时则无法进行操作换挡。
另外，通过在第二PCB板12上设置线性霍尔传感器，置于从动同步轮16 的下方，并在从动同步轮16的内部嵌设升降位置磁铁，即可实现对旋钮升降高度的反馈。
其中，优选的：所述的升降装置还包含有保护盖20；所述保护盖20通过卡扣连接结构固定在所述电机支架18的底部，使得所述第二PCB板12固定在所述保护盖20的内部，所述主动同步轮14、同步带15和从动同步轮16容纳在所述保护盖20的内部；且所述保护盖20开设有用于露出所述丝杆17的孔位，以便于使用者能够通过手动模式旋转丝杆17，以手动实现换挡器旋钮的升降功能。
实施例八
在上述实施例一至实施例七中任意一个实施例的基础上，本实施例八还采用了以下优选的结构：
所述的单稳态旋钮换挡器还设有面板21；所述面板21开设有旋钮孔位，所述旋钮支架2固定在所述面板21的内侧，使得所述旋钮本体1通过所述旋钮孔位伸出至所述面板21的外侧；并且，所述面板21设有用于显示车辆档位信息的 LED提示灯。
本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，设有旋钮本体(1)、旋钮支架(2)和换挡控制系统，所述旋钮支架(2)设有支架基板(2-1)，所述旋钮本体(1)可旋转的安装在所述支架基板(2-1)的顶面上，所述换挡控制系统能够感应所述旋钮本体(1)的旋转动作并生成相应的换挡电信号；
其特征在于：
所述单稳态旋钮换挡器还设有双扭簧(5)，该双扭簧(5)由顺时针扭簧(5-1)、逆时针扭簧(5-2)和连接部(5-3)构成，所述顺时针扭簧(5-1)和逆时针扭簧(5-2)分别沿顺时针方向和逆时针方向旋转，且所述顺时针扭簧(5-1)与逆时针扭簧(5-2)相互平行布置，所述顺时针扭簧(5-1)的上扭脚(5-11)与所述逆时针扭簧(5-2)的上扭脚(5-21)通过所述连接部(5-3)相连接；
所述旋钮本体(1)具有中空内腔(1a)，该中空内腔(1a)的底部设有与所述旋钮本体(1)连接固定的隔板(1-2)，所述隔板(1-2)的顶面设有第一定位柱(1-3)、第二定位柱(1-4)和传动块(1-5)，所述第一定位柱(1-3)的轴线、第二定位柱(1-4)的轴线和所述旋钮本体(1)的旋转轴线共面，且所述旋钮本体(1)的旋转轴线为所述第一定位柱(1-3)与第二定位柱(1-4)的对称轴；并且，所述旋钮本体(1)开设有连通所述中空内腔(1a)的第一缺口(1b)和第二缺口(1c)；
所述支架基板(2-1)的顶面上设有第一限位件(2-3)和第二限位件(2-4)；
所述顺时针扭簧(5-1)和逆时针扭簧(5-2)分别套在所述第一定位柱(1-3)和第二定位柱(1-4)上，使得：所述顺时针扭簧(5-1)的下扭脚(5-12)从所述第一缺口(1b)伸出至所述旋钮本体(1)外部并固定在所述第一限位件(2-3)上，所述逆时针扭簧(5-2)的下扭脚(5-22)从所述第二缺口(1c)伸出至所述旋钮本体(1)外部并固定在所述第二限位件(2-4)上，且在所述双扭簧(5)未受外力作用时，所述传动块(1-5)被夹紧在所述顺时针扭簧(5-1)的上扭脚(5-11)与所述逆时针扭簧(5-2)的上扭脚(5-21)之间；
所述换挡控制系统生成所述换挡电信号的方式为：将所述旋钮本体(1)在所述双扭簧(5)未受外力作用时所处的位置称为稳态位置，在所述旋钮本体(1)从所述稳态位置开始顺时针旋转的角度达到预设的升档角度值时，所述换挡控制系统生成升档电信号，在所述旋钮本体(1)从所述稳态位置开始逆时针旋转的角度达到预设的降档角度值时，所述换挡控制系统生成降档电信号；其中，将车辆的各个档位按预设顺序排列，所述升档电信号用于控制所述车辆的档位按所述预设顺序的正序上升一个档位，所述降档电信号用于控制所述车辆的档位按所述预设顺序的逆序下降一个档位。
2.根据权利要求1所述能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述旋钮本体(1)的外侧壁上设有波浪形曲面(1-6)，该波浪形曲面(1-6)沿圆弧方向延伸，且所述圆弧方向的轴心为所述旋钮本体(1)的旋转轴线；
所述单稳态旋钮换挡器还设有顶块(6)、弹簧(7)和支座(8)，所述支座(8)固定在所述支架基板(2-1)的顶面上，所述弹簧(7)安装在所述顶块(6)与支座(8)之间，使得：当所述双扭簧(5)未受外力作用时，所述顶块(6)被所述弹簧(7)压在所述波浪形曲面(1-6)的稳态波谷(1-6a)上，其中，所述波浪形曲面(1-6)以除了位于最边缘位置的波谷之外的任意一个波谷作为所述稳态波谷(1-6a)；
并且，在所述旋钮本体(1)从所述稳态位置开始顺时针旋转的角度达到预设的升档角度值时，所述顶块(6)被所述弹簧(7)压在所述波浪形曲面(1-6)的升档波谷(1-6b)上，在所述旋钮本体(1)从所述稳态位置开始逆时针旋转的角度达到预设的降档角度值时，所述顶块(6)被所述弹簧(7)压在所述波浪形曲面(1-6)的降档波谷(1-6c)上，其中，所述升档波谷(1-6b)为所述稳态波谷(1-6a)在逆时针方向上的下一个波谷，所述降档波谷(1-6c)为所述稳态波谷(1-6a)在顺时针方向上的下一个波谷。
3.根据权利要求2所述能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述顶块(6)由滑杆部(6-1)和抵顶部(6-2)连接构成，所述支座(8)设有安装腔，所述顶块(6)滑动安装在所述支座(8)的安装腔中，所述弹簧(7)套在所述顶块(6)的滑杆部(6-1)上并抵顶在所述顶块(6)的抵顶部(6-2)与所述支座(8)的安装腔底部之间。
4.根据权利要求1所述能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述旋钮本体(1)的隔板(1-2)开设有避让槽(1-2a)和上避让孔(1-2b)；所述旋钮支架(2)的支架基板(2-1)上开设有下避让孔(2-1a)，且所述支架基板(2-1)的顶面还设有延伸方向平行于所述旋钮本体(1)的旋转轴线的导轨(2-5)；使得：所述旋钮本体(1)可旋转的安装在所述支架基板(2-1)的顶面上时，所述导轨(2-5)穿过所述避让槽(1-2a)伸入所述旋钮本体(1)的中空内腔(1a)中，且所述避让槽(1-2a)能够在所述旋钮本体(1)旋转时避开相对所述旋钮本体(1)旋转的导轨(2-5)；
所述换挡控制系统还设有按键板(10)，该按键板(10)上设有P档按键(10-1)；所述按键板(10)固定在所述支架基板(2-1)与所述换挡控制系统的第一PCB板(4)之间，且所述第一PCB板(4)设有P档触点，使得：所述P档按键(10-1)穿过所述下避让孔(2-1a)，且所述P档按键(10-1)位于所述P档触点上；
所述单稳态旋钮换挡器还设有P档按钮(9)，该P档按钮(9)的底面设有滑块(9-1)和按压杆(9-2)；所述P档按钮(9)位于所述旋钮本体(1)的上方，所述滑块(9-1)和按压杆(9-2)均伸入所述中空内腔(1a)中，且所述滑块(9-1)与所述导轨(2-5)滑动连接，所述按压杆(9-2)的下端穿过所述上避让孔(1-2b)，使得：在所述双扭簧(5)未受外力作用时，所述按压杆(9-2)的下端位于所述P档按键(10-1)的正上方，且在所述P档按钮(9)受到向下的作用力时，能够带动所述按压杆(9-2)将所述P档按键(10-1)向下按压在所述第一PCB板(4)的P档触点上，以触发所述第一PCB板(4)产生用于控制车辆切换到P档的P档换挡电信号。
5.根据权利要求4所述能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述旋钮本体(1)的隔板(1-2)开设有三个所述避让槽(1-2a)，且该三个避让槽(1-2a)环绕所述旋钮本体(1)的旋转轴线均匀间隔布置；所述支架基板(2-1)的顶面对应每一个所述避让槽(1-2a)设有一条所述导轨(2-5)，使得：所述旋钮本体(1)可旋转的安装在所述支架基板(2-1)的顶面上时，每一条所述导轨(2-5)均穿过应对的避让槽(1-2a)伸入所述旋钮本体(1)的中空内腔(1a)中；所述P档按钮(9)的底面对应每一条所述导轨(2-5)设有一根所述滑块(9-1)，每一根所述滑块(9-1)均与对应的导轨(2-5)滑动连接。
6.根据权利要求4所述能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述旋钮支架(2)的支架基板(2-1)开设有两个所述下避让孔(2-1a)，所述按键板(10)上设有两个所述P档按键(10-1)，且所述第一PCB板(4)设有两个所述P档触点，使得：该两个P档按键(10-1)分别穿过该两个下避让孔(2-1a)，且所述两个P档按键(10-1)位于该两个P档触点上；
所述旋钮本体(1)的隔板(1-2)开设有两个所述上避让孔(1-2b)，且该两个上避让孔(1-2b)绕所述旋钮本体(1)的旋转轴线对称布置；所述P档按钮(9)的底面设有两根所述按压杆(9-2)，该两根按压杆(9-2)的下端分别穿过所述两个上避让孔(1-2b)；使得：在所述双扭簧(5)未受外力作用时，所述两根按压杆(9-2)的下端分别位于所述两个P档按键(10-1)的正上方，且在所述P档按钮(9)受到向下的作用力时，能够带动所述两根按压杆(9-2)将所述两个P档按键(10-1)向下按压在所述第一PCB板(4)的两个P档触点上，以触发所述第一PCB板(4)产生用于控制车辆切换到P档的P档换挡电信号；
并且，所述按压杆(9-2)具有十字形横截面。
7.根据权利要求4所述能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述单稳态旋钮换挡器还设有旋钮外圈(11)，所述旋钮外圈(11)套在所述旋钮本体(1)外并固定连接，且所述旋钮外圈(11)将所述P档按钮(9)向下压，使得：当所述双扭簧(5)未受外力作用且所述P档按钮(9)未受外力作用时，所述按压杆(9-2)的下端抵顶在所述P档按键(10-1)上。
8.根据权利要求1至7任意一项所述能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述单稳态旋钮换挡器还设有升降装置，该升降装置包含有第二PCB板(12)、驱动电机(13)、主动同步轮(14)、同步带(15)、从动同步轮(16)、丝杆(17)、电机支架(18)和升降座(19)；所述第二PCB板(12)与所述驱动电机(13)电性连接，以控制所述驱动电机(13)的工作方式；所述驱动电机(13)的机身固定在所述电机支架(18)上，所述丝杆(17)的下部通过深沟球轴承转动安装在所述电机支架(18)上，所述主动同步轮(14)固定在所述驱动电机(13)的电机轴上，所述从动同步轮(16)固定在所述丝杆(17)的下端部，所述同步带(15)连接所述主动同步轮(14)和从动同步轮(16)组成同步轮传动机构；所述电机支架(18)的顶面设有导向片(18-1)，所述升降座(19)的底面开设有螺纹孔(19a)，所述升降座(19)的外壁设有导向槽(19b)，且所述螺纹孔(19a)的轴线平行于所述导向槽(19b)的延伸方向；所述丝杆(17)的上部与所述升降座(19)的螺纹孔(19a)螺纹连接，所述电机支架(18)的导向片(18-1)与所述升降座(19)的导向槽(19b)滑动连接；
所述旋钮支架(2)的支架基板(2-1)固定在所述升降座(19)上。
9.根据权利要求8所述能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述升降装置还包含有保护盖(20)；所述保护盖(20)通过卡扣连接结构固定在所述电机支架(18)的底部，使得所述第二PCB板(12)固定在所述保护盖(20)的内部，所述主动同步轮(14)、同步带(15)和从动同步轮(16)容纳在所述保护盖(20)的内部；且所述保护盖(20)开设有用于露出所述丝杆(17)的孔位。
10.根据权利要求1至7任意一项所述能够自动复位的单稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述单稳态旋钮换挡器还设有面板(21)；所述面板(21)开设有旋钮孔位，所述旋钮支架(2)固定在所述面板(21)的内侧，使得所述旋钮本体(1)通过所述旋钮孔位伸出至所述面板(21)的外侧；并且，所述面板(21)设有用于显示车辆档位信息的LED提示灯。
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