CN111354590A - 一种汽车电子换挡系统及汽车电子换挡按键结构 - Google Patents

一种汽车电子换挡系统及汽车电子换挡按键结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车电子换挡按键结构，包括壳体以及设于壳体的按键、按键滑块和开关垫，按键下按时、按键滑块向下移动并按压开关垫接通电路触点，开关垫包括至少两个开关体，开关体包括均可弹性变形的上弹壁和下弹壁，上弹壁围绕并支撑于按键滑块的滑块压头的周侧，滑块压头用以下移压弯上弹壁后接触开关垫并施压，下弹壁围绕并支撑于电路触点的周侧，开关体设有位于下弹壁的围绕中的开关压头，开关压头用以下移压弯下弹壁后接触电路触点并接通。本发明还公开了一种汽车电子换挡系统。上述汽车电子换挡按键结构具有至少两级操作力，最后一级操作力为实质的接通反馈，最后一级之前的操作力为未接通的预备反馈。

Description

一种汽车电子换挡系统及汽车电子换挡按键结构
技术领域
本发明涉及汽车电子换挡技术领域，特别涉及一种汽车电子换挡按键结构。还涉及一种汽车电子换挡系统。
背景技术
随着电子线控排挡开关的推广，按键式电子排挡由于操作简单、美观、节约空间等优点，受到许多消费者的喜爱。
目前常用的按键式换档结构，都是沿用普通的按键开关结构，一般是换挡按键直接通过滑块与普通开关垫配合，通过开关垫上的导电片与电路板的触点接触，实现信号的接通。这种结构是仅仅考虑了通过滑块传递换挡按键的按压动力、接触导电片以实现按键开关的开闭效果，按压中的运动过程为比较简单的直线运动，没有防误操作的功能，汽车驾驶者在操作过程中存在意外误碰的安全风险以及操作失误几率。
因此，如何能够提供一种提高按键式开关中的使用效果、增加驾驶者切换汽车驾驶挡位时的触觉反馈、降低误操作风险、提高驾驶安全性的汽车电子换挡按键结构是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车电子换挡按键结构，具有至少两级操作力，最后一级操作力为实质的接通反馈，最后一级之前的操作力为未接通的预备反馈。本发明的另一目的是提供一种汽车电子换挡系统。
为实现上述目的，本发明提供一种汽车电子换挡按键结构，包括壳体以及设于所述壳体的按键、按键滑块和开关垫，所述按键用以下按时、所述按键滑块向下移动并按压所述开关垫接通电路触点，所述开关垫包括开关体，所述开关体包括均可弹性变形的上弹壁和下弹壁，所述上弹壁围绕并支撑于所述按键滑块的滑块压头的周侧，所述滑块压头用以下移压弯所述上弹壁后接触所述开关垫并施压，所述下弹壁围绕并支撑于所述电路触点的周侧，所述开关体设有位于所述下弹壁的围绕中的开关压头，所述开关压头用以下移压弯所述下弹壁后接触所述电路触点并接通；所述开关体、所述滑块压头和所述电路触点的数量相同且至少为两个，至少一个所述开关体的所述上弹壁的长度大于至少一个所述开关体的所述上弹壁的长度，所述上弹壁较长的所述开关体的所述开关压头与所述电路触点的竖直距离小于所述上弹壁较短的所述开关体的所述开关压头与所述电路触点的竖直距离。
优选地，所述开关体的截面为圆形，所述上弹壁的截面为环形。
优选地，所述开关体的数量为两个，所述开关体包括第一圆顶体体和第二圆顶体体，所述第一圆顶体体包括第一上弹壁、第一下弹壁和第一开关压头，所述第二圆顶体体包括第二上弹壁、第二下弹壁和第二开关压头，所述第一上弹壁的长度大于所述第二上弹壁的长度，所述第一开关压头与所述电路触点的竖直距离小于所述第二开关压头与所述电路触点的竖直距离。
优选地，所述按键的顶面用以低于操作面板的表面，所述按键的顶面设有触摸体，所述触摸体的顶面用以与操作面板的表面相平。
优选地，所述按键与所述壳体在水平方向滑动连接，所述按键与所述壳体之间设有可弹性变形与复位的第一弹性复位件。
优选地，所述按键在水平方向设有滑轴，所述壳体在水平方向设有可供所述滑轴滑动的通道，所述按键通过弹簧或橡胶或弹片与所述壳体连接。
优选地，所述壳体在竖直方向设有导轨，所述按键滑块与所述导轨在竖直方向滑动连接。
优选地，所述壳体设有可水平移动且用以限制所述按键滑块向下移动的解锁滑块，所述解锁滑块与所述壳体之间设有可弹性变形与复位的第二弹性复位件，所述壳体还设有可竖直移动的解锁键，所述解锁键与所述解锁滑块在接触面处设有倾斜面以实现所述解锁键下移时所述解锁滑块平移解锁。
优选地，所述第二弹性复位件为弹簧或橡胶或弹片。
本发明还提供一种汽车电子换挡系统，包括上述汽车电子换挡按键结构。
相对于上述背景技术，本发明所提供的汽车电子换挡按键结构包括壳体以及设于壳体的按键、按键滑块和开关垫，按键通过按键滑块与开关垫配合，下按按键时按键滑块向下移动并按压开关垫，开关垫与电路触点接通，开关垫包括开关体，开关体包括上弹壁和下弹壁，上弹壁围绕按键滑块下侧的滑块压头并支撑于周侧，下弹壁围绕电路触点并支撑于周侧，开关体设有开关压头，开关压头位于下弹壁的围绕中，开关垫包括至少两个开关体，至少一个开关体的上弹壁的长度大于至少一个开关体的上弹壁的长度，上弹壁较长的开关体的开关压头与电路触点的竖直距离小于上弹壁较短的开关体的开关压头与电路触点的竖直距离，在此基础上，通过上述至少两个开关体提供至少两级操作力反馈，在该汽车电子换挡按键结构的使用过程中，首先下按按键，按键带动按键滑块下移，按键滑块进而按压开关体，开关体进而接通电路触点，在此过程中，至少两个开关体通过不同程度的下按变形以提供至少两级操作力反馈，若开关体的数量为两个，第一个开关体和第二个开关体同时下按变形，第一个开关体的下弹壁率先压弯以至于第一个开关体的开关压头与电路触点接触，此时第一个开关体的下弹壁和第二个开关体的下弹壁的变形合力为第一级操作力；第二个开关体的下弹壁随后继续压弯，并且第一个开关体的上弹壁同时开始压弯，直至第二个开关体的下弹壁压弯以至于第二个开关体的开关压头与电路触点接触，此时在第一级操作力的基础上，增加第一个开关体的上弹壁和第二个下弹壁后续的变形合力为第二级操作力，若开关体的数量为三个、四个及更多个，具有至少两级操作力，最后一级操作力为实质的接通反馈，最后一级之前的操作力为未接通的预备反馈，使驾驶者对换挡操作有一个预期的判断，从而提高意外误触的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在第一弹性复位件的截面处的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的开关垫的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在第二弹性复位件的截面处的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在未下按阶段的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在下按第一阶段的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在下按第二阶段的结构示意图。
其中：
1-壳体、2-按键、3-按键滑块、301-第一滑块压头、302-第二滑块压头、4-开关垫、41-第一圆顶体、411-第一上弹壁、412-第一下弹壁、413-第一开关压头、42-第二圆顶体、421-第二上弹壁、422-第二下弹壁、423-第二开关压头、5-解锁键、6-解锁滑块、7-第一弹性复位件、8-第二弹性复位件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图6，其中，图1为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在第一弹性复位件的截面处的结构示意图，图2为本发明实施例提供的开关垫的结构示意图，图3为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在第二弹性复位件的截面处的结构示意图，图4为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在未下按阶段的结构示意图，图5为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在下按第一阶段的结构示意图，图6为本发明实施例提供的汽车电子换挡按键结构在下按第二阶段的结构示意图。
在第一种具体的实施方式中，本发明提供的汽车电子换挡按键结构包括壳体1以及设于壳体1的按键2、按键滑块3和开关垫4，开关垫4为安装在按键滑块3和电路板之间、提供电路联通和断开的触点并提供操作反馈力，按键滑块3下侧设有滑块压头，当按键2下按时，按键滑块3向下移动，滑块压头按压开关垫4使得压开关垫4与电路触点接触并接通；除此以外，开关垫4包括开关体，开关体可在竖直方向移动变形，开关体的上部包括薄壁空腔，薄壁空腔的周向为可弹性变形的上弹壁，当压力大于设定值时可变形，开关体的下部包括可弹性变形的下弹壁以及位于下弹壁之间的开关压头，在壳体1中，上弹壁围绕滑块压头并支撑于周侧，下弹壁围绕电路触点并支撑于周侧，在按键2下按时，滑块压头下移压弯上弹壁使得滑块压头接触开关体并施压，从而开关压头下移压弯下弹壁使得开关压头接触电路触点并接通。
在本实施例中，按键2和按键滑块3在壳体1上的设置方式，以及按键2竖直下压使得按键滑块3按压开关垫4接通电路触点也即与电路板接触的方式均属于现有技术，本发明的核心改进点在于：在此基础上进行的防误操作的设置，通过将常规的开关垫4设置为至少两个开关体，以实现驾驶者在换挡操作中的至少两级操作力反馈，最后一级操作力为实质的接通反馈，最后一级之前的操作力为未接通的预备反馈，使驾驶者对换挡操作有一个预期的判断，从而提高意外误触的风险。
具体而言，开关垫4包括至少两个开关体，至少一个开关体的上弹壁的长度大于至少一个开关体的上弹壁的长度，上弹壁较长的开关体的开关压头与电路触点的竖直距离小于上弹壁较短的开关体的开关压头与电路触点的竖直距离，在此基础上，通过上述至少两个开关体提供至少两级操作力反馈。
在该汽车电子换挡按键结构的使用过程中，首先下按按键2，按键2带动按键滑块3下移，按键滑块3的滑块压头进而按压开关体，开关体的开关压头进而接通电路触点；在此过程中，至少两个开关体通过不同程度的下按变形以提供至少两级操作力反馈；若开关体的数量为两个，第一个开关体和第二个开关体同时下按变形，第一个开关体的下弹壁率先压弯以至于第一个开关体的开关压头与电路触点接触，此时第一个开关体的下弹壁和第二个开关体的下弹壁的变形合力为第一级操作力；第二个开关体的下弹壁随后继续压弯，并且第一个开关体的上弹壁同时开始压弯，直至第二个开关体的下弹壁压弯以至于第二个开关体的开关压头与电路触点接触，此时在第一级操作力的基础上，增加第一个开关体的上弹壁和第二个下弹壁后续的变形合力为第二级操作力。
若开关体的数量为三个、四个及更多个，第三个开关体与第二个开关体的大小关系与第二个开关体与第一个开关体的大小关系相同，以此类推，三个、四个及更多个的开关体对应于三级、四级及多级操作力，以此为驾驶者提供充分的预备阶段，每一级操作力都作为一道防误操作的防线，以此提高了意外误触造成实质影响的门槛，提高了安全保障。
示例性的，开关体的截面为圆形，上弹壁的截面为环形；除此以外，开关体的形状不限于圆形，可以为其他任意形状如多边形等，只要能够作为薄壁空腔的壁面在超出预定压力时弯曲变形即可。
在一种具体的实施方式中，开关体的数量为两个，滑块压头的数量为两个，电路触点的数量为两个，开关体包括第一圆顶体41和第二圆顶体42，第一圆顶体41包括第一上弹壁411、第一下弹壁412和第一开关压头413，第二圆顶体42包括第二上弹壁421、第二下弹壁422和第二开关压头423，第一上弹壁411的长度大于第二上弹壁421的长度，第一开关压头413与电路触点的竖直距离小于第二开关压头423与电路触点的竖直距离，滑块压头包括与第一圆顶体41对应的第一滑块压头301和与第二圆顶体42对应的第二滑块压头302。
在本实施例中，开关垫4具有两个不同圆顶结构的第一圆顶体41和第二圆顶体42，在按键2按下时提供两级操作力。具体而言，按键2下按第一阶段，第一圆顶体41和第二圆顶体42在压力作用下开始变形，第一下弹壁412率先弯曲变形完全，直至第一开关压头413与电路板的电路触点接触，此时第二上弹壁421的弯曲变形不完全，第二开关压头423不与电路板的电路触点接触，两个电路触点没有全部接通不能换挡，此时第一下弹壁412和第二上弹壁421的变形产生第一级操作力；按键2下按第二阶段，第一圆顶体41上部的薄壁空腔在压力作用下开始变形，第一上弹壁411开始弯曲变形，同时第二下弹壁422继续弯曲变形，第二下弹壁422随后弯曲变形完全，直至第二开关压头423与电路板的电路触点接触，此时第一开关压头413和第二开关压头423均接通电路能换挡，在第一级操作力的基础上增加第一上弹壁411和第二下弹壁422后续的变形产生第二级操作力。
为了更好的技术效果，按键2的顶面用以低于操作面板的表面，按键2的顶面设有触摸体，触摸体的顶面用以与操作面板的表面相平。
在本实施例中，用于换挡的按键2的顶面相对于操作面板的表面略微下沉以便于触摸识别，按键2的顶面即表面具有触摸体，触摸体的作用在于易于触摸识别，可采用凸点、凹点或皮纹等形式，示例性的，凸点的形状可以是圆形、矩形或不规则形状，凸点的顶面与面板表面平齐。
为了更好的技术效果，按键2与壳体1在水平方向滑动连接，按键2与壳体1之间设有可弹性变形与复位的第一弹性复位件7。
在本实施例中，用于换挡的按键2设计为水平滑动后再竖直下压的运动形式，直接下压无法使按键2工作。其中，按键2与壳体1的滑动连接形式包括但不限于滑柱和通道结构，也可以是导轨和滑块结构等；按键2通过挤压第一弹性复位件7弹性变形解锁，并由第一弹性复位件7弹性变形复位，第一弹性复位件7不限于弹簧，也可以是其他复位零件，如橡胶、弹片等。
示例性的，按键2在水平方向设有滑轴，壳体1在水平方向设有可供滑轴滑动的通道，按键2通过弹簧或橡胶或弹片与壳体1连接。在本实施例中，通过在壳体1设计一个滑动通道限制按键2的运动轨迹，使按键2只能先水平运动后再竖直运动；按键2设计两个滑轴在壳体1的通道内运动；按键2水平移动方向上有弹簧与壳体1连接。
在本实施例中，壳体1在竖直方向设有导轨，按键滑块3与导轨在竖直方向滑动连接。在运动过程中，首先，按键2首先只能水平滑动，按键2在水平操作力的作用下克服弹簧压力水平运动，使按键2的滑轴沿壳体1的通道水平运动到水平止位点；然后，按键2进行竖直滑动，按键2在竖直操作力的作用下，沿壳体1的通道竖直运动，按键滑块3下压开关垫4，开关垫4变形后接通电路板。
为了更好的技术效果，壳体1设有可水平移动且用以限制按键滑块3向下移动的解锁滑块6，解锁滑块6与壳体1之间设有可弹性变形与复位的第二弹性复位件8，壳体1还设有可竖直移动的解锁键5，解锁键5由按键2的顶面伸出，解锁键5与解锁滑块6在接触面处设有倾斜面以实现解锁键5下移时解锁滑块6平移解锁。
在本实施例中，用于换挡的按键2配套设计解锁键5，只有在解锁键5事先被按下的情况下，按键2才能被正常下按，未按下解锁键5时，解锁滑块6卡住按键滑块3。具体而言，解锁键5安装在按键2内部；解锁键5的解锁滑块6通过止位结构接触并卡住按键2的按键滑块3使其无法自由滑动；解锁键5的解锁滑块6的尾部与弹簧相连，解锁滑块6与解锁键5以斜面配合的方式连接。在运动过程中，首先，按下解锁键5，解锁键5通过斜面配合驱动解锁滑块6水平移动，此时按键滑块3被解锁；其次，按下按键2，正常工作；然后，松手，按键2回弹，克服解锁键5的弹簧锁紧力，通过斜面配合推动解锁滑块6滑动；最终，按键2复位，解锁键5复位，解锁滑块6卡住按键滑块3，回到初始状态。
示例性的，第二弹性复位件8为弹簧或橡胶或弹片。
本发明还提供了一种汽车电子换挡系统，包括上述汽车电子换挡按键结构，应具有上述汽车电子换挡按键结构的全部有益效果，这里不再一一赘述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的汽车电子换挡系统及汽车电子换挡按键结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车电子换挡按键结构，包括壳体(1)以及设于所述壳体(1)的按键(2)、按键滑块(3)和开关垫(4)，所述按键(2)用以下按时、所述按键滑块(3)向下移动并按压所述开关垫(4)接通电路触点，其特征在于，
所述开关垫(4)包括开关体，所述开关体包括均可弹性变形的上弹壁和下弹壁，所述上弹壁围绕并支撑于所述按键滑块(3)的滑块压头的周侧，所述滑块压头用以下移压弯所述上弹壁后接触所述开关垫(4)并施压，所述下弹壁围绕并支撑于所述电路触点的周侧，所述开关体设有位于所述下弹壁的围绕中的开关压头，所述开关压头用以下移压弯所述下弹壁后接触所述电路触点并接通；
所述开关体、所述滑块压头和所述电路触点的数量相同且至少为两个，至少一个所述开关体的所述上弹壁的长度大于至少一个所述开关体的所述上弹壁的长度，所述上弹壁较长的所述开关体的所述开关压头与所述电路触点的竖直距离小于所述上弹壁较短的所述开关体的所述开关压头与所述电路触点的竖直距离。
2.根据权利要求1所述的汽车电子换挡按键结构，其特征在于，所述开关体的截面为圆形，所述上弹壁的截面为环形。
3.根据权利要求2所述的汽车电子换挡按键结构，其特征在于，所述开关体的数量为两个，所述开关体包括第一圆顶体(41)和第二圆顶体(42)，所述第一圆顶体(41)包括第一上弹壁(411)、第一下弹壁(412)和第一开关压头(413)，所述第二圆顶体(42)包括第二上弹壁(421)、第二下弹壁(422)和第二开关压头(423)，所述第一上弹壁(411)的长度大于所述第二上弹壁(421)的长度，所述第一开关压头(413)与所述电路触点的竖直距离小于所述第二开关压头(423)与所述电路触点的竖直距离。
4.根据权利要求1至3任一项所述的汽车电子换挡按键结构，其特征在于，所述按键(2)的顶面用以低于操作面板的表面，所述按键(2)的顶面设有触摸体，所述触摸体的顶面用以与操作面板的表面相平。
5.根据权利要求1至3任一项所述的汽车电子换挡按键结构，其特征在于，所述按键(2)与所述壳体(1)在水平方向滑动连接，所述按键(2)与所述壳体(1)之间设有可弹性变形与复位的第一弹性复位件(7)。
6.根据权利要求5所述的汽车电子换挡按键结构，其特征在于，所述按键(2)在水平方向设有滑轴，所述壳体(1)在水平方向设有可供所述滑轴滑动的通道，所述按键(2)通过弹簧或橡胶或弹片与所述壳体(1)连接。
7.根据权利要求1至3任一项所述的汽车电子换挡按键结构，其特征在于，所述壳体(1)在竖直方向设有导轨，所述按键滑块(3)与所述导轨在竖直方向滑动连接。
8.根据权利要求1至3任一项所述的汽车电子换挡按键结构，其特征在于，所述壳体(1)设有可水平移动且用以限制所述按键滑块(3)向下移动的解锁滑块(6)，所述解锁滑块(6)与所述壳体(1)之间设有可弹性变形与复位的第二弹性复位件(8)，所述壳体(1)还设有可竖直移动的解锁键(5)，所述解锁键(5)与所述解锁滑块(6)在接触面处设有倾斜面以实现所述解锁键(5)下移时所述解锁滑块(6)平移解锁。
9.根据权利要求8所述的汽车电子换挡按键结构，其特征在于，所述第二弹性复位件(8)为弹簧或橡胶或弹片。
10.一种汽车电子换挡系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的汽车电子换挡按键结构。
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