CN118188796A - 一种运动机构及操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动机构及操纵装置，运动机构包括：支架、转动地连接在支架上的转轴、支撑件、固定地连接在转轴上的转动柄、滑动组件。其中，支架上具有一椭圆形弧面，支撑件连接在支架上，支撑件具有一弧形支撑面，滑动组件包括滑动杆、弹簧和指示件，弹簧位于滑动杆的一端部，滑动杆的另一端部支撑于支撑面上，指示件固定连接在滑动杆上，滑动组件位于转动柄的内部，且滑动杆能够沿转动柄的长度方向移动。本运动机构的转动柄绕转轴的轴心线转动时，指示件始终位于椭圆形弧面上方的同一高度，即指示件能够形成椭圆形运动轨迹，且能够增加转动柄的转动角度。

Description

一种运动机构及操纵装置

技术领域

本发明属于运动及操纵技术领域，特别是一种运动机构及操纵装置。

背景技术

在一些操纵装置中，档位面板多为圆弧形，但是圆弧形面板在面对大角度、多档位使用场景时，用户往往需要调整视角，才能看清指示件(指针等)具体指向的档位，容易出现误判，影响用户的精确判断和快速反应。而档位面板如果做成椭圆，指示件在移动时，无法始终保持在档位面板上方的同一高度。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种能够实现椭圆形运动的的运动机构。

实现本发明目的的技术解决方案为：一方面，提供了一种运动机构，所述运动机构包括：

支架，所述支架至少具有一椭圆形弧面；

转轴，转动连接在所述支架上；

支撑件，固定连接在所述支架的一侧面上，所述支撑件至少具有一弧形支撑面，所述支撑件开设有沿自身厚度方向的通孔，所述转轴穿设在所述通孔中；

转动柄，所述转动柄固定连接在所述转轴上，所述转动柄至少具有一沿自身长度方向延伸的中空内腔；

滑动组件，包括滑动杆和弹簧，所述弹簧设置于所述滑动杆的一端部，所述滑动杆的另一端部支撑于所述弧形支撑面上，所述滑动杆和所述弹簧部分或全部位于所述中空内腔中；

所述滑动组件还包括固定连接在所述滑动杆上的指示件，所述转动柄上开设有沿自身长度方向延伸的滑槽，所述指示件沿平行于所述转轴的轴心线方向延伸，所述指示件穿设在所述滑槽中；

所述运动机构至少具有运动状态，当所述运动机构处于运动状态时，所述转动柄绕所述转轴的轴心线运动，所述指示件在所述滑槽中滑动，所述滑动件始终位于所述椭圆形弧面上方的同一高度。

进一步地，所述运动机构还包括驻停组件，所述驻停组件包括固定连接在所述支架上的安装座、固定连接在所述转轴上的驻停轮、一端固定连接在所述安装座上的弹性件，以及转动连接在所述弹性件另一端的滚轮，所述驻停轮上具有沿圆周方向阵列分布的多组限位齿，所述滚轮卡设在两组相邻所述限位齿之间，所述驻停轮的转动中心线、所述滚轮的转动中心线和所述转轴的转动中心线平行这三者相互平行。

进一步地，所述运动机构还包括调节机构，所述调节机构具有一调节孔，所述调节机构套设在所述转轴上，所述调节机构具有第一调节部和第二调节部，所述第一调节部和所述第二调节部形成所述第一调节孔，所述第一调节部和所述第二调节部上均开设有第二调节孔。

进一步地，所述运动机构还包括限位组件，所述限位组件包括至少一组限位凸起，所述限位凸起固定连接在所述支架或所述转动柄上。

进一步地，所述限位凸起固定连接在所述转动柄上，所述支架上开设有限位槽，所述限位凸起能够在所述限位槽中运动，所述限位凸起呈圆柱状，所述限位凸起开设有沿自身厚度方向延伸的固定孔，所述固定孔的轴心线和所述限位凸起的轴心线这两者之间具有一定距离。

进一步地，所述限位凸起设置有两组，所述限位凸起固定连接在所述支架上，两组所述限位凸起分设于所述转动柄的两侧，所述限位凸起呈圆柱状，所述限位凸起开设有沿自身厚度方向延伸的固定孔，所述固定孔的轴心线和所述限位凸起的轴心线这两者之间具有一定距离。

进一步地，所述转动柄包括固定连接在所述转轴上的外壳，以及固定连接在所述外壳上的固定套，所述中空内腔位于所述固定套上，所述滑槽开设在所述固定套上。

进一步地，所述滑动杆的端部设有滑动轮，所述滚轮的转动中心线和所述转轴的转动中心线平行，所述滑动轮支撑于所述弧形支撑面上。

进一步地，所述运动机构还包括角位移传感器，所述角位移传感器位于所述转轴的端部。

另一方面，提供了一种操纵装置，包括壳体、把手、固定连接在所述壳体上的至少一组连接器、设置于所述壳体内部的控制板，所述连接器和所述控制板电连接，所述操纵装置还包括如上所述的运动机构，所述壳体和所述运动机构上的所述支架固定连接，所述运动机构上的所述角位移传感器和所述控制板电连接，所述把手和所述转动柄固定连接。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

()本发明的运动机构，支架上具有一椭圆形弧面，支撑件具有一弧形支撑面，滑动杆的一端部设置有弹簧，滑动杆的另一端部支撑于支撑面上，当转轴转动时，支撑件的端部在弧形支撑面上运动，使得指示件始终位于椭圆形弧面上方的同一高度，即指示件的运动轨迹为椭圆的一部分。

(2)本发明对比现有技术具有极高的人机工效，可使操作人员在固定视角下完成操纵装置档位的辨认，可快速判断当前位置和有效降低人体疲劳。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为一个实施例中本发明运动机构的整体结构示意图。

图2为一个实施例中本发明的运动机构的侧视图。

图3为图2中运动机构去除外壳的结构示意图。

图4为图3中运动机构去除固定套的结构示意图。

图5为图4中运动机构的侧视图。

图6为图5中运动机构去除转轴后的结构示意图。

图7为一个实施例中本发明操纵装置的结构示意图，其中运动机构安装在操纵装置中。

图8为图7中操纵装置去除壳体后的结构示意图。

其中附图标记：

1、支架；11、弧面；

2、转轴；

3、支撑件；31、支撑面；32、通孔；

4、转动柄；41、滑槽；42、外壳；43、固定套；

5、滑动组件；51、滑动杆；511、滑动轮；52、弹簧；53、指示件；

6、驻停组件；61、安装座；62、驻停轮；621、限位齿；63、弹性件(弹片)；64、滚轮；

7、调节机构；71、第一调节孔；72、第一调节部；73、第二调节部；74、第二调节孔；

8、限位组件；81、限位凸起；811、固定孔；

9、角位移传感器；

a、壳体；b、把手；c、连接器；d、控制板；e、指示结构

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在一个实施例中，结合图1至图6，提供了一种运动机构，包括：支架1、转动连接在支架1上的转轴2、支撑件3、固定连接在转轴2上的转动柄4、滑动组件5。其中，支架1上至少具有一椭圆形弧面11；支撑件3固定连接在支架1的一侧面上，支撑件3至少具有一弧形支撑面31；滑动组件5包括滑动杆51和弹簧52，固定连接在滑动杆51上的指示件53，弹簧52设置于滑动杆51的一端部，滑动杆51的另一端部支撑于支撑面31上，滑动组件5设置于转动柄4的内部，且滑动杆51能够沿转动柄4的长度方向移动，运动机构至少具有运动状态，当运动机构处于运动状态时，转动柄4绕转轴2的轴心线运动，指示件53在滑槽41中滑动，指示件53始终位于椭圆形弧面11上方的同一高度。

结合图2和图3，椭圆形弧面11和支撑面31之间相互联系，即两者中任意一者改变时，另一者也需要调整尺寸。

结合图3和图4，支撑件3开设有沿自身厚度方向的通孔32，转轴2穿设在通孔32中，此处通孔32的作用是让转轴2通过，从而让转轴2能够和转动柄4固定连接。本实施例中，支撑件3和支架1一体设置，在其他一些实施例中，支撑件3和支架1也可以分体设置，此处不作过多限定。

结合图2至图4，本实施例中，转动柄4包括固定连接在转轴2上的外壳42，以及固定连接在外壳42上的固定套43。本实施例中，为了便于安装，外壳42和固定套43分体设置，在其他一些实施例中，外壳42和固定套43也可以一体设置。转动柄4至少具有一沿自身长度方向延伸的中空内腔(图中未示出)。具体地，中空内腔位于固定套43上。滑动杆51和弹簧52部分或全部位于中空内腔中，且转动柄4上开设有沿自身长度方向延伸的滑槽41，具体地，滑槽41开设在固定套43上，指示件53沿平行于转轴2的轴心线方向延伸，且指示件53穿设在滑槽41中，当转动柄4绕转轴2转动时，指示件53在滑槽41中滑动，弹簧52伸长或者收缩。本实施例中，弹簧52选用压簧，在其他一些实施例中，弹簧52选用拉簧同样可以实现复位效果。

本实施例中，指示件53和滑动杆51分体设置，且指示件53呈圆柱状。

在其他一些实施例中，指示件53和滑动杆51也可以一体设置，且指示件53也可以是其他形状，具体根据需求和实际应用场景而定，此处不作具体限定。

滑动杆51的端部设有滑动轮511，具体参见图4所示，滑动轮511的转动中心线和转轴2的转动中心线平行，滑动轮511支撑于支撑面31上。滚轮511的作用是减小滑动杆51端部和支撑面31之间的摩擦力。在其他一些实施例中，也可以采用滚珠替代滑动轮，此处不作过多限定。

结合图1、图5和图6，运动机构还包括驻停组件6，驻停组件6包括固定连接在支架1上的安装座61、固定连接在转轴2上驻停轮62、一端固定连接在安装座61上的弹性件63，以及转动地连接在弹性件63另一端部的滚轮64，驻停轮62上具有沿圆周方向阵列分布地多组限位齿621，滚轮64卡设在两组相邻限位齿621之间，驻停轮62的转动中心线、滚轮64的转动中心线和转轴2的转动中心线平行这三者相互平行。当转动柄4转动时，转动柄4带动转轴2转动，转轴2带动驻停轮62转动，滚轮64依次卡在相邻两组限位齿621之间，使用户能够明显感受到“换挡”手感。本实施例中，滚轮64能够减小摩擦，弹性件63为弹片64，驻停轮62和转轴2一体设置，可以减小安装难度和提高结构强度，在其他一些实施例中，驻停轮62可以和转轴2分体设置。

结合图6，运动机构还包括调节机构7，调节机构7具有第一调节孔71，调节机构7套设在转轴2上，调节机构7具有第一调节部72和第二调节部73，第一调节部72和第二调节部73形成第一调节孔71，第一调节部72和第二调节部73上均开设有第二调节孔74。在使用过程中，可在第二调节孔74中插设螺栓，在螺栓上套设螺母，可以通过调整螺母来调节第一调节部72和第二调节部73的夹紧力，从而调整转轴2的转动力，实现用户“手感”的调节。在其他一些实施例中，调节机构不限于螺栓等，也可以是阻尼器，此处不作过多限定。

结合图2至图4、图6，运动机构还包括限位组件8，限位组件8为至少一组限位凸起81，本实施例中，限位凸起81设置有两组，两组限位凸起81固定连接在支架1上。两组限位凸起81能够限制转动柄4在固定的角度范围内转动，防止转动角度过大损坏内部结构。在其他一些实施例中，此处无图示，限位凸起81可以设置一组，且限位凸起81固定地连接在转动柄4上，此时需要在支架1上开设限位槽，限位凸起81能够在限位槽中运动，转动柄4的转动角度根据限位槽的长度确定。

本实施例中，限位凸起81呈圆柱状，限位凸起81开设有沿自身厚度方向延伸的固定孔811，固定孔811的轴心线和限位凸起81的轴心线这两者具有一定距离。在一些应用场景中，对角度的要求较高，或者长时间使用，结构变形而导致角度不准确，通过转动限位凸起81，能够对转动柄4的转动范围进行微调。

结合图1和图5，运动机构还包括角位移传感器9，角位移传感器9位于转轴2的端部，角位移传感器9能够测量出转轴2的转动角度。

在一个实施例中，结合图7和图8，提供具有上述运动机构的一种操纵装置，包括壳体a、把手b、固定地连接在壳体a上的至少一组连接器c、设置于壳体a内部的控制板d。其中，壳体a和运动机构上的支架1固定连接，运动机构上的角位移传感器9和控制板d电连接，把手b和转动柄4固定连接，连接器c和控制板d电连接，转动柄4的转动角度通过角位移传感器9，再经过控制板d处理，最后通过连接器c输出。本实施例中，连接器c设置有两组，在其他一些实施例中，可以根据实际需要调整连接器c的类型和数量，此处不作过多限定。

优选地，参见图7，壳体a的截面呈椭圆形，壳体a上设置有多组指示结构e，多组指示结构e沿壳体的椭圆形表面阵列排布，且指示结构e均位于椭圆长轴所对的弧面，如此可以在壳体a表面排布更过的指示结构e，滚轮64在驻停轮62上每经过一个限位齿621，指示件53经过一个指示结构e，如此，指示件53能够转过更大的角度，显示的角度范围更广，从而实现多个档位的切换。

综上所述，本实施例的运动机构，通过支撑件3和滑动组件5，能够实现指示件53做椭圆轨迹运动，使指示件53始终位于椭圆形弧面11上方的同一高度。同时，本运动机构可以应用到操纵装置中，本实施例中，运动机构的应用场景是车钟，壳体a截面呈椭圆形，指示件53能够依次均匀转到壳体a上每个指示结构e的上方，实现档位的切换。在其他一些应用场景中，本运动机构也可以作为其他操纵装置的核心结构。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运动机构，其特征在于，所述运动机构包括：

支架，所述支架至少具有一椭圆形弧面；

转轴，转动连接在所述支架上；

支撑件，固定连接在所述支架的一侧面上，所述支撑件至少具有一弧形支撑面，所述支撑件开设有沿自身厚度方向的通孔，所述转轴穿设在所述通孔中；

转动柄，所述转动柄固定连接在所述转轴上，所述转动柄至少具有一沿自身长度方向延伸的中空内腔；

滑动组件，包括滑动杆和弹簧，所述弹簧设置于所述滑动杆的一端部，所述滑动杆的另一端部支撑于所述弧形支撑面上，所述滑动杆和所述弹簧部分或全部位于所述中空内腔中；

所述滑动组件还包括固定连接在所述滑动杆上的指示件，所述转动柄上开设有沿自身长度方向延伸的滑槽，所述指示件沿平行于所述转轴的轴心线方向延伸，所述指示件穿设在所述滑槽中；

所述运动机构至少具有运动状态，当所述运动机构处于运动状态时，所述转动柄绕所述转轴的轴心线运动，所述指示件在所述滑槽中滑动，所述滑动件始终位于所述椭圆形弧面上方的同一高度。

2.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括驻停组件，所述驻停组件包括固定连接在所述支架上的安装座、固定连接在所述转轴上的驻停轮、一端固定连接在所述安装座上的弹性件，以及转动连接在所述弹性件另一端的滚轮，所述驻停轮上具有沿圆周方向阵列分布的多组限位齿，所述滚轮卡设在两组相邻所述限位齿之间，所述驻停轮的转动中心线、所述滚轮的转动中心线和所述转轴的转动中心线平行这三者相互平行。

3.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括调节机构，所述调节机构具有一调节孔，所述调节机构套设在所述转轴上，所述调节机构具有第一调节部和第二调节部，所述第一调节部和所述第二调节部形成所述第一调节孔，所述第一调节部和所述第二调节部上均开设有第二调节孔。

4.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括限位组件，所述限位组件包括至少一组限位凸起，所述限位凸起固定连接在所述支架或所述转动柄上。

5.根据权利要求4所述的运动机构，其特征在于，所述限位凸起固定连接在所述转动柄上，所述支架上开设有限位槽，所述限位凸起能够在所述限位槽中运动，所述限位凸起呈圆柱状，所述限位凸起开设有沿自身厚度方向延伸的固定孔，所述固定孔的轴心线和所述限位凸起的轴心线这两者之间具有一定距离。

6.根据权利要求4所述的运动机构，其特征在于，所述限位凸起设置有两组，所述限位凸起固定连接在所述支架上，两组所述限位凸起分设于所述转动柄的两侧，所述限位凸起呈圆柱状，所述限位凸起开设有沿自身厚度方向延伸的固定孔，所述固定孔的轴心线和所述限位凸起的轴心线这两者之间具有一定距离。

7.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述转动柄包括固定连接在所述转轴上的外壳，以及固定连接在所述外壳上的固定套，所述中空内腔位于所述固定套上，所述滑槽开设在所述固定套上。

8.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述滑动杆的端部设有滑动轮，所述滚轮的转动中心线和所述转轴的转动中心线平行，所述滑动轮支撑于所述弧形支撑面上。

9.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括角位移传感器，所述角位移传感器位于所述转轴的端部。

10.一种操纵装置，包括壳体、把手、固定连接在所述壳体上的至少一组连接器、设置于所述壳体内部的控制板，所述连接器和所述控制板电连接，其特征在于，所述操纵装置还包括如权利要求1至9任一项所述的运动机构，所述壳体和所述运动机构上的所述支架固定连接，所述运动机构上的所述角位移传感器和所述控制板电连接，所述把手和所述转动柄固定连接。