CN218718724U - 怀挡式电子换挡操纵器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种怀挡式电子换挡操纵器，其包括壳体、怀挡手柄、操纵杆、摇臂、滚轮组件、感应磁铁、主PCBA；壳体内腔设有前后挡齿槽；摇臂一端分别通过中心线垂直的销轴和摇臂转轴与操纵杆和壳体铰接，另一端面向操纵杆的一侧设有上下挡齿槽；滚轮组件包括设置在摇臂背向操纵杆的一侧的第一滚轮和设置在摇臂和操纵杆之间的第二滚轮；感应磁铁固定在操纵杆前端；主PCBA固定在壳体下部，设有磁感应器。本实用新型前后换挡和上下换挡互不干涉，且通过调整前后和上下换挡的齿形槽可满足换挡的单稳态和多稳态的功能需求，核心运动零件更少、结构更简单可靠，并能保证换挡位置感应精确识别及位置感应的重复精度；整个操纵器结构简单、运行可靠、制造简单。

Description

怀挡式电子换挡操纵器

技术领域

本实用新型属于汽车电子电控技术领域，涉及一种怀挡式电子换挡操纵器。

背景技术

现今汽车装备电子换挡操纵器已经成为主流，电子换挡操纵器的操纵方式有多种，比如挡杆式、旋钮式、拨钮式、怀挡式、按键式等操纵方式。

怀挡式电子换挡操纵器本体往往需要满足扳动怀挡手柄进行前推、后拉和上抬、下压操作，依此实现左侧操纵杆3的转向和远光、近光灯和右侧缓速挡位或R、N、D挡换挡功能以及手动加、减挡等功能。常规怀挡式电子换挡操纵器本体滚轮设置在前后档止槽和上下档止槽内，换档本体Y、X方向占用空间较大，特别是前后方向操纵的滚轮组件常规设计是沿操纵杆3长度方向布置，此结构很占用摇臂和操纵杆3的左侧空间，影响怀挡手柄操纵的可靠性和稳定性。

第20213180583 .5号怀挡式换挡器以及具有怀挡式换挡器的车辆的专利中提出了一种球形万向转轴的旋转中心结构，通过共用一组子弹头组件和挡位槽配合实现前后和上下换挡，只能应用在单稳态换挡结构中。

因此，对于现有怀挡式电子换挡操纵器需要进一步优化，以提升操纵性能。

发明内容

本实用新型为了解决上述现有技术存在的不足，而提出一种可满足换挡的单稳态和多稳态的功能需求的能够实现怀挡手柄前推、后拉、上抬、下压换挡挡位的精确感应以使可靠性和稳定性提升的怀挡式电子换挡操纵器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

上述的怀挡式电子换挡操纵器，包括壳体、怀挡手柄、操纵杆、感应磁铁、主PCBA；所述操纵杆一端与所述怀挡手柄连接，另一端与收容于所述壳体的摇臂铰接；所述操纵器还包括两组滚轮或子弹头组件；所述两组滚轮或子弹头组件的中心线或其跳动方向相互垂直，分别设置在所述摇臂和壳体之间与所述摇臂和所述操纵杆之间；所述感应磁铁固定在所述操纵杆前端；所述主PCBA固定在所述壳体下部，设有与所述感应磁铁直接感应的磁感应器。

所述的怀挡式电子换挡操纵器，其中：所述壳体内腔设有前后挡齿槽；所述摇臂收容于所述壳体内，一端分别通过中心线垂直的销轴和摇臂转轴与所述的操纵杆铰接，另一端面向所述操纵杆的一侧设有上下挡齿槽；所述滚轮或子弹头组件包括第一滚轮或子弹头、第二滚轮或子弹头；所述第一滚轮或子弹头设置在所述摇臂背向所述操纵杆的一侧，沿Z向布设与所述摇臂转轴平行，一端抵在所述前后挡齿槽上；所述第二滚轮或子弹头设置在所述摇臂和所述操纵杆之间，一端抵在所述上下挡齿槽上，另一端通过弹簧压接在所述操纵杆的前端。

所述的怀挡式电子换挡操纵器，其中：所述摇臂为中空结构以收容所述操纵杆前部；所述摇臂背向所述操纵杆的一侧凸设有沿Z向布设的安装孔；所述安装孔为一端开口的中空结构；所述第一滚轮或子弹头与所述安装孔相匹配，装设在所述安装孔内，一端抵在所述前后挡齿槽上，另一端通过弹簧压接在所述安装孔的底面。

所述的怀挡式电子换挡操纵器，其中：所述壳体一端设有开口，包括上壳体、下壳体；所述的上壳体和下壳体配合构成一个容置空间。

所述的怀挡式电子换挡操纵器，其中：所述上壳体为由四侧壁和壳顶部构成的方形槽结构，一侧壁自外缘向着壳顶部方向凹陷后继续向着外侧延伸形成第一装配凹槽；所述下壳体与所述上壳体相匹配，亦由四侧壁和壳底部构成的方形槽结构，与所述上壳体相匹配的侧壁自外缘向着壳底部方向凹陷后继续向着外侧延伸形成第二装配凹槽； 所述前后挡齿槽设在所述上壳体的内腔下侧。

所述的怀挡式电子换挡操纵器，其中：所述第一装配凹槽和第二装配凹槽的底部相匹配设有转轴装配孔；所述摇臂的一端具有方形孔；所述摇臂转轴凸设在所述方形孔相对的两外壁，与所述的上壳体和下壳体的转轴装配孔相匹配，通过该转轴装配孔装配限位，前后扳动所述怀挡手柄带动所述的操纵杆和摇臂绕摇所述臂转轴前后转动；所述销轴穿设在所述方形孔的另外相对两外壁上的销孔。

所述的怀挡式电子换挡操纵器，其中：所述主PCBA固定在所述下壳体上。

有益效果：

本怀挡式电子换挡操纵器旋转中心采用组合十字轴结构，前后换挡和上下换挡互不干涉，且通过调整前后和上下换挡的齿形槽可满足换挡的单稳态和多稳态的功能需求；前后操作换挡滚轮在Z方向运动方向与操纵杆3呈90°设置，节省了换档本体Y、X方向空间，降低了怀挡手柄上下操纵的杠杆比进而改善了怀挡手柄上下操纵结构中滚轮、弹簧及其齿槽受力工况，提升了可靠性和稳定性；精简感应磁铁与磁感应器的关联结构，核心运动零件更少、结构更简单可靠，并能保证换挡位置感应精确识别及位置感应的重复精度；整个操纵器结构简单、运行可靠、制造简单。

附图说明

图1为本实用新型怀挡式电子换挡操纵器的爆炸图；

图2为本实用新型怀挡式电子换挡操纵器的剖视图；

图3为本实用新型怀挡式电子换挡操纵器的摇臂结构示意图；

图4为本实用新型怀挡式电子换挡操纵器的摇臂装配示意图；

图5为本实用新型怀挡式电子换挡操纵器的滚轮组件示意图；

图6为本实用新型怀挡式电子换挡操纵器的子弹头组件示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型的怀挡式电子换挡操纵器，包括壳体1、怀挡手柄、操纵杆3、摇臂26、滚轮组件22、感应磁铁23、主PCBA24。

壳体1一端设有开口，包括上壳体11、下壳体12，上壳体11和下壳体12配合构成一个容置空间；

本实施例中，上壳体11为由四侧壁和壳顶部构成的方形槽结构，一侧壁自外缘向着壳顶部方向凹陷后继续向着外侧延伸形成第一装配凹槽；第一装配凹槽底部设有转轴装配孔；上壳体11的内腔下侧设有前后挡齿槽13；

下壳体12与上壳体11相匹配，亦由四侧壁和壳底部构成的方形槽结构，与上壳体11相匹配的侧壁自外缘向着壳底部方向凹陷后继续向着外侧延伸形成第二装配凹槽；第二装配凹槽底部相匹配设有转轴装配孔。

怀挡手柄2上设置有拨扭和按键，前端与操纵杆3装配连接。

操纵杆3一端与怀挡手柄2固定连接形成一体，另一端伸进摇臂4与摇臂4铰接。

摇臂4收容于壳体内，由上壳体11和下壳体12装配限位，与操纵杆3的另一端装配连接，为中空结构，用于收容操纵杆3前部；如图3、图4所示，摇臂4的一端具有方形孔41，另一端的挡板42在面向操纵杆3的一侧与操纵杆3顶端相对应的位置设有上下挡齿槽43，挡板42的背向操纵杆3的一侧凸设有沿Z向布设的安装孔44；安装孔44为一端开口的中空结构；方形孔41相对的两外壁凸设有摇臂转轴45，另外相对两外壁设有销孔46，通过穿设该销孔46的销轴47与操纵杆3铰接；摇臂转轴45与安装孔44平行，沿Z向布设，与上壳体11和下壳体12的转轴装配孔相匹配，通过该转轴装配孔装配限位，前后扳动怀挡手柄2带动操纵杆3和摇臂4绕摇臂转轴45前后转动；摇臂转轴45与销轴47的中心线相互垂直，由此，摇臂转轴45和销轴46构成了十字轴结构的旋转中心，前后换挡和上下换挡互不干涉。

滚轮组件5包括第一滚轮51、第二滚轮52；第一滚轮51与摇臂安装孔44相匹配，沿Z方向布置装配在安装孔44内，一端通过弹簧压接在安装孔44的另一端，另一端抵在上壳体12内腔下侧的前后挡齿槽13上，在Z方向运动方向与操纵杆3呈90°设置；第二滚轮52设置在摇臂4和操纵杆3之间，一端抵在摇臂4的上下挡齿槽41上，另一端通过弹簧压接在操纵杆3的前端；滚轮组件5如图5所示，也可以是如图6所示的子弹头组件，即第一滚轮51和第二滚轮52中可以采用一组子弹头组件，也可以同时采用两组子弹头组件。

感应磁铁6固定在操纵杆3前端，可随操纵杆3绕销轴44上下运动和绕摇臂转轴43前后运动。

主PCBA 7固定在下壳体12上，设有与感应磁铁6直接感应的磁感应器71，以识别当前挡位磁场信息并输出给主PCBA 7；当感应磁铁6随操纵杆3上下运动或前后摆动，主PCBA7上的磁感应器71识别当前挡位磁场信息并输出给主PCBA7。

其中壳体1、怀挡手柄2组件，提供换挡、感应结构支撑、固定、限位功能，根据磁场信号提供空间位置信号及信号的传输处理；

操纵杆3、摇臂4、滚轮组件5、感应磁铁6、主PCBA 7，提供换挡轨迹、换挡操纵力值和磁场变化，跟随换挡轨迹提供磁场变化。

本实用新型的怀挡式电子换挡操纵器原理说明：

操纵杆3安装固定感应磁铁6，一端与怀挡手柄2固定一体，另一端伸入摇臂4内后被销轴46限位固定并装配有第二滚轮52,第二滚轮52抵在摇臂4内侧的上下挡齿槽43上，此时上下扳动怀挡手柄2带动操纵杆3绕销轴46上下转动，第二滚轮52与摇臂4上的上下挡齿槽43配合提供力值位移，感应磁铁6随操纵杆3上下运动，主PCBA7固定在下壳体12上，其上的磁感应器位于感应磁铁6下方，磁感应器识别当前挡位磁场信息并输出给主PCBA7；

摇臂4被装配限位在上壳体11和下壳体12内，摇臂4后端Z方向装配有第一滚轮51,第一滚轮51抵在上壳体11内腔下侧的前后挡齿槽13上，前后扳动怀挡手柄2带动操纵杆3和摇臂4绕摇臂转轴45前后转动，第一滚轮51与前后挡齿槽13配合提供力值位移，感应磁铁6随操纵杆3前后摆动，主PCBA7上的磁感应器识别当前挡位磁场信息并输出给主PCBA。

本实用新型的怀挡式电子换挡操纵器具有以下优点：

1、旋转中心采用十字轴结构，前后换挡和上下换挡互不干涉，且通过调整前后和上下换挡的齿形槽可满足换挡的单稳态和多稳态的功能需求；

2、第一滚轮51在摇臂4内沿Z方向布置，在Z方向运动方向与操纵杆3呈90°设置，节省了换挡本体Y、X方向空间，节省了摇臂4左侧空间，使操纵杆3和第二滚轮52能在摇臂4内向左侧加长延伸，降低了怀挡手柄2上下操纵的杠杆比进而优化了怀挡手柄2上下操纵结构中滚轮、弹簧及其齿槽受力工况；

3、感应磁铁6被固定在操纵杆3上，只能随操纵杆3绕销轴44上下运动和绕摇臂转轴43前后运动，操纵杆3摆动在各个挡位位置过程中，磁铁跟随操纵杆3同步运动，每次在各个挡位位置都能精确重复，磁感应器识别出较精确的唯一值；采用以换挡动作为中心的磁铁-磁感应器直接感应模式，感应磁铁直接设置在操纵杆上，磁铁与操纵杆直接同步运动，无转接结构，磁铁与霍尔的感应更直接、精确，无转接结构带来的偏差，结构也更精简、体积更小、成本更优，实现怀挡手柄前推、后拉、上抬、下压换挡挡位的精确感应，省去了感应磁铁以磁感应器为中心的转接结构。结构简单、制造方便、感应更精准、可靠。

Claims (7)

1.一种怀挡式电子换挡操纵器，包括壳体、怀挡手柄、操纵杆、感应磁铁、主PCBA；所述操纵杆一端与所述怀挡手柄连接，另一端与收容于所述壳体的摇臂铰接；其特征在于：所述操纵器还包括两组滚轮或子弹头组件；

所述两组滚轮或子弹头组件的中心线或其跳动方向相互垂直，分别设置在所述摇臂和壳体之间与所述摇臂和所述操纵杆之间；

所述感应磁铁固定在所述操纵杆前端；

所述主PCBA固定在所述壳体下部，设有与所述感应磁铁直接感应的磁感应器。

2.如权利要求1所述的怀挡式电子换挡操纵器，其特征在于：所述壳体内腔设有前后挡齿槽；

所述摇臂收容于所述壳体内，一端分别通过中心线垂直的销轴和摇臂转轴与所述的操纵杆和壳体铰接，另一端面向所述操纵杆的一侧设有上下挡齿槽；

所述滚轮或子弹头组件包括第一滚轮或子弹头、第二滚轮或子弹头；所述第一滚轮或子弹头设置在所述摇臂背向所述操纵杆的一侧，沿Z向布设与所述摇臂转轴平行，一端抵在所述前后挡齿槽上；所述第二滚轮或子弹头设置在所述摇臂和所述操纵杆之间，一端抵在所述上下挡齿槽上，另一端通过弹簧压接在所述操纵杆的前端。

3.如权利要求2所述的怀挡式电子换挡操纵器，其特征在于：所述摇臂为中空结构以收容所述操纵杆前部；所述摇臂背向所述操纵杆的一侧凸设有沿Z向布设的安装孔；所述安装孔为一端开口的中空结构；

所述第一滚轮或子弹头与所述安装孔相匹配，装设在所述安装孔内，一端抵在所述前后挡齿槽上，另一端通过弹簧压接在所述安装孔的底面。

4.如权利要求2所述的怀挡式电子换挡操纵器，其特征在于：所述壳体一端设有开口，包括上壳体、下壳体；所述的上壳体和下壳体配合构成一个容置空间。

5.如权利要求4所述的怀挡式电子换挡操纵器，其特征在于：所述上壳体为由四侧壁和壳顶部构成的方形槽结构，一侧壁自外缘向着壳顶部方向凹陷后继续向着外侧延伸形成第一装配凹槽；

所述下壳体与所述上壳体相匹配，亦由四侧壁和壳底部构成的方形槽结构，与所述上壳体相匹配的侧壁自外缘向着壳底部方向凹陷后继续向着外侧延伸形成第二装配凹槽；

所述前后挡齿槽设在所述上壳体的内腔下侧。

6.如权利要求5所述的怀挡式电子换挡操纵器，其特征在于：所述第一装配凹槽和第二装配凹槽的底部相匹配设有转轴装配孔；

所述摇臂的一端具有方形孔；

所述摇臂转轴凸设在所述方形孔相对的两外壁，与所述的上壳体和下壳体的转轴装配孔相匹配，通过该转轴装配孔装配限位，前后扳动所述怀挡手柄带动所述的操纵杆和摇臂绕摇所述臂转轴前后转动；

所述销轴穿设在所述方形孔的另外相对两外壁上的销孔。

7.如权利要求4所述的怀挡式电子换挡操纵器，其特征在于：所述主PCBA固定在所述下壳体上。

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