换挡模拟装置及驾驶模拟器的制作方法

本实用新型涉及驾驶模拟器技术领域，尤其是涉及一种换挡模拟装置及驾驶模拟器。

背景技术：

目前，驾驶模拟器上，换挡模拟装置通常是在一个方盒子上加工多个换挡限位槽，驾驶员通过滑动换挡杆，让换挡杆滑动到不同的换挡限位槽内，以实现换挡。

然而，驾驶员通过滑动的方式将换挡杆置于想要的挡位，这样的操作与实车手动挡的操作手感完全不同，无法满足驾驶模拟器模拟真实车辆的体验感。

此外，当驾驶员不看换挡模拟装置的情况下操作换挡杆时，驾驶员无法快速找到换挡限位槽中的十字路口，且在换挡限位槽中十字路口上的时候很难准确移动换挡杆到想要的挡位。

因此，如何提高驾驶员操作换挡模拟装置时的手感及换挡准确性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的第一个目的是提供一种换挡模拟装置，能够提高驾驶员操作换挡模拟装置时的手感及换挡准确性。

本实用新型的第二个目的是提供一种驾驶模拟器。

为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了如下方案：

一种换挡模拟装置，包括壳体、换挡块、换挡杆及处于压缩状态的滑动组件；

所述换挡杆可转动安装在所述壳体上，且所述滑动组件安装在所述换挡杆的底端；

所述换挡块安装在所述壳体内，所述换挡块上开设有换挡槽，且当转动所述换挡杆时，所述滑动组件能够在所述换挡槽内滑动，

所述换挡槽包括滑道和滑槽，所述滑道的个数至少为3个，且每个滑道的两端开设有容纳所述滑动组件的挡位孔，每个所述挡位孔对应一个挡位，所述滑槽贯穿所有所述滑道，且所述滑道上与所述滑槽连接处开设有凹槽，形成容纳所述滑动组件的停顿位。

在一个具体的实施方案中，所述滑动组件包括连接筒、弹性复位件和滑动件；

所述连接筒与所述换挡杆的底端连接，且所述弹性复位件和所述滑动件均置于所述连接筒内，所述弹性复位件的顶端与所述换挡杆的底端抵接或者连接，所述弹性复位件的底端与所述滑动件抵接或者连接，所述滑动件限位于所述连接筒内，且所述滑动件的底端延伸出所述连接筒。

在另一个具体的实施方案中，所述滑动件呈球状；

所述连接筒为底端开口逐渐变小的筒，且所述滑动件的直径大于所述连接筒的最小直径，所述连接筒与所述换挡杆螺纹连接；

和/或

所述弹性复位件为处于压缩状态的弹簧。

在另一个具体的实施方案中，所述滑道为弧形滑道，且所述弧形滑道的圆心与所述换挡杆的转动圆心重合。

在另一个具体的实施方案中，所述换挡模拟装置还包括挡位检测结构；

所述挡位检测结构置于所述换挡块的下方，用于检测落在所述挡位孔内的滑动组件。

在另一个具体的实施方案中，所述挡位检测结构包括传感器底座和传感器；

所述传感器底座安装在所述换挡块的底端，所述传感器安装在所述传感器底座上，位于所述挡位孔的正下方，且与所述挡位孔一一对应，用于检测所述换挡杆所处挡位，并输出到位信号。

在另一个具体的实施方案中，所述换挡模拟装置还包括十字轴结构；

所述十字轴结构包括十字轴、第一轴座和第二轴座；

所述十字轴的第一轴可转动安装在所述第一轴座上，所述十字轴的第二轴可转动安装在所述第二轴座上，所述第二轴座安装在所述壳体上，所述换挡杆安装在所述第一轴座上。

在另一个具体的实施方案中，所述十字轴结构还包括挡板，

所述挡板分别安装在所述第一轴座及所述第二轴座上，分别用于所述十字轴上两个轴的轴向限位；

所述第一轴座包括两个l型轴座，且两个所述l型轴座连接为矩形框；

所述换挡杆包括上换挡杆和下换挡杆，

所述上换挡杆固定在所述第一轴座的顶端，所述下换挡杆固定在所述第一轴座的底端。

在另一个具体的实施方案中，所述壳体包括底座、壳外壁及上盖；

所述壳外壁固定在所述底座上，所述换挡块位于所述壳外壁内，且安装在所述底座上；

所述上盖盖设在所述壳外壁顶端，且所述上盖上开设有允许所述换挡杆穿过及所述矩形框转动的避让孔；

所述第二轴座安装在所述上盖上。

根据本实用新型的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本实用新型范围内，是本实用新型具体实施方式的一部分。

使用本实用新型提供的换挡模拟装置时，操作换挡杆，将换挡杆底部的滑动组件分别沿着换挡槽到达不同的挡位孔内，以实现不同的挡位的切换。由于在换挡槽的滑道与滑槽相交处开设有凹槽，形成了停顿位，而换挡杆底端的滑动组件处于压缩状态，滑动组件滑动到停顿位时，滑动组件会释放一部分压力，实现在换挡时有停顿感，方便换挡杆准确的找到换挡槽中的十字路口、丁字路口或者l形路口，以便于准确的将换挡杆移动至想要的挡位孔处，提高了换挡准确性。

当滑动组件滑动到挡位孔时，首先，滑动组件会释放一部分压力，实现在换挡时的停顿感，同时，滑动组件滑动到挡位孔时，由于滑动组件处于压缩状态，在移出时需要一定的力，以便于让使用者在换挡时有明显的停顿感，提高了驾驶员操作换挡模拟装置时的手感。

为了实现上述第二个目的，本实用新型提供了如下方案：

一种驾驶模拟器，包括如上述任意一项所述的换挡模拟装置。

由于本实用新型公开的驾驶模拟器包括上述中的换挡模拟装置，因此，换挡模拟装置所具有的有益效果均是本实用新型公开的驾驶模拟器所包含的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的换挡模拟装置的爆炸示意图；

图2为本实用新型提供的换挡块的结构示意图；

图3为本实用新型提供的滑动组件安装在换挡杆上时的主视结构示意图；

图4为图3的剖视结构示意图；

图5为本实用新型提供的换挡模拟装置的局部剖视结构示意图；

图6为本实用新型提供的换挡模拟装置的换挡流程示意图；

图7为本实用新型提供的十字轴结构安装在上盖时的结构示意图；

图8为本实用新型提供的十字轴安装在第二轴座时的结构示意图；

图9为本实用新型提供的十字轴结构安装在壳体上的结构示意图；

图10为本实用新型提供的换挡杆沿着一个方向旋转的示意图；

图11为本实用新型提供的换挡杆沿着另一个方向旋转的示意图；

图12为本实用新型提供的挡位检测结构的结构示意图。

其中，图1-12中：

换挡模拟装置1000、壳体100、换挡块200、换挡杆300、滑动组件400、换挡槽20、滑道21、滑槽22、挡位孔23、停顿位24、连接筒40、弹性复位件41、滑动件42、挡位检测结构500、传感器51、传感器底座50、十字轴60、十字轴结构600、第一轴座61、第二轴座62、挡板63、上换挡杆30、下换挡杆31、底座10、壳外壁11、上盖12。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1-12和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种换挡模拟装置1000，用于驾驶模拟器的换挡。

具体地，换挡模拟装置1000包括壳体100、换挡块200、换挡杆300及处于压缩状态的滑动组件400。

壳体100用于支撑其它部件，起一个支撑的作用，其形状不限，可以为任意形状，例如，圆柱形或者方形等。壳体100可以采用铸造成型，也可以是焊接或者拼接而成等。

换挡杆300可转动安装在壳体100上，且滑动组件400安装在换挡杆300的底端，换挡块200安装在壳体100内，换挡块200上开设有换挡槽20，换挡杆300位于换挡块200的上方，处于压缩状态的滑动组件400挤压换挡槽20。

转动换挡杆300时，滑动组件400能够在换挡槽20内滑动。换挡槽20具体包括滑道21和滑槽22，滑道21的个数至少为3个，且每个滑道21的两端开设有容纳滑动组件400的挡位孔23，每个挡位孔23对应一个挡位，滑槽22贯穿所有滑道21，且滑道21上与滑槽22连接处开设有凹槽，形成容纳滑动组件400的停顿位24。

停顿位24和挡位孔23能够容纳滑动组件400的体积均大于滑道21和滑槽22，以便于滑动组件400位于停顿位24及挡位孔23时能够有停顿感。

使用本实用新型提供的换挡模拟装置1000时，操作换挡杆300，将换挡杆300底部的滑动组件400分别沿着换挡槽20到达不同的挡位孔23内，以实现不同的挡位的切换。由于滑道21上与滑槽22相交处设置有停顿位24，而换挡杆300底端的滑动组件400处于压缩状态，滑动组件400滑动到停顿位24时，滑动组件400会释放一部分压力，实现在换挡时有停顿感，方便换挡杆300准确的找到换挡槽20中的十字路口、丁字路口或者l形路口，以便于准确的将换挡杆300移动至想要的挡位孔23处；当滑动组件400滑动到挡位孔23上时，首先，滑动组件400会释放一部分压力，实现在换挡时的停顿感，同时，滑动组件400滑动到挡位孔23时，由于滑动组件400处于压缩状态，在移出时需要一定的力，以便于让使用者在换挡时有明显的停顿感。综上，本实用新型公开的换挡模拟装置1000提高了驾驶员操作换挡模拟装置1000时的手感及换挡准确性。

在一些实施例中，如图3-图4所示，滑动组件400包括连接筒40、弹性复位件41和滑动件42，连接筒40与换挡杆300的底端连接，且弹性复位件41和滑动件42均置于连接筒40内，弹性复位件41的顶端与换挡杆300的底端抵接或者连接，弹性复位件41的底端与滑动件42抵接或者连接，滑动件42限位于连接筒40内，且滑动件42的底端延伸出连接筒40，以便于在换挡槽20内滑移。需要说明的是，换挡槽20的内壁及滑动件42的外表面光滑，以便于滑动件42在换挡槽20内滑动顺畅。

为了便于调节弹性复位件41的压力，连接筒40与换挡杆300螺纹连接，拧动连接筒40，实现对弹性复位件41的压缩或者放松。

具体地，滑动件42呈球状，需要说明的是，滑动件42不限于为球状结构，也可以是其它形状的结构，例如，矩形块，或者，顶端结构不限，底面为弧形面或者球面等。可以理解地，当滑动件42的底端不为弧形时，停顿位24及挡位孔23的内壁周向设置有用于导向到换挡槽20的导向弧面，便于滑动件42的顺利滑入及滑出。

滑动件42为钢珠，连接筒40为底端开口逐渐变小的筒，即连接筒40的底端为锥形筒，连接筒40位于锥形筒上方的形状结构不限，可以为等径圆形筒、阶梯圆形筒等，还可以是方形筒等。为了便于加工制造，连接筒40为底端为锥形筒，底端上方为等径圆形筒的结构。连接筒40还可以是整体呈方形，且在连接筒40的底端开口处设置限位凸起，限位凸起限位滑动件42。

为了避免连接筒40生锈，且保证连接筒40的刚度，连接筒40为钢筒。滑动件42的直径大于连接筒40的最小直径，以便于钢珠的一部分能够露出连接筒40，进而与换挡槽20滑动配合。需要说明的是，连接筒40的结构不限于为上述结构，也可以是方筒或者其它形状的筒等。

连接筒40与换挡杆300螺纹连接，弹性复位件41为处于压缩状态的弹簧。弹性复位件41的结构不限，也可以是弹性橡胶柱等。

其中，将钢珠放置在连接筒40内部，让钢珠可以露出一部分，再将弹簧放置在连接筒40内部且在钢珠上方，连接筒40与换挡杆300的底端通过内螺纹连接，这样可以保证弹簧在连接筒40内部挤压钢珠，当钢珠在换挡槽20的滑道21上时，钢珠会挤压弹簧，当钢珠在挡位孔23上时，首先，钢珠会释放弹簧的压力，实现在换挡时的停顿感，同时，钢珠从挡位孔23移出时，由于弹簧的挤压作用需要一定的力，以便于让使用者在换挡时有明显的停顿感，提高了使用者的手感。

进一步地，本实用新型公开了滑道21为弧形滑道21，且弧形滑道21的圆心与换挡杆300的转动圆心重合，以保证钢珠在滑道21不同的位置受力均匀。

在一些实施例中，换挡模拟装置1000还包括挡位检测结构500，挡位检测结构500置于换挡块200的下方，用于检测滑动到挡位孔23内的滑动组件400。滑动组件400位于哪个挡位孔23，则表示处于该挡位。

进一步地，挡位检测结构500包括传感器底座50和传感器51，如图5所示，壳体100底端开设有通孔，传感器底座1050穿过该通孔安装在换挡块200的底端，为了便于传感器底座50与换挡块200的拆装，传感器底座50与换挡块200通过螺栓连接。

传感器51安装在传感器底座50上，具体地，传感器底座50上开设有螺纹孔，螺纹孔的个数与挡位孔23的个数相同，传感器51安装在螺纹孔内，螺纹孔与挡位孔23同轴设置。传感器51位于挡位孔23的正下方，且与挡位孔23一一对应，用于检测换挡杆300所处挡位，并输出到位信号。具体地，传感器51与驾驶模拟器的测试系统信号连接。

如下图6所示为换挡模拟装置1000的工作原理图，以挡位包括8个前进挡和1个倒挡为例，传感器51的个数为9个。通过操作换挡杆300，将换挡杆300底部的钢珠球分别置于不同的挡位孔23内，当钢珠球进入到挡位孔23之后，传感器51就会检测到钢珠的到来，并响应输出电压信号，将电压信号输出至测试系统，测试系统会配置与挡位一一对应的采集通道，这样就可以通过测试系统的采集通道判断电压信号来自于哪个挡位孔23，从而知道换挡模拟装置1000的挡位状态。

在一些实施例中，换挡模拟装置1000还包括十字轴结构600，十字轴结构600包括十字轴60、第一轴座61和第二轴座62，如图7-图9所示。

十字轴60的第一轴可转动安装在第一轴座61上，十字轴60的第二轴可转动安装在第二轴座62上，第二轴座62安装在壳体100上，换挡杆300安装在第一轴座61上。

进一步地，第一轴座61包括两个l型轴座，且两个l型轴座连接为矩形框，具体地，两个l型轴座通过螺钉可拆卸连接。需要说明的是，第一轴座61的结构形式不限，也可以是一体成型的圆筒等其它结构。

具体地，第二轴座62包括2个弧形板，且弧形板通过螺钉等可拆卸安装在壳体100上。需要说明的是，第二轴座62的结构不限于为弧形板，也可以为矩形板等。

为了避免十字轴60的两个轴从第一轴座61或者第二轴座62上滑脱，十字轴结构600还包括挡板63，挡板63分别安装在第一轴座61及第二轴座62上，分别用于十字轴60上两个轴的轴向限位。具体地，挡板63分别通过螺钉等可拆卸安装在第一轴座61和第二轴座62远离十字轴60轴心的那面上。

进一步地，本实用新型公开了换挡杆300包括上换挡杆30和下换挡杆31，上换挡杆30固定在第一轴座61的顶端，下换挡杆31固定在第一轴座61的底端。具体地，在第一轴座61的顶端和底端分别开设螺纹孔，上换挡杆30和下换挡杆31分别通过螺纹孔螺纹连接在第一轴座61的顶端和底端。

为了便于操作上换挡杆30和下换挡杆31，本实用新型公开了上换挡杆30、十字轴60、下换挡杆31及钢珠同轴设置。换挡杆300的转动如图10-图11所示。

在一些实施例中，壳体100包括底座10、壳外壁11及上盖12，其中，壳外壁11呈圆筒状，壳外壁11固定在底座10上，具体地，壳外壁11与底座10通过螺钉等可拆卸连接。换挡块200位于壳外壁11内，且安装在底座10上，具体地，换挡块200与底座10通过螺钉等可拆卸连接，如图12所示。

上盖12盖设在壳外壁11顶端，且上盖12上开设有允许换挡杆300穿过及矩形框转动的避让孔，以实现换挡杆300的转动，进而实现不同挡位的切换。

第二轴座62安装在上盖12上，具体地，第二轴座62通过螺钉等可拆卸连接在上盖12上。

本实用新型还提供了一种驾驶模拟器，包含上述任意一项实施例中的换挡模拟装置1000。

由于本实用新型提供的驾驶模拟器包括上述任意一项实施例中的换挡模拟装置1000，因此，换挡模拟装置1000所具有的有益效果均是本实用新型公开的驾驶模拟器所包含的。

需要说明的是，本文中表示方位的词，例如，上下等均是以图1的方向进行的设定，仅为了描述的方便，不具有其它特定含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。