一种安装在具有指纹识别功能方向盘上的换挡元件的制作方法

本实用新型属于汽车制动控制技术领域，具体涉及一种安装在具有指纹识别功能方向盘上的换挡元件。

背景技术：

随着汽车技术的不断发展，自动挡作为傻瓜式的换挡方式，备受驾驶人员的青睐，自动挡在进一步方便驾驶的同时，更是减轻了驾驶员的驾驶强度，使得开车越来越变得是一种享受的事情。

目前较为常用的自动挡换挡方式是操作挡杆，使得汽车处于“P”、“R”、“N”、“D”、“L”、“S”、“M”、“OD”中的任一档位，这种换挡方式还是类似与传统的换挡方式，需要驾驶员一只手离开方向盘，去调换挡位，这种换挡方式依然没有最大程度的降低驾驶员的驾驶强度；为了时使得自动换挡的操作更加方便快捷，陆续出现了设置在方向盘上的按键式换挡以及拨片换挡，这些换挡方式虽然简化了换挡操作，但是之恩给你进行简单的加减档的操作，并不能实现“P”、“R”、“N”、“D”、“L”、“S”、“M”、“OD”挡位的切换。

而自动挡的汽车，只需要“P”、“R”、“N”、“D”、“S”、“M”挡就可以满足一般驾驶的需要，因此只需配置一种设置在方向盘上的自动换挡装置来针对这5种挡位的切换，来进一步优化自动换挡，简化换挡程序。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种操作方便、安全可靠、结构合理、自动化的安装在具有指纹识别功能方向盘上的换挡元件。

本实用新型的技术方案如下：

一种安装在具有指纹识别功能方向盘上的换挡元件，包括方向盘、变速箱以及汽车控制器；

所述方向盘上设置有转动式换挡组件，所述转动式换挡组件包括指纹解锁装置以及换挡装置；

所述指纹解锁装置包括指纹中央处理器、指纹识别传感器以及电磁锁，所述指纹中央处理器连接有指纹控制电路以及指纹存储器，所述电磁锁包括永磁体以及电磁体；

所述换挡装置包括固定在方向盘上的第一内杆、第二内杆、套环以及转动装置；

所述第一内杆设置有第一穿线孔，第一内杆的下侧面设置有导轨，所述导轨的右端设置有第一按键开关；

所述套环的内侧壁的左端开设有与所述导轨相配合的第一凹槽，套环的内侧壁的右端开设有第二凹槽，指纹识别传感器设置在套环的上侧面；

所述转动装置包括拨动套环、拨动柱、摆杆、左侧板以及右侧板；

所述拨动套环的下侧面设置有与所述第二凹槽相适应的拨动块，所述拨动块的左端设置有第二按键开关，拨动套环的上内侧壁设置有第一齿；

所述拨动柱设置有左凹槽以及右凹槽，所述左凹槽的内侧壁上对称的设置有第一插孔以及第二插孔，左凹槽的上侧壁开设有通孔，所述右凹槽内设置有复位弹簧，所述复位弹簧的两个端头固定在拨动柱上；

所述摆杆的上端设置有棘爪，所述棘爪的上侧面设置有与所述第一齿相啮合的第二齿，棘爪通过转轴固定在拨动柱的内壁内，摆杆的下端设置有摆锤，所述摆锤的左端设置有与所述第一插孔相适应的第一插头，摆锤的右端设置有与所述第二插孔相适应的第二插头；

所述左侧板设置在第一内杆与拨动柱之间，左侧板设置有第二穿线孔，所述右侧板设置在第二内杆与拨动柱之间；

所述汽车控制器通过信号总线连接有语音模块以及显示模块。

进一步，所述指纹中央处理器与指纹识别传感器通过信号总线相连，所述指纹控制电路通过控制总线与指纹中央处理器以及电磁体相连。

进一步，所述永磁体安装在第一内杆的上侧壁内，所述电磁体安装在套环的内侧壁内。

进一步，所述第一内杆的右侧面设置有第一凸块，所述左侧板的右侧面设置有第一凸起，所述第一凸起设置有与所述第一凸块相适应的第一插槽，所述拨动柱的左端面设置有与所述第一凸起相适应的第一孔。

进一步：所述第一凸块、第一凸起以及第一孔的数量均至少为4个。

进一步，所述第二内杆的左侧面设置有第二凸块，所述右侧板的左侧面设置有第二凸起，所述第二凸起设置有与所述第二凸块相适应的第二插槽，所述拨动柱的右端面设置有与所述第二凸起相适应的第二孔。

进一步，所述第二凸块、第二凸起以及第二孔的数量均至少为4个。

进一步，所述摆锤设置在左凹槽内。

进一步，所述汽车控制器通过控制总线与变速箱相连，汽车控制器通过信号总线与指纹中央处理器、第一按键开关、第二按键开关、第一插孔、第一插头、第二插孔以及第二插孔头相连。

所述的安装在具有指纹识别功能方向盘上的换挡元件，其使用方法是：

1)、手指触摸指纹识别传感器，电磁体产生与永磁体相同极性的电磁，指纹解锁装置解锁；

2)、向右拉动套环，汽车处于N挡；

3)、完成步骤2)，套环处于最右侧，顺时针转动套环，汽车切换至R挡；

4)、完成步骤2)，套环处于最右侧，逆时针转动套环，汽车切换至D挡；

5)、完成步骤2)，套环处于最右侧，连续逆时针转动套环2次，汽车切换至S挡；

6)、需要将D挡切换至M挡时，指纹解锁装置解锁后，向右拉动套环后，继续向右拉动套环，套环按下第二按键开关，即切换至M挡；

7)、需要切换至P挡时，指纹解锁装置解锁后，向左推动套环，套环按下第一按键开关，即切换至P挡。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、将换挡元件安装在方向盘上便于驾驶员操作的位置，方便驾驶人员换挡操作，降低驾驶人员的驾驶强度；

2、利用指纹解锁技术，对换挡元件进行安全锁定和解锁，提高驾驶的安全性，避免驾驶员在驾驶时误操作换挡；

3、采用转动式的换挡方式，驾驶员对换挡元件解锁后，只需要用两根手指捏住套环进行转动，套环驱动拨动套环，通过齿驱动的方式，使得摆杆摆动，通过插头插入插孔接通信号回路，将机械运动转换成电信号，反馈至汽车控制器，通过汽车控制器控制变速箱来实现挡位的切换，从根本上简化挡位的切换；

4、采用按键开关作为换挡方式，合理的利用按键开关在只有外力作用下才进入切换状态，外力解除后，由于按键开关中弹簧的作用，按键开关恢复到初始位置，而挡位已经切换至“P”挡或者“M”挡位。

总之，本实用新型具有操作方便、安全可靠、结构合理、自动化的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中转动式换挡组件的结构示意图。

图3为本实用新型中转动式换挡组件锁定时A-A剖面图。

图4为本实用新型中转动式换挡组件换挡时A-A剖面图。

图5为本实用新型中换挡装置的结构示意图。

图6为本实用新型中换挡装置的拆分示意图。

图7为本实用新型中转动装置B-B剖面图。

图8为本实用新型中转动装置右视图。

图9为本实用新型的控制框图。

图中：1、方向盘，2、变速箱，3、汽车控制器，4、转动式换挡组件，5、指纹解锁装置，51、指纹中央处理器，52、指纹识别传感器，53、电磁锁，531、永磁体，532、电磁体， 54、指纹控制电路，55、指纹存储器，6、换挡装置，61、第一内杆，611、第一穿线孔，612、导轨，613、第一按键开关，614、第一凸块，62、第二内杆，621、第二凸块，63、套环，631、第一凹槽，632、第二凹槽，64、转动装置，641、拨动套环，6411、拨动块，6412、第一齿,6413、第二按键开关，642、拨动柱，6421、左凹槽，6422、右凹槽，6423、第一插孔，6424、第二插孔，6425、通孔，6426、复位弹簧，6427、第一孔，6428、第二孔，643、摆杆，6431、棘爪，6432、第二齿，6433、摆锤，6434、第一插头，6435、第二插头，644、左侧板，6441、第二穿线孔，6442、第一凸起，6443、第一插槽，645、右侧板，6451、第二凸起，6452、第二插槽，7、语音模块，8、显示模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至9所示，一种安装在具有指纹识别功能方向盘上的换挡元件，包括方向盘1、变速箱2以及汽车控制器3，所述方向盘1上设置有转动式换挡组件4，所述转动式换挡组件 4包括指纹解锁装置5以及换挡装置6,汽车控制器接收转换时换挡组件4的切换挡信号，并向变速箱2发送切换指令，从而实现汽车的自动切换挡；所述指纹解锁装置5包括指纹中央处理器51、指纹识别传感器52以及电磁锁53，所述指纹中央处理器51连接有指纹控制电路 54以及指纹存储器55，所述电磁锁53包括永磁体531以及电磁体532，从而指纹解锁装置5 识别车主指纹后，对转动式换挡组件4进行解锁，提高驾驶的安全性；所述换挡装置6包括固定在方向盘1上的第一内杆61、第二内杆62、套环63以及转动装置64；所述第一内杆61 设置有第一穿线孔611，第一穿线孔611用于穿设转换式换挡组件4与汽车控制器3之间的连接线，第一内杆61的下侧面设置有导轨612，所述导轨612的右端设置有第一按键开关613，第一按键开关613实现“P”挡的切换；所述套环63的内侧壁的左端开设有与所述导轨612 相配合的第一凹槽631，从而实现套环63沿着第一内杆61的轴线方向滑动，并且对套环63 进行周向限位，套环63的内侧壁的右端开设有第二凹槽632，指纹识别传感器52设置在套环63的上侧面；所述转动装置64包括拨动套环641、拨动柱642、摆杆643、左侧板644以及右侧板645；所述拨动套环641的下侧面设置有与所述第二凹槽632相适应的拨动块6411，所述拨动块6411的左端设置有第二按键开关6413，第二按键开关6413实现“M”挡的切换，拨动块6411嵌入第二凹槽632内时，通过转动套环63就可以驱动拨动套环641周向旋转，拨动套环641的上内侧壁设置有第一齿6412；所述拨动柱642设置有左凹槽6421以及右凹槽6422，所述左凹槽6421的内侧壁上对称的设置有第一插孔6423以及第二插孔6424，左凹槽6421的上侧壁开设有通孔6425，所述右凹槽6421内设置有复位弹簧6426，所述复位弹簧 6426的两个端头固定在拨动柱642上，从而实现每转动一次拨动套环641后，拨动套环641 可以自动复位；所述摆杆643的上端设置有棘爪6431，所述棘爪6431的上侧面设置有与所述第一齿6412相啮合的第二齿6432，棘爪6431通过转轴固定在拨动柱642的内壁内，从而在拨动套环641转动的过程中，棘爪6431以转轴为圆心进行转动，进而使得摆杆643在竖直面内摆动，摆杆643的下端设置有摆锤6433，所述摆锤6433的左端设置有与所述第一插孔 6423相适应的第一插头6434，摆锤6433的右端设置有与所述第二插孔6424相适应的第二插头6435，在摆杆643摆动的过程中，第一插头6434插入第一插孔6423内，或者第二插头6435 插入第二插孔6424内；所述左侧板644设置在第一内杆61与拨动柱642之间，左侧板644 设置有第二穿线孔6441，所述右侧板645设置在第二内杆62与拨动柱642之间；所述汽车控制器3通过信号总线连接有语音模块7以及显示模块8。

本实施例中，所述指纹中央处理器51与指纹识别传感器52通过信号总线相连，指纹中央处理器51可以接收指纹识别传感器52的指纹识别信号，所述指纹控制电路54通过控制总线与指纹中央处理器51以及电磁体532相连，指纹中央处理器51想指纹控制电路54发送指令，对电磁体532进行充断电；所述永磁体531安装在第一内杆61的上侧壁内，所述电磁体 532安装在套环63的内侧壁内；所述第一内杆61的右侧面设置有第一凸块614，所述左侧板 644的右侧面设置有第一凸起6442，所述第一凸起6442设置有与所述第一凸块614相适应的第一插槽6443，所述拨动柱642的左端面设置有与所述第一凸起6442相适应的第一孔6427，所述第一凸块614、第一凸起6442以及第一孔6427的数量均至少为4个，所述第二内杆62 的左侧面设置有第二凸块621，所述右侧板645的左侧面设置有第二凸起6451，所述第二凸起6451设置有与所述第二凸块621相适应的第二插槽6452，所述拨动柱642的右端面设置有与所述第二凸起6451相适应的第二孔6428，所述第二凸块621、第二凸起6451以及第二孔6428的数量均至少为4个，从而实现将转动装置64固定在第一内杆61与第二内杆62之间；所述摆锤6433设置在左凹槽6421内；所述汽车控制器3通过控制总线与变速箱2相连，汽车控制器3通过信号总线与指纹中央处理器51、第一按键开关613、第二按键开关6413、第一插孔6423、第一插头6434、第二插孔6424以及第二插孔头6434相连，从而实现将换挡装置6的机械运动转换成电路信号，实现自动切换挡；为了方便驾驶人员的切换挡位的操作，汽车控制器3还连接有语音模块7和显示模块8，其中语音模块7用于切换档位时的语音提示，而显示模块8为具有灯光显示的字母标记，即汽车切换至哪一个挡位时，对应挡位的字母标记发光。

所述的安装在具有指纹识别功能方向盘上的换挡元件的方法是：

1)、手指触摸指纹识别传感器52，电磁体532产生与永磁体531相同极性的电磁，指纹解锁装置5解锁；

2)、向右拉动套环63，汽车处于N挡；

3)、完成步骤2，套环63处于最右侧，顺时针转动套环63，汽车切换至R挡；

4)、完成步骤2，套环63处于最右侧，逆时针转动套环63，汽车切换至D挡；

5)、完成步骤2，套环63处于最右侧，连续逆时针转动套环63,2次，汽车切换至S挡；

6)、需要将D挡切换至M挡时，指纹解锁装置(5)解锁后，向右拉动套环(63)后，继续向右拉动套环(63)，套环(63)按下第二按键开关(6413)，即切换至M挡；

7)、需要切换至P挡时，指纹解锁装置(5)解锁后，向左推动套环(63)，套环(63) 按下第一按键开关(613)，即切换至P挡。

本实用新型的工作原理如下：

解锁，驾驶员用手指触摸指纹识别传感器52，并将识别信息发送至指纹中央处理器51，指纹中央处理器51根据指纹存储器55内存储的指纹信息识别是否为车主，如果是车主，指纹中央处理器51向指纹控制电路54发送指令，指纹控制电路54向电磁体532通电，通电后的电磁体532与永磁体531具有相同的极性，从而实现解锁；

切换挡，解锁后，驾驶员向右拉动套环63，拉动的过程中，导轨612逐渐脱离第一凹槽 632，同时拨动套环641上的拨动块6411逐渐嵌入第二凹槽632内，当套环63拉动至最右侧时，汽车进入N挡，转动套环63后，进行切换其它挡位；

切换至R挡，当顺时针转动套环63时，拨动套环641随着套环63顺时针转动，在第一齿6412和第二齿6432相啮合的作用下，棘爪6431以转轴为圆心顺时针转动，从而摆杆643 以转轴为圆心向左摆动，进而摆锤6433向左摆动，最终第一插头6434插入第一插孔6423内，汽车控制器3接收到第一插头6434与第一插孔6423接通的信号，向变速箱2发送指令，汽车进入R挡；

切换至D/S挡，当逆时针针转动套环63时，拨动套环641随着套环63逆时针转动，在第一齿6412和第二齿6432相啮合的作用下，棘爪6431以转轴为圆心逆时针转动，从而摆杆 643以转轴为圆心向右摆动，进而摆锤6433向右摆动，最终第二插头6435插入第二插孔6424 内，汽车控制器3接收到第二插头6435与第二插孔6424接通的信号，向变速箱2发送指令，汽车进入D挡；当驾驶员连续逆时针转动2次套环63时，汽车进入S挡；当汽车处于D挡位时，逆时针转动1次套环63，即从D挡切换至S挡；

切换至P挡时，通过指纹解锁装置5解锁后，向左推动套环63，套环63按下第一按键开关613，汽车控制器3接收到第一按键开关613开启的信号，向变速箱2发送指令，汽车进入P挡，解除P挡时，通过指纹解锁装置5解锁，向右拉动套环63即切换至N挡；

切换至M挡时，通过指纹解锁装置5解锁后，向右拉动套环63，套环63抵触第二按钮开关6413，继续拉动套环63的过程中，套环63按下第二按键开关6413，汽车控制器3接收到第二按键开关6413开启的信号，向变速箱2发送指令，汽车进入P当；

挡位切换结束后，松开套环63，在复位弹簧6426的作用下，拨动套环641复位，进而驱动套环63复位，套环63复位后，推动套环63至最左侧时，永磁体531吸附失去磁性的电磁体532，对套环63进行固定。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。