旋钮式汽车触摸换挡装置的制作方法

本实用新型涉及一种旋钮式汽车触摸换挡装置。

背景技术：

汽车换挡开关作为汽车上最常用的开关之一，使用频率高，现有技术中用户一般通过操作汽车换挡开关以对应进行汽车的换挡操作，因此，为了满足人们对汽车驾驶舒适性的要求，对汽车换挡开关的操作便利性提出了更高的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种旋钮式汽车触摸换挡装置。

为实现以上目的，通过以下技术方案实现：

一种旋钮式汽车触摸换挡装置，包括壳体以及换挡旋钮部，所述壳体内设有升降机构，所述换挡旋钮部安装于所述升降机构上进而自动伸缩于所述壳体的表面，所述换挡旋钮部上设有触摸显示屏。

优选地，所述壳体内设有基层控制板，所述换挡旋钮部设有旋钮控制板，所述旋钮控制板随所述换挡旋钮部一同升降，所述基层控制板与所述旋钮控制板电连接。

优选地，所述壳体包括可拆分的上壳体、中壳体以及下壳体，所述基层控制板设于所述中壳体内，所述升降机构设于所述下壳体及中壳体内，所述换挡旋钮部设于上壳体内。

优选地，所述升降机构包括升降电机、转轴以及支柱，所述升降电机与所述转轴设于所述下壳体内且相互传动连接，所述支柱安装于所述转轴上并穿过所述基层控制板，通过所述转轴带动所述支柱升降，所述换挡旋钮部安装于所述支柱上。

优选地，所述支柱同轴套设于所述转轴外，所述支柱的底部穿设有支撑件，所述支撑件的两端分别沿所述支柱的径向穿出所述支柱并延伸卡设于所述下壳体，所述支撑件上开设有螺纹孔，所述螺纹孔沿所述支柱的轴向设置，所述转轴的外壁具有外螺纹，进而所述支撑件通过所述螺纹孔螺接于所述转轴上。

优选地，所述支撑件的中部呈套筒状或环状进而形成所述螺纹孔并由所述螺纹孔分别向两侧一体延伸出支撑臂。

优选地，所述下壳体的内壁对应所述支撑件的两端分别设有适配的导向槽，所述导向槽平行于所述转轴的轴向开设，所述支撑件的两端活动卡设于所述导向槽内。

优选地，所述下壳体内设有升降位置感应单元，所述支撑件向外延伸的一端为感应端且间隔对应于所述升降位置感应单元，所述升降位置感应单元与所述基层控制板电连接，所述支柱的升降位移通过所述升降位置感应单元传送至所述基层控制板。

优选地，所述升降位置感应单元包括感应板以及设于所述感应板上的第一霍尔传感器，所述感应板通过连接线与所述基层控制板电连接，所述支撑件的所述感应端设有磁铁，通过所述第一霍尔传感器感应所述感应端的磁场强弱进而识别所述支撑件的升降位移，所述感应板安装于对应所述感应端的所述导向槽内。

优选地，对应所述感应端的所述导向槽的截面呈凸字型进而包括前槽及后槽，所述感应端活动夹持于所述前槽，所述感应板插设于所述后槽。

优选地，所述中壳体内设有换挡调节机构，所述换挡旋钮部包括旋钮外壳，所述旋钮外壳连接于所述换挡调节机构以进行旋转换挡。

优选地，所述换挡调节机构包括换挡轮盘以及角度感应单元，所述换挡轮盘可相对转动地套设于所述支柱上，所述旋钮外壳连接于所述换挡轮盘，所述角度感应单元连接于所述换挡轮盘并随所述换挡轮盘同步转动，通过所述角度感应单元感应所述换挡轮盘的旋转角度所对应的挡位并将该挡位信息经由所述基层控制板传输至所述换挡旋钮部。

优选地，所述角度感应单元包括转动支架以及第二霍尔传感器，所述换挡轮盘设有传动齿，所述转动支架活动设于所述中壳体内并与所述换挡轮盘相互啮合连接，所述转动支架上设有磁铁，所述第二霍尔传感器对应设于所述转动支架的上方并与所述基层控制板相连，通过所述第二霍尔传感器感应所述转动支架上磁场变化进而识别所述换挡轮盘的转动角度。

优选地，所述旋钮外壳上设有调节伸杆，所述换挡旋钮部包括旋钮底座，所述旋钮控制板安装于所述旋钮底座上，所述旋钮外壳安装于所述旋钮控制板上，所述调节伸杆穿过所述旋钮控制板、所述旋钮底座以及所述基层控制板并卡接于所述换挡轮盘的上表面。

优选地，所述旋钮控制板、所述旋钮底座以及所述基层控制板上分别开设有供所述调节伸杆穿过的行程限位槽。

优选地，所述换挡轮盘通过导向套筒活动套设于所述支柱上，所述旋钮底座的底部设有连接卡槽，所述支柱的顶端设有连接凸块，所述连接凸块的四周设有径向凸齿，所述连接卡槽的内壁设有径向凹齿，所述连接凸块的所述径向凸齿适配卡设于所述连接卡槽的所述径向凹齿。

优选地，所述触摸显示屏通过粘结的方式安装于所述换挡旋钮部上。

优选地，所述旋钮控制板上设有线路机壳，所述触摸显示屏设于所述线路机壳的顶端，所述触摸显示屏上设有多个常规可换挡位，所述常规可换挡位通过可明亮的内部管线与所述旋钮控制板电连接，所述旋钮外壳套设于所述线路机壳外。

优选地，所述线路机壳的底部四周卡设有导光板，所述旋钮底座具有包覆于所述导光板外的外壁，所述旋钮底座的外壁通过螺栓与所述线路机壳连接。

优选地，所述换挡调节机构与所述中壳体之间设有初始挡稳定结构。

优选地，所述换挡轮盘的径向两侧分别设有导向孔，所述导向孔内设有可伸缩的凸头，所述中壳体的内部设有多挡位卡棱，所述多挡位卡棱具有多个连续的斜棱面，每两个相邻的所述斜棱面相交形成的一个凹段对应一个挡位，所述多挡位卡棱对应围绕所述换挡轮盘的外缘，所述凸头弹性抵接于所述多挡位卡棱的所述凹段以形成所述初始挡稳定结构，所述多挡位卡棱的两端分别为换挡的极限回复位置。

优选地，所述凸头通过弹簧设于所述导向孔内，所述多挡位卡棱具有两节且相对设置，一节所述多挡位卡棱与一个所述弹性凸头相互抵接，每节所述多挡位卡棱呈多棱状。

本实用新型旋钮式汽车触摸换挡装置的有益效果包括：

1)换挡旋钮部通过升降机构实现自动升降，具体地，换挡旋钮部安装于支柱上，而支柱则通过支撑件与转轴之间的螺纹配合实现升降，当转轴正转，支撑件由于被下壳体卡住而使得自身和支柱都不能轴转，进而，在转轴的持续转动下，支撑件只能相对地随螺纹升降，在实际操作时，只需控制升降电机启闭即可将整个换挡旋钮部自动伸缩于壳体的顶面；

2)壳体内上下两层位置分别具有可分离升降的两块控制板/电路板(基层控制板和旋钮控制板)，区别于现有一块总电路板的设置，避免一块电路板上的功能集成性过多，万一某一块损坏，另一块电路板的功能仍可适用，实现有针对性地分别更换；

3)在支柱升降的过程中，在下壳体中还设有升降位置感应单元，通过(位移)霍尔传感器感应支撑件上所设磁铁的磁场强度，进而识别支柱(即整个换挡旋钮部)的升降位置并将位置信号传给基层控制板；

4)下壳体中对应支撑件的磁铁位置设有一体成型的导向槽，该导向槽并非单一槽型，而是具备前槽和后槽，前槽用于限制支撑件轴转进而只能沿轴向升降，而后槽则用于插设固定安装有霍尔传感器的感应板，如此设置，即解决了支撑件的限位导向问题，又解决了感应板的安装问题，且同时，又能保证支撑件的感应端随时都能与感应板相互紧挨且正对；

5)对于具体的调节挡位的结构设置，是直接将旋钮外壳与换挡轮盘相互连接，并将换挡轮盘与角度感应单元相互啮合，当调节换挡时，钮动旋钮外壳的转动角度可直接被(角度)霍尔传感器感应到角度感应单元中的磁场变化，进而精准显示出所调到的挡位；

6)通过从旋钮外壳上一体延伸出的调节伸杆转动换挡轮盘，该机械连接结构简洁直观，调节伸杆在实现连接调节功能的同时，还能一定程度地压住换挡轮盘，使得换挡轮盘在转动时保持平稳，避免上下浮动；在设置调节伸杆的基础上，进一步地，就可通过在旋钮控制板、旋钮底座以及基层控制板上开设行程限位槽以方便限制旋钮的转动行程；

7)旋钮底座与支柱之间通过径向的卡齿配合能进一步限制支柱及整个换挡旋钮部轴转；

8)换挡旋钮部的设有触摸显示屏以方便触摸和显示各个档位，换挡旋钮部的四周还具有一圈呈环状显示的导光板，整个换挡旋钮部集合诸多功能于一体且美观明亮；

9)通过中壳体上的多挡位卡棱配合换挡轮盘上的具有弹性的凸头，使得换挡时调到每个挡位时，都能有一个换挡的触感，当凸头调到卡棱的某一端极限位置时，会由控制端(系统)控制将挡位自动回复到初始挡，从而实现初始挡稳定结构。

附图说明

图1为本实用新型旋钮式汽车触摸换挡装置的整体外形结构示意图。

图2为对应图1中隐去外壳后的第一视角立体结构示意图。

图3为对应图2的第二视角立体结构示意图。

图4为对应图3的第三视角立体结构示意图。

图5为对应图2或图3或图4中支柱分别与支撑件及转轴的结构配合关系示意图。

图6为对应图2或图3或图4中支撑件与感应板的结构配合关系示意图。

图7为对应图5状态下转轴以及支撑件安装在下壳体上的结构配合关系示意图。

图8为本实用新型旋钮式汽车触摸换挡装置中旋钮外壳、换挡轮盘以及角度感应单元安装在中壳体上的结构配合关系示意图。

图9为对应图7中转动支架及磁铁的立体结构示意图。

图10为对应图2或图3或图4中旋钮底座的立体结构示意图。

图11为对应图2或图3或图4中支柱与换挡轮盘的结构配合关系示意图。

图12为对应图11中换挡轮盘的立体结构示意图。

图13为对应图8状态下隐去旋钮外壳、换挡轮盘以及角度感应单元的俯视结构示意图。

图14为对应图2或图3或图4中换挡旋钮部隐去旋钮外壳及旋钮底座的立体结构示意图。

图15为对应图14状态下隐去线路机壳的立体结构示意图。

图16为本实用新型旋钮式汽车触摸换挡装置中触摸显示屏的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：

如图1至图4所示，一种旋钮式汽车触摸换挡装置，包括壳体1以及换挡旋钮部2，所述壳体1内设有升降机构3，所述换挡旋钮部2安装于所述升降机构3上进而自动伸缩于所述壳体1的表面。在需要使用时，整个换挡旋钮部2自动伸出(即图1所示状态)；在不需要使用时，所述换挡旋钮部2的顶端下降至与上壳体10顶端平齐的位置。

如图1中，所述壳体1包括可拆分的上壳体10、中壳体12以及下壳体14，所述升降机构3设于所述下壳体14及所述中壳体12内，所述换挡旋钮部2设于所述上壳体10内。

结合图2至图4所示，所述中壳体12内设有基层控制板16，所述换挡旋钮部2设有旋钮控制板20，所述旋钮控制板20随所述换挡旋钮部2一同升降，所述基层控制板16与所述旋钮控制板20电连接。(对于旋钮控制板20的具体位置待后续介绍)

首先，着重介绍本申请如何实现自动升降：

如图2至图4所示，具体地，所述升降机构3包括升降电机30、转轴32以及空心的支柱34，升降电机30与转轴32设于所述下壳体14内，所述升降电机30与所述转轴32通过齿轮37配合皮带39相互传动连接，所述支柱34安装于所述转轴32上并穿过所述基层控制板16，通过所述转轴32带动所述支柱34升降，所述换挡旋钮部2安装于该支柱34上。

如图5所示，所述支柱34同轴套设于所述转轴32外，所述支柱34的底部穿设有支撑件36，所述支撑件36的两端分别沿所述支柱34的径向穿出所述支柱34并延伸卡设于所述下壳体14，所述支撑件36上开设有螺纹孔38，所述螺纹孔38沿所述支柱34的轴向设置，所述转轴32的外壁具有外螺纹，进而所述支撑件36通过所述螺纹孔38螺接于所述转轴32上。

如图5和6所示，较为优选地，所述支撑件36的中部呈套筒状或环状进而形成螺纹孔38并由螺纹孔38分别向两侧一体延伸出支撑臂。支撑件36向外延伸的一端为感应端360。

如图7所示，所述下壳体14的内壁对应所述支撑件36的两端分别设有适配的导向槽18，所述导向槽18平行于所述转轴32的轴向开设，进而，所述支撑件36的两端活动卡设于所述导向槽18内。位于图7中左侧的导向槽18为竖夹板槽。

为得到实时的升降位置信息，如图2和图3所示，所述下壳体14内设有升降位置感应单元4，所述支撑件36向外延伸的一端间隔对应于所述升降位置感应单元4，所述升降位置感应单元4与所述基层控制板16电连接，所述支柱34的升降位移通过所述升降位置感应单元4传送至所述基层控制板16。

具体地，结合图5至图7所示，所述升降位置感应单元4包括感应板40以及设于所述感应板40上的第一霍尔传感器42，所述感应板40通过连接线44与所述基层控制板16电连接，所述支撑件36的所述感应端360呈竖槽状且设有磁铁362，通过所述第一霍尔传感器42感应所述感应端360的磁场强弱进而识别所述支撑件36的升降位移，所述感应板40安装于对应所述感应端360的所述导向槽18内。

为确保磁感应时刻相互对应，如图7中，对应所述感应端360的所述导向槽18的截面呈凸字型进而包括前槽180及后槽182，所述感应端360活动夹持于所述前槽180，所述感应板40插设于所述后槽182。

而后，再介绍本申请如何实现换挡：

如图8所示，所述中壳体12内设有换挡调节机构5，该换挡旋钮部2包括旋钮外壳22，该旋钮外壳22连接于换挡调节机构5，在实际操作时，转动旋钮外壳22即可进行换挡。

结合图4和图8所示，所述换挡调节机构5包括换挡轮盘50以及角度感应单元，所述换挡轮盘50设于中壳体12内的中部位置且可相对转动地套设于所述支柱34上，所述旋钮外壳22连接于所述换挡轮盘50，所述角度感应单元连接于所述换挡轮盘50并随所述换挡轮盘50同步转动，通过所述角度感应单元感应所述换挡轮盘50的旋转角度所对应的挡位并将该挡位信息经由所述基层控制板16传输至所述换挡旋钮部2。

如图9所示，所述角度感应单元包括转动支架52以及第二霍尔传感器，所述换挡轮盘50设有传动齿，所述转动支架52可转动设于所述中壳体12内并与所述换挡轮盘50相互啮合连接，所述转动支架52上设有磁铁520，所述第二霍尔传感器安装在所述基层控制板16上并对应设于所述转动支架52其磁铁520的正上方，通过所述第二霍尔传感器感应所述转动支架52上磁场变化进而识别所述换挡轮盘50的转动角度。

结合图4、图8和图10所示，所述旋钮外壳22上一体固设有调节伸杆220，所述换挡旋钮部2包括旋钮底座24，所述旋钮控制板20安装于所述旋钮底座24上，所述旋钮外壳22安装于所述旋钮控制板20上，所述调节伸杆220穿过所述旋钮控制板20、所述旋钮底座24以及所述基层控制板16并卡接于所述换挡轮盘50上表面的凹槽内。

较为优选地，所述旋钮控制板20、所述旋钮底座24以及所述基层控制板16上分别开设有供所述调节伸杆220穿过的行程限位槽222。所示旋钮外壳22的外壁上具有粗糙纹路224以增加手接触的摩擦力。

在介绍完上述两个主要的功能性结构后，本申请还有以下几方面辅助的功能性结构：

进一步地，如图11所示，由于所述换挡轮盘50通过导向套筒54活动套设于所述支柱34上，而为了使调节转动换挡轮盘50时，保证支柱34不会被带动，本申请还设有转动防呆结构。结合图10和图11所示，所述旋钮底座24的底部设有连接卡槽240，所述支柱34的顶端设有连接凸块340，所述连接凸块340的四周设有径向凸齿，所述连接卡槽240的内壁设有径向凹齿，所述连接凸块340的径向凸齿适配卡设于所述连接卡槽240的径向凹齿。

另一方面，所述换挡调节机构5与所述中壳体12之间设有初始挡稳定结构。

具体地，结合图11至图13所示，所述换挡轮盘50的径向两侧分别设有导向孔56，所述导向孔56内设有可伸缩的凸头58，所述中壳体12的内部设有多挡位卡棱19，所述多挡位卡棱19的一个凹段对应一个挡位，所述多挡位卡棱19对应围绕所述换挡轮盘50的安装位置，所述凸头58弹性抵接于所述多挡位卡棱19的所述凹段以形成所述初始挡稳定结构。

较为优选地，如图13中，所述凸头58通过弹簧51设于所述导向孔56内，所述多挡位卡棱19具有两节且相对设置，一节所述多挡位卡棱19与一个所述弹性凸头58相互抵接，每节多挡位卡棱19呈多棱状。中壳体12的底部设有供转动支架52插设的安装套筒17。

细看图13，所述多挡位卡棱19的两端分别为换挡的极限回复位置，即，当所述凸头58调到卡棱19的某一端时，会由控制端(系统)控制并配合凸头58的回弹力作用下将已换的挡位自动回复到初始挡。在实际操作时，比如，初始挡位为N挡，转动一下到R挡，转动两下到一个最顶点的极限位置而回到初始挡位。其中，回挡过程中所经过的挡位会被控制端忽略直至回到初始档位，进而通过该初始挡稳定结构实现自动回到初始挡位的稳定功能。

而换挡旋钮部2上还具有其他功能性结构，主要是换挡旋钮部2上设有触摸显示屏25。

具体地，结合图2、图14至图16所示，所述旋钮底座24的四周具有外壁，所述旋钮控制板20安装于所述旋钮底座24的内部，所述旋钮控制板20上设有线路机壳26，旋钮外壳22套设于线路机壳26外，所述线路机壳26的顶端设有安装面板28，所述触摸显示屏25通过粘结胶贴附在安装面板28上，所述触摸显示屏25上设有多个常规可换挡位(P/R/N/D)，所述常规可换挡位通过可控制明亮的内部管线29与所述旋钮控制板20电连接，通过触摸显示屏25触摸和显示各个挡位。所述线路机壳26的底部四周卡设有导光板27，所述旋钮底座24的外壁包覆于所述导光板27外，进而所述导光板27的顶面呈环形显示于所述上壳体的顶面，所述旋钮底座24的外壁通过螺栓21与所述线路机壳26连接。

本实用新型所提供的旋钮式汽车触摸换挡装置，其结构设计精巧整密直观，能同时实现多挡位旋钮调节、初始挡位稳定回复和换挡旋钮自动升降。

本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型的保护范围内。