换挡操纵机构和车辆的制作方法

1.本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种换挡操纵机构和车辆。


背景技术：

2.用于车辆的变速器的传统换挡操纵机构通常包括换挡杆，换挡杆可以在换挡方向上移位(从闲置位置向前和向后，换挡方向通常平行于车辆的纵向方向)并且可以在选择方向上在两个或多个换挡通道位置之间移位(换挡方向平行于车辆的横向方向)。为了能够感知换挡杆的换挡方向获取用户的换挡意图，传统换挡操纵机构通常设置有跟随换挡杆运动的动作感应机构，现有的动作感应机构需要的零件较多，配合件多，并且动作感应机构运动时所需的空间比较大，占用过多的车内空间，不能够适用于具有较小尺寸的中央通道(用于安装换挡操纵机构)的车辆。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种换挡操纵机构和车辆，该换挡操纵机构体积小，能够减少占用的车内的空间。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种换挡操纵机构和车辆，该换挡操纵机构包括换挡杆、底座、摆动支架和动作感应件，所述换挡杆绕车辆的x方向和绕车辆的y方向可转动地设置于所述底座，所述动作感应件用于感知所述换挡杆的换挡方向且固定于所述摆动支架，所述摆动支架绕车辆的x方向和绕车辆的y方向可转动地设置于所述底座，所述换挡杆与所述摆动支架传动连接以驱动所述摆动支架相对于所述底座转动。
5.可选地，所述换挡操作机构还包括旋转壳体，所述旋转壳体绕所述车辆的x方向可转动地设置于所述底座，所述摆动支架绕车辆的y方向可转动地设置于所述旋转壳体，且所述摆动支架与所述旋转壳体配合以使所述摆动支架能够借助于所述旋转壳体实现绕车辆的x方向的转动。
6.可选地，所述旋转壳体上设置有沿所述车辆的x方向延伸的转轴，所述换挡杆绕车辆的y方向转动时，所述摆动支架绕横向轴线转动，所述转轴的中心轴线和所述横向轴线相交于所述动作感应件。
7.可选地，所述旋转壳体上设置有第一滑槽，所述第一滑槽包括沿所述车辆的y方向相对设置的第一挡壁和第二挡壁以及连接于所述第一挡壁和所述第二挡壁之间的滑壁，所述摆动支架的第一端设置有第一配合部，所述第一配合部包括相互背对设置的第一端面和第二端面以及连接于第一端面和第二端面之间的第一弧形滑动面，所述第一配合部插入所述第一滑槽中，且所述第一端面与所述第一挡壁配合，所述第二端面与所述第二挡壁配合，所述第一弧形滑动面与所述滑壁配合。
8.可选地，所述旋转壳体还设置有第二滑槽，所述第二滑槽的底部设置有弧形支撑面，所述摆动支架的所述第一端还设置有第二配合部，所述第二配合部沿y方向凸出于所述第一配合部，所述第二配合部具有第二弧形滑动面，所述第二弧形滑动面与所述弧形支撑
面配合。
9.可选地，所述第二滑槽的侧壁上还设置有倒扣部，所述倒扣部与所述弧形支撑面相对设置，所述第二配合部卡持于所述倒扣部与所述弧形支撑面之间。
10.可选地，所述摆动支架的第二端设置有卡接部，所述卡接部的外周为球形表面，所述换挡杆设置有沿所述换挡杆长度方向延伸的传动槽，所述传动槽的内壁包括与所述球形表面配合的球形内壁，所述卡接部可滑动地且可转动地设置于所述传动槽中，以在换挡时，所述换挡杆通过所述传动槽带动所述卡接部运动。
11.可选地，所述摆动支架的第一端设置有容置槽，所述容置槽的开口处设置有卡扣部，所述动作感应件设置于所述容置槽中并通过所述卡扣部卡持于所述容置槽内。
12.可选地，所述动作感应件和所述容置槽中，其中一者设置有凹槽，另一者设置有凸起，所述凹槽与所述凸起配合以防止所述动作感应件相对于所述容置槽转动。
13.可选地，所述旋转壳体上设置有沿所述车辆的x方向延伸的转轴，所述底座设置有转轴支撑架，所述转轴可转动插入所述转轴支撑架上的转轴孔中。
14.根据本公开的另一方面，还提供了一种车辆，该车辆包括上述的换挡操纵机构。
15.通过上述技术方案，当换挡杆在换挡时，换挡杆绕车辆的x方向转动或绕车辆的y方向转动，并相应地带动摆动支架相对于底座绕车辆的x方向或绕车辆的y方向转动，从而通过摆动支架的转动带动固定在摆动支架上的动作感应件转动，通过动作感应件的角度变化来感知用户的换挡意图。由于仅通过设置一个摆动支架和一个动作感应件就能够感知用户的在各个换挡方向上的换挡意图，从而能够有效地减少用于对摆动支架支撑固定或传动的零件的数量，使得整体结构更加简化，质量更轻，方便装配，缩小了换挡操纵机构的安装空间，减少了其占用的车内空间，有助于实现换挡操纵机构的小型化设计。
16.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
18.图1是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的结构分解示意图；
19.图2是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的结构分解示意图，其中未示出底座；
20.图3是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的正视示意图，其中未示出底座；
21.图4是沿图3中a-a线的剖视示意图；
22.图5是图4中i处的局部放大示意图；
23.图6是沿图3中b-b线的剖视示意图；
24.图7是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的摆动支架的侧视示意图；
25.图8是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的旋转壳体的立体结构示意图；
26.图9是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的旋转壳体的正视示意图；
27.图10是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的旋转壳体的俯视示意图；
28.图11是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的动作感应件的立体结构示意图；
29.图12是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的摆动支架和换挡杆配合的示意图，其中仅示出了部分的换挡杆；
30.图13是本公开一种实施方式的换挡操纵机构的底座的结构示意图，其中为示出底座的内部结构拆卸了底座侧板。
31.附图标记说明
32.100-换挡操纵机构；10-换挡杆；11-传动槽；20-底座；21-底座上盖20；22-底座侧盖20；23-转轴支撑架；24-档位信号板；30-动作感应件；31-凹槽；40-摆动支架；41-第一配合部；411-第一端面；412-第二端面；413-第一弧形滑动面；42-第二配合部；421-第二弧形滑动面；43-卡接部；44-容置槽；441-凸起；45-卡扣部；50-旋转壳体；51-第一滑槽；511-第一挡壁；512-第二挡壁；513-滑壁；52-第二滑槽；521-弧形支撑面；53-倒扣部；54-转轴；60-运动转换机构；90-横向轴线。
具体实施方式
33.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
34.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常指的是在换挡操纵机构100安装于车辆状态下的“上、下”，与车辆正常行驶时的“上、下”的方向一致，具体可参考图4中的z向。车辆的x方向指的是车辆的长度方向，车辆的y方向指的是车辆的宽度方向，具体可参考图1和图4中的x方向和y方向。“内、外”是指相关零部件轮廓的内、外。此外，本公开实施例中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。
35.在本公开中，将换挡杆10绕车辆的x方向转动时的换挡操作简称为换挡杆10横向换挡，将换挡杆10绕车辆的y方向转动时的换挡操作简称为换挡杆10纵向换挡。车辆的x方向简称为x方向，车辆的y方向简称为y方向。
36.为了简化换挡操纵机构100的结构，缩小其占用的空间，在本公开中提供了一种换挡操纵机构100及具有该换挡操纵机构100的车辆。如图1-13所示，该换挡操纵机构100包括换挡杆10、底座20、摆动支架40和动作感应件30。换挡杆10绕车辆的x方向和绕车辆的y方向可转动地设置于底座20。动作感应件30用于感知换挡杆10的换挡方向且固定于摆动支架40，因此，摆动支架40在转动时会带动动作感应件30转动。摆动支架40绕车辆的x方向和绕车辆的y方向可转动地设置于底座20，换挡杆10与摆动支架40传动连接以在换挡时驱动摆动支架40相对于底座20转动。
37.通过本公开中的上述技术方案，当换挡杆10在换挡时，换挡杆10绕车辆的x方向转动或绕车辆的y方向转动，并相应地带动摆动支架40相对于底座20绕车辆的x方向或绕车辆的y方向转动，从而通过摆动支架40的转动带动固定在摆动支架40上的动作感应件30转动，通过动作感应件30的角度变化来感知用户的换挡意图。由于仅通过设置一个摆动支架40和一个动作感应件30就能够感知用户的在各个换挡方向上的换挡意图，从而能够有效地减少用于对摆动支架40支撑固定或传动的零件的数量，使得整体结构更加简化，质量更轻，方便装配，缩小了换挡操纵机构100的安装空间，减少了其占用的车内空间，有助于实现换挡操纵机构100的小型化设计。
38.在常规技术中，换挡操纵机构100通常包括第一支架、第二支架、第一磁铁和第二磁铁，第一支架设置有第一磁铁，第二支架上设置有第二磁铁，通过磁铁感知换挡杆10的转
动方向。第一支架和第二支架分别与换挡杆10传动连接，当换挡杆10绕x方向转动时，带动第一支架和第一磁铁绕x方向转动，当换挡杆10绕y方向转动时，带动第二支架和第二磁铁绕y方向转动，以此来感知用户的换挡意图。在该方案中，由于设置有两个支架和两个磁铁，相应地，也需要更多的用于支撑固定该两个支架的零部件以及更多的支架与换挡杆10之间传动的零部件，零部件数量较多，结构复杂，需要的安装空间和运动空间也较大。
39.在本公开中对采用何种动作感应件30不作限制，能够感知摆动支架40的转动方向的器件或传感器均可，例如可以是角运动检测装置-陀螺仪，或其他检测角度的传感器。可选地，在本公开的一种实施方式中，动作感应件30可以是磁体，相对应地，底座20上设置有围绕磁体的周围布置的档位信号板24，档位信号板24用于感知磁铁的动作，并将该信号传递至处理器，从而得到用户的换挡意图。
40.在本公开中对于如何实现摆动支架40既能够绕x方向转动又能够绕y方向转动不作限制，可根据需要设置，如图1-6所示，换挡操作机构还包括旋转壳体50，旋转壳体50绕车辆的x方向可转动地设置于底座20，摆动支架40绕车辆的y方向可转动地设置于旋转壳体50，且摆动支架40与旋转壳体50配合以使摆动支架40能够借助于旋转壳体50实现绕车辆的x方向的转动。
41.可选地，底座20包括底座20本体、底座上盖20和底座侧盖20。底座20本体具有容纳腔，旋转壳体50可转动地设置于容纳腔内。底座上盖20和底座侧盖20盖合于容纳腔的开口上。档位信号板24设置于容纳腔内。换挡杆10的转动轴支撑于容纳腔以外的壳体上。
42.当换挡杆10在纵向换挡时，由于摆动支架40绕车辆的y方向可转动地设置于旋转壳体50，换挡杆10带动摆动支架40相对于旋转壳体50绕y方向转动，此时，旋转壳体50相对于底座20静止；当换挡杆10在横向换挡时，由于摆动支架40和旋转壳体50的配合，摆动支架40借助于旋转壳体50实现绕车辆的x方向的转动，此时，摆动支架40和旋转壳体50相对于底座20共同绕车辆的x方向转动。因此，通过设置旋转壳体50，通过旋转壳体50与摆动支架40的配合，实现了摆动支架40相对于底座20既能够绕x方向转动又能够绕y方向转动。
43.在其他实施方式中，旋转壳体50绕y方向可转动地设置于底座20，摆动支架40绕x方向可转动地设置于旋转壳体50，当换挡杆10纵向换挡时，摆动支架40连同旋转壳体50相对于底座20绕y方向转动，当换挡杆10横向换挡时，摆动支架40相对于旋转壳体50绕x方向转动。
44.在其他实施方式中，可以在底座20和摆动支架40之间设置万向联轴节，摆动支架40通过万向联轴节与底座20连接。
45.在本公开中对动作感应件30的具体设置位置不作限制，只要固定在摆动支架40上，且能够被检测到其动作的变化即可，在一种实施方式，如图1所示，旋转壳体50上设置有沿车辆的x方向延伸的转轴54，换挡杆10绕车辆的y方向转动时，摆动支架40绕横向轴线90转动，转轴54的中心轴线和横向轴线90相交于动作感应件30。
46.由于转轴54的中心轴线和横向轴线90相交于动作感应件30上，换言之，从而使得在横向换挡和纵向换挡时动作感应件30都处于转动中心处，因此，动作感应件30几乎仅进行不同方向(绕x方向或绕y方向)的转动，运动范围较小，动作感应件30所需的活动空间也较小，从而有助于缩小底座20的体积。另一方面，当动作感应件30为磁铁时，需要在磁铁的周围布置用于感应磁铁的动作的档位信号板24，磁铁的活动空间减小，从而有助于缩小布
置的档位信号板24的检测空间的大小。此外，便于将磁铁布置于检测空间的中心处，由于磁铁始终处于检测中心处转动，从而有助于提高检测精度。
47.在本公开中摆动支架40和旋转壳体50可按照任何合适的形式配合以实现摆动支架40绕x方向或绕y方向的转动，本公开对此不作限制。可选地，在一种实施方式中，如图4-10所示，旋转壳体50上设置有第一滑槽51，第一滑槽51包括沿车辆的y方向相对设置的第一挡壁511和第二挡壁512以及连接于第一挡壁511和第二挡壁512之间的滑壁513。摆动支架40的第一端设置有第一配合部41，第一配合部41包括相互背对设置的第一端面411和第二端面412以及连接于第一端面411和第二端面412之间的第一弧形滑动面413。第一配合部41插入第一滑槽51中，且第一端面411与第一挡壁511配合，第二端面412与第二挡壁512配合，第一弧形滑动面413与滑壁513配合。可选地，第一弧形滑动面413与滑壁513间隙配合，第一端面411与第一挡壁511间隙配合和/或第二端面412与第二挡壁512间隙配合。
48.当换挡杆10纵向换挡时，第一配合部41在第一滑槽51中绕横向轴线90转动，第一弧形滑动面413在滑壁513上滑动，通过挡壁和端面的配合能够限制第一配合部41沿y方向上的窜动，通过第一弧形滑动面413与滑壁513的配合能够限制第一配合部41沿x方向的窜动，从而能够保证第一配合部41能够在第一滑槽51中绕横向轴线90平稳地转动，从而带动位于其中的动作感应件30平稳的转动，有助于获取到换挡杆10的准确的换挡动作。
49.在本公开的一种实施方式中，如图4-10所示，旋转壳体50还设置有第二滑槽52。如图5和图9所示，第二滑槽52的底部设置有弧形支撑面521。如图7所示，摆动支架40的第一端还设置有第二配合部42，第二配合部42沿y方向凸出于第一配合部41，第二配合部42具有第二弧形滑动面421，第二弧形滑动面421与弧形支撑面521配合。
50.通过第二弧形滑动面421支撑于弧形支撑面521上，能够限制摆动支架40相对于旋转壳体50向下的位移，而且，通过第二弧形滑动面421与弧形支撑面521配合，当换挡杆10纵向换挡时，第二弧形滑动面421与弧形支撑面521上滑动，通过弧形支撑面521对第二配合部42绕y方向的转动进行导向，有助于摆动支架40的转动更加平稳，从而带动位于其中的动作感应件30平稳的转动，有助于获取到换挡杆10的准确的换挡动作。
51.可选地，摆动支架40还包括连杆，连杆的一端设置有该第一配合部41和第二配合部42，第一配合部41和第二配合部42均大致呈圆盘型结构，圆盘型结构沿径向凸出于连杆设置，第二配合部42的直径小于第一配合部41的直径，二者共同构造成阶梯结构。
52.可选地，旋转壳体50上设置的第一滑槽51为通槽，通过第二滑槽52上的弧形支撑面521来支撑摆动支架40的转动。这样可减轻旋转壳体50的重量，也不容易出现过度限位的情况。
53.在本公开的一种实施方式中，如图8-10所示，第二滑槽52的侧壁上还设置有倒扣部53，倒扣部53与弧形支撑面521相对设置，第二配合部42卡持于倒扣部53与弧形支撑面521之间。
54.倒扣部53为具有一定弹性的塑料件，倒扣部53朝向弧形支撑面521向下倾斜。在安装时，将摆动支架40与旋转壳体50装配时，第二配合部42可卡入倒扣部53与弧形支撑面521之间，从而可通过倒扣部53与弧形支撑面521将第二配合部42卡持于倒扣部53与弧形支撑面521之间，从而防止摆动支架40在转动时相对于旋转壳体50出现窜动，也能够防止摆动支架40从旋转壳体50中脱出。
55.在本公开中对于摆动支架40与换挡杆10之间如何传动连接不作限制，只要能够使得换挡杆10在换挡时能够带动摆动支架40转动即可。可选地，在本公开的一种实施方式中，如图7和图12所示，摆动支架40的第二端设置有卡接部43，即卡接部43固定于连杆的第二端。卡接部43的外周为球形表面。换挡杆10设置有沿换挡杆10长度方向延伸的传动槽11，传动槽11的内壁包括与球形表面配合的球形内壁。卡接部43可滑动地且可转动地设置于传动槽11中，以在换挡时，换挡杆10通过传动槽11带动卡接部43运动。可选地，换挡杆10的下端设置有传动块，传动块上开设有该传动槽11。
56.通过球状卡接部43与传动槽11的配合，使得卡接部43能够在传动槽11中上下滑动的同时也能够相对于传动槽11转动，从而使得换挡杆10在横向和纵向换挡时均能够通过传动槽11带动卡接部43转动，因而带动摆动支架40转动。
57.可选地，圆球表面靠近传动槽11的一侧设置有切边面，有助于缩小传动槽11的深度。
58.在其他实施方式中，卡接部43可为两个半球形结构，且可对半球形结构的上下侧进行切边，沿x方向分别固定于摆动支架40的连杆的两侧。
59.在本公开中对于如何固定动作感应件30不作限制，例如可在注塑时，让动作感应件30直接与摆动支架40一体成型，或者将动作感应件30粘接在摆动支架40上。
60.可选地，在本公开的一种实施方式中，如图2、图5和图12所示，摆动支架40的第一端设置有容置槽44。容置槽44的开口处设置有卡扣部45，动作感应件30设置于容置槽44中并通过卡扣部45卡持于容置槽44内。可选地，多个卡扣部45围绕容置槽44间隔设置，卡扣部45具有一定的弹性，在安装时，可通过一定的力使卡扣部45变形，将动作感应件30压入容置槽44内。通过卡扣部45将动作感应件30固定在容置槽44中，方便装配。
61.可选地，第一配合部41的第一端面411上设置有该容置槽44，第二配合部42分别位于第一配合部41的两侧，从而有助于使动作感应件30(如磁铁)外露于旋转壳体50，有助于档位信号板24检测到动作感应件30的动作信号。
62.为了进一步地防止动作感应件30窜动，如图11和图12所示，动作感应件30和容置槽44中，其中一者设置有凹槽31，另一者设置有凸起441，凹槽31与凸起441配合以防止动作感应件30相对于容置槽44转动，因此，可以保证动作感应件30仅跟随摆动支架40产生相应的运动，自身不会出现其他的异动，以免干扰最终获得的换挡意图的结果。
63.在本公开中对于旋转壳体50如何可转动地设置在底座20上不作限制，可选地，在本公开的一种实施方式中，如图9所示，旋转壳体50上设置有沿车辆的x方向延伸的转轴54，如图13所示，底座20设置有转轴支撑架23，转轴54可转动插入转轴支撑架23上的转轴孔中。可选地，沿x方向，旋转壳体50的两侧均设置有转轴54，相应地，底座20上设置有两个转轴支撑架23。转轴支撑架23包括两个大致呈半圆形的弹性卡爪，两个弹性卡爪形成该转轴孔，在安装时仅需将转轴54卡入转轴孔中即可，安装方便。
64.通过转轴支撑架23与转轴54的配合，既能够实现在横向换挡时，旋转壳体50绕转轴54旋转，又能够实现在纵向换挡时，旋转壳体50在转轴支撑架23的限位下，相对于底座20静止。
65.根据本公开的另一方面，还提供了一种车辆，该车辆包括上述的换挡操纵机构100。由于上述的换挡操纵机构100结构简单，占用的车内空间较小，有助于车内其他零部件
的设计和安装。
66.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
67.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
68.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。