一种人机交互装置及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种人机交互装置及车辆。


背景技术：

2.随着汽车行业的蓬勃发展，汽车越来越智能化，尤其是副驾屏、后排屏的普及，使得乘员对其座位前方屏幕的操控需求增加。现有汽车上人员在操控相应屏幕时，主要通过调节按键和触摸板两种方式来实现人机交互，这样往往需要在调节过程中反复观看屏幕和按键，或屏幕和触摸板上的图标，不仅操作不够便利，还有可能因为遮挡视线而造成安全事故。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在解决现有的车辆在人机交互时操作不便且具有一定安全隐患的问题。
4.为解决上述问题，本实用新型提供一种人机交互装置，包括壳体、轨迹球、球座、触发开关和传感器结构，所述触发开关设置于所述壳体内，所述球座滑动连接于所述壳体中并用于抵接所述触发开关，所述球座远离所述触发开关的一侧设置有球形凹面，所述轨迹球活动连接于所述球形凹面，且所述轨迹球的部分伸出所述壳体，所述传感器结构设置于所述球座并与车载显示屏的控制设备电连接。
5.本实用新型提供的一种人机交互装置，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：
6.当操作者的手接触轨迹球伸出壳体的部分后，便可以驱动轨迹球在球座的球形凹面中滚动，传感器结构例如光电传感器能够检测到轨迹球的滚动轨迹，也就是轨迹球的位置信息，进而可以通过将轨迹球的位置信息反馈至车载显示屏的控制设备，最终使车载显示屏上的光标能够随着轨迹球的滚动而移动，比如轨迹球向前转动时光标向上移动，轨迹球向后转动时光标向下移动，轨迹球向左转动时光标向左移动，轨迹球向右转动时光标向右移动，轨迹球不转动时，传感器结构检测不到轨迹球的滚动轨迹，此时光标则停止运动，进而可以通过向壳体内按下轨迹球，以使轨迹球带动球座移动并抵接触发开关，触发开关则被触发一次，进而实现光标停留位置处的功能确认。该人机交互装置例如可以设置在副驾驶或者后座的车门板处，也就是调节车窗玻璃上下移动的按键附近位置，也可以设置在中间扶手处，能够使乘员轻松触碰到，不需要反复观看与查找，提高安全性，操作便捷，并且具有一定的趣味性与科技感。
7.进一步地，人机交互装置还包括电路板，所述传感器结构和所述触发开关分别设置于所述电路板，所述电路板与车载显示屏的控制设备电连接。
8.进一步地，所述壳体的侧壁设置有供所述轨迹球的部分伸出的第一通孔，所述第一通孔的直径小于所述轨迹球的直径。
9.进一步地，人机交互装置还包括设置于所述壳体内的施力机构，所述施力机构设
置于所述球座上，所述施力机构的一端用于伸入至所述球形凹面内并对所述轨迹球施加阻尼力。
10.进一步地，所述施力机构对所述轨迹球施加阻尼力的方向与所述轨迹球的标定半剖面平行，其中，所述标定半剖面与所述球座的滑动方向垂直。
11.进一步地，所述施力机构设置有多个，多个所述施力机构环绕设置在所述球座的周侧。
12.进一步地，所述施力机构包括弹簧座、弹簧和抵接球，所述弹簧座设置于所述球座，所述弹簧的一端与所述弹簧座连接，所述弹簧的另一端通过所述抵接球抵接所述轨迹球。
13.进一步地，所述壳体内壁设置有导向槽和导向筋中的一个，所述球座的外壁设置有所述导向槽和所述导向筋中的另一个，所述导向槽和所述导向筋滑动连接。
14.进一步地，人机交互装置还包括灯源，所述灯源设置于所述壳体内，所述球座靠近所述灯源的一侧面设置有贯穿至所述球形凹面的第一通光孔，所述轨迹球的材质为透光材质。
15.本实用新型还提供一种车辆，包括如前所述的人机交互装置。
16.由于所述车辆的技术改进和有益效果至少与所述人机交互装置一样，因此不再对所述车辆进行赘述。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例的人机交互装置的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例的人机交互装置的剖面图；
19.图3为本实用新型实施例的球座的结构图；
20.图4为本实用新型实施例的壳体去掉壳盖的结构示意图。
21.附图标记说明：
22.1、壳体；11、壳盖；111、第一通孔；12、壳底板；13、壳本体；131、导向槽；2、轨迹球；3、球座；31、球形凹面；32、第一通光孔；33、导向筋；34、传感器结构；35、施力机构；351、弹簧座；352、抵接球；36、球座盖；4、电路板；41、触发开关；42、灯源。
具体实施方式
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.而且，附图中x轴表示纵向，也就是前后位置，并且x轴的正向(也就是x轴的箭头指向)表示前，x轴的负向(也就是与x轴的正向相反的方向)表示后；附图中y轴表示横向，也就是左右位置，并且y轴的正向(也就是y轴的箭头指向)表示左，y轴的负向(也就是与y轴的正向相反的方向)表示右；附图中z轴表示竖向，也就是上下位置，并且z轴的正向(也就是z轴
的箭头指向)表示上，z轴的负向(也就是与z轴的正向相反的方向)表示下。
26.同时需要说明的是，前述x轴、y轴和z轴表示含义仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.参见图1-4，本实用新型实施例的一种人机交互装置，包括壳体1、轨迹球2、球座3、触发开关41和传感器结构34，所述触发开关41设置于所述壳体1内，所述球座3滑动连接于所述壳体1中并用于抵接所述触发开关41，所述球座3远离所述触发开关41的一侧设置有球形凹面31，所述轨迹球2活动连接于所述球形凹面31，且所述轨迹球2的部分伸出所述壳体1，所述传感器结构34设置于所述球座3并用于与车载显示屏的控制设备电连接。
28.本实施例中，当操作者的手接触轨迹球2伸出壳体1的部分后，便可以驱动轨迹球2在球座3的球形凹面31中滚动，传感器结构34例如光电传感器能够检测到轨迹球2的滚动轨迹，也就是轨迹球2的位置信息，进而通过将轨迹球2的位置信息反馈至车载显示屏的控制设备，最终使车载显示屏上的光标能够随着轨迹球2的滚动而移动，比如轨迹球2向前转动时光标向上移动，轨迹球2向后转动时光标向下移动，轨迹球2向左转动时光标向左移动，轨迹球2向右转动时光标向右移动，轨迹球2不转动时，传感器结构34检测不到轨迹球2的滚动轨迹，此时光标则停止运动，进而可以通过向壳体1内按下轨迹球2，以使轨迹球2带动球座3移动并抵接触发开关41，触发开关41则被触发一次，进而实现光标停留位置处的功能确认。
29.该人机交互装置例如可以设置在副驾驶或后座的车门板处，也就是调节车窗玻璃上下移动的按键附近位置，也可以设置在中间扶手处，能够使乘员轻松触碰到，不需要反复观看与查找，提高安全性，操作便捷，并且具有一定的趣味性与科技感。
30.需要说明的是，触发开关41内部自带弹簧，当按下轨迹球2的手松开后，触发开关41在内部弹簧的作用下自动完成复位。
31.其中，需要说明的是，前述光电传感器检测轨迹球2的滚动轨迹，类似于光电鼠标的原理，在此不多做说明。
32.参见图2，具体地，人机交互装置还包括电路板4，所述传感器结构34和所述触发开关41分别与所述电路板4电连接，所述电路板4与车载显示屏的控制设备电连接。
33.这里，传感器结构34得到轨迹球2的位置信息后，先是反馈至电路板4，然后由电路板4再反馈至车载显示屏的控制设备，电路板4起到信号传递作用，同样，触发开关41被触发后，也就是先将被触发信号传递至电路板4后再反馈至车载显示屏的控制设备。同时需要说明的是，上述关于各电器元件之间的信号传递方式属于现有技术，在此不多做说明。
34.参见图1，可选地，所述壳体1的侧壁设置有供所述轨迹球2的部分伸出的第一通孔111，所述第一通孔111的直径小于所述轨迹球2的直径。
35.本实施例中，壳体1的侧壁，例如是壳盖11处设置有第一通孔111，以保证轨迹球2的部分伸出，并且第一通孔111的直径小于轨迹球2的直径，进而可以对轨迹球2一个限位，防止轨迹球2脱出。
36.参见图3，可选地，人机交互装置还包括设置于所述壳体1内的施力机构35，所述施力机构35设置于所述球座3上，所述施力机构35的一端用于伸入至所述球形凹面31内并对所述轨迹球2施加阻尼力。
37.本实施例中，球座3上设置有施力机构35，顾名思义，该施力机构35能够对轨迹球2
滚动时施加一个阻尼力，保证车辆在行驶时，轨迹球2不会出现振动异响，也防止轨迹球2意外发生滚动。
38.另外，在施力机构35保证轨迹球2不会因发生轻微晃动而震动异响的情况下，第一通孔111内壁不用是和轨迹球2接触的一个状态，第一通孔111内壁与轨迹球2之间可以存在间隙误差，一是降低第一通孔111开孔是的精度需求，也就降低了开孔难度，而且，避免了轨迹球2与第一通孔111内壁接触过紧而导致轨迹球2难以滚动的问题。同理，也降低了球形凹面31与轨迹球2的配合精度需求。
39.参见图3，可选地，所述施力机构35对所述轨迹球2施加阻尼力的方向与所述轨迹球2的标定半剖面平行，其中，所述标定半剖面与所述球座3的滑动方向垂直。
40.本实施例中，在施力机构35的顶部伸出壳体1的情况下，施力机构35的位置在轨迹球2的高度上的中间位置，如此，同时施加的阻尼力的方向在轨迹球2的直径方向上，即最终是轨迹球2的球心受力，防止轨迹球2受偏载。
41.参见图3，可选地，所述施力机构35设置有多个，多个所述施力机构35环绕设置在所述球座3的周侧。
42.本实施例中，施力机构35具有多个，以四个距离，分别位于轨迹球2的前侧、后侧、左侧和右侧。且都是作用在轨迹球2的执行方向上，最终实现轨迹球2不管怎么滚动，其球心位置始终固定，进而保证轨迹球2的稳定性与平衡性。
43.当然，施力机构35也可以是六个、八个等。
44.进一步地，所述施力机构35包括弹簧座351、弹簧和抵接球352，所述弹簧座351设置于所述球座3，所述弹簧的一端与所述弹簧座351连接，所述弹簧的另一端通过所述抵接球352抵接所述轨迹球2。
45.本实施例中，具体是预紧后的弹簧施加轨迹球2滚动时的阻尼力，并且弹簧通过抵接球352与轨迹球2接触，保证轨迹球2滚动时的顺畅性，也防止轨迹球2刮伤。
46.可选地，弹簧座351内部具有一个空腔，且弹簧座351靠近轨迹球2的一侧设置有与空腔连接的孔，弹簧和抵接球352设置于空腔中，抵接球352在弹簧的弹力下会有部分伸出孔，进而实现与轨迹球2的抵接。
47.参见图3和图4，可选地，所述壳体1内壁设置有导向槽131和导向筋33中的一个，所述球座3的外壁设置有所述导向槽131和所述导向筋33中的另一个，所述导向槽131和所述导向筋33滑动连接。
48.本实施例中，比如在壳体1内壁处设置有导向槽131，而在球座3的外壁处设置有导向筋33，球座3通过导向筋33沿着导向槽131移动，保证按下轨迹球2时球座3移动的稳定性。
49.当然，也可以是在壳体1的内壁设置导向筋33，球座3的外壁设置导向槽131。
50.参见图2，可选地，人机交互装置还包括灯源42，所述灯源42设置于所述壳体1内，所述球座3靠近所述灯源42的一侧面设置有贯穿至所述球形凹面31的第一通光孔32，所述轨迹球2的材质为透光材质。
51.本实施例中，灯源42发光时，光线通过第一通光孔32照射在轨迹球2上，由于轨迹球2是透光材质，轨迹球2就会类似于一种夜明珠的效果。
52.其中，轨迹球2的材料可以选择雾状半透明材料，并且通过在半透明材料中增加一定比例的扩散剂，既可以保证透光，又可以很好的解决由于轨迹球2被照射时无法被光线完
全覆盖时的亮度不一致性问题，进而实现轨迹球2亮度一致性。
53.其中，灯源42可以是led灯或rgb灯，其与电路板4电连接。该灯源42用于与车辆的氛围灯同时亮起或关闭，并且用于与车辆的氛围灯亮起同样的颜色。
54.具体地，壳体1可以包括壳本体13、壳盖11和壳底板12，壳盖11和壳底板12分别可拆卸连接于壳本体13的上端和下端，便于内部结构的安装，而且，球座3的顶部还可以设置一个球座盖36，球座盖36具有与壳盖11上的第一通孔111相对应的第二通孔，第二通孔供轨迹球2的部分伸出，保证球座3在装入壳体1之前，在球座盖36的限位下，轨迹球2也不会脱出，球座3的底部还可以设置有球座3底板，电路板4可以预先安装在球座3底板的底侧，当然，球座3底板上具有供灯源42的光线穿过的孔，也具有供触发开关41伸出的孔。
55.本实用新型另一实施例的一种车辆，包括如前所述的人机交互装置；
56.所述人机交互装置设置于所述车辆的车门板处，或/和，所述人机交互装置设置于所述车辆的前排座位中间的前扶手处，或/和，所述人机交互装置设置于所述车辆的后排座位中间的后扶手处。
57.其中，人机交互装置可以设置在副驾座位侧的车门板处，则可以对副驾驶座位前侧的车载显示屏进行操控；人机交互装置可以设置在前排座位中间的前扶手处，则可以对副驾驶座位前侧的车载显示屏进行操控，或者对该扶手前侧的车载显示屏(常规汽车车载显示屏的位置)进行操控；人机交互装置可以设置在后排座位中间的后扶手处，则可以对后扶手正前方的车载显示屏进行操纵；人机交互装置可以设置在后排右侧座位的车门板处，则可以对右侧前方座位靠背处的车载显示屏进行操控；人机交互装置可以设置在后排左侧座位的车门板处，则可以对左侧前方座位靠背处的车载显示屏进行操控。
58.术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
59.虽然本实用新型公开披露如上，但本实用新型公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。