本發(fā)明涉及汽車零部件領(lǐng)域，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)換擋裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有汽車換擋裝置主要以機械拉索進行擋位切換，不僅體積較大、裝配相對復(fù)雜且換擋操作不便；另外，現(xiàn)有汽車旋轉(zhuǎn)式換擋裝置，在汽車行駛過程中駕駛員旋轉(zhuǎn)旋鈕便可在各個擋位之間隨意切換，但是，由于關(guān)鍵擋位缺乏鎖定功能，駕駛員可以隨意切換關(guān)鍵擋位，開車時容易產(chǎn)生誤操作，降低了駕駛的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)換擋裝置，該旋轉(zhuǎn)換擋裝置能夠?qū)崿F(xiàn)安裝拆卸方便、體積較小、換擋操作方便以及能夠鎖定擋位以防止人為誤操作。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

第一方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)換擋裝置，包括上殼體、控制電路板、換擋轉(zhuǎn)盤、中架、下殼體和換擋軸；

所述換擋軸依次垂直穿過所述上殼體、所述控制電路板、所述換擋轉(zhuǎn)盤、所述中架和所述下殼體，且所述換擋軸與所述換擋轉(zhuǎn)盤固定連接；

所述中架上設(shè)有限位組件，所述限位組件與固定套設(shè)于所述換擋軸上的定位件相配合，用于限制所述換擋軸相對所述中架的旋轉(zhuǎn)角度；

所述換擋軸的下端與所述下殼體之間設(shè)有彈性組件，所述彈性組件用于向所述換擋軸提供軸向的彈力。

結(jié)合第一方面，在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述限位組件包括一限位環(huán)和兩個對稱設(shè)置的彈片，每個所述彈片包括一突出部；

所述定位件的周向上對稱設(shè)有兩組齒槽，每組所述齒槽可旋轉(zhuǎn)地與對應(yīng)的所述突出部相貼合；

所述限位環(huán)設(shè)有用于阻止所述定位件轉(zhuǎn)動的止擋部。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述止擋部為兩個，所述兩個止擋部對稱位于所述限位環(huán)的內(nèi)側(cè)，且所述兩個止擋部之間的中心連線與所述兩個突出部之間的中心連線相垂直。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述定位件上設(shè)有限位部，所述中架上設(shè)有與所述限位部對應(yīng)的抵持部；

在所述彈性組件的作用下，所述限位部與所述抵持部相抵持，用于限制所述換擋軸的軸向移動。

結(jié)合第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述限位部包括對稱的兩個凸筋，所述抵持部包括對稱的兩個凹槽。

結(jié)合第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式，在第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述彈性組件包括彈性元件和轉(zhuǎn)動套，所述彈性元件的一端設(shè)于所述轉(zhuǎn)動套內(nèi)，另一端與所述定位件的下端面相抵接。

結(jié)合第一方面，在第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述換擋轉(zhuǎn)盤下表面設(shè)有圓弧形滑槽，所述中架的上表面設(shè)有與所述圓弧形滑槽對應(yīng)的圓弧形凸起。

結(jié)合第一方面，在第七種可能的實現(xiàn)方式中，所述換擋轉(zhuǎn)盤包括一轉(zhuǎn)臂，所述轉(zhuǎn)臂上固定設(shè)有永磁體；

所述控制電路板設(shè)有多個霍爾傳感器，每個所述霍爾傳感器對應(yīng)一個擋位信號，多個所述霍爾傳感器通過感應(yīng)所述永磁體的位置，以確定所述擋位信號。

結(jié)合第一方面的第七種可能的實現(xiàn)方式，在第八種可能的實現(xiàn)方式中，所述多個霍爾傳感器設(shè)置在所述控制電路板的下表面與所述永磁體相對應(yīng)。

結(jié)合第一方面至第一方面的第八種任一可能的實現(xiàn)方式，在第九種可能的實現(xiàn)方式中，所述上殼體、所述中架和所述下殼體可拆卸連接。

本發(fā)明實施例提供一種旋轉(zhuǎn)換擋裝置，該旋轉(zhuǎn)換擋裝置包括上殼體、控制電路板、換擋轉(zhuǎn)盤、中架、下殼體和換擋軸；換擋軸依次垂直穿過上殼體、控制電路板、換擋轉(zhuǎn)盤、中架和下殼體，且換擋軸與換擋轉(zhuǎn)盤固定連接，由于該旋轉(zhuǎn)換擋裝置由不同模塊組成，且各模塊之間的結(jié)構(gòu)緊湊，由此使得旋轉(zhuǎn)換擋裝置具有占用空間較少、便于安裝與拆卸的優(yōu)點；而且，中架上設(shè)有的限位組件能夠與固定套設(shè)于換擋軸上的定位件相配合，進行限制換擋軸相對中架的旋轉(zhuǎn)角度，從而實現(xiàn)換擋操作，該換擋操作過程簡單方便且易于操作；而且，換擋軸的下端與下殼體之間設(shè)有用于向所述換擋軸提供軸向的彈力的彈性組件，由此，該旋轉(zhuǎn)換擋裝置能夠鎖定擋位，從而避免了駕駛員的換擋誤操作，提高了行車的安全性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)換擋裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)換擋裝置的主視爆炸圖；

圖3是沿圖1的A-A線得到的旋轉(zhuǎn)換擋裝置的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)換擋裝置中的限定組件的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖3中圈示B的局部放大示意圖；

圖6是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)換擋裝置中的換擋面板裝配示意圖；

圖7是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)換擋裝置中的換擋面板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是沿圖7的C-C線得到的旋轉(zhuǎn)換擋裝置的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)換擋裝置的擋位控制拓撲原理圖；

圖10是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)換擋裝置的顯示驅(qū)動電路的原理圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面參考附圖來詳細描述根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)換擋裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，參見附圖的圖1所示，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)換擋裝置，包括上殼體10、控制電路板20、中架40、下殼體50和換擋軸60。其中，上殼體10、控制電路板20、中架40和下殼體50可拆卸連接。

具體地，參見附圖的圖2和圖3所示，上殼體10、中架40、下殼體50之間通過標準件連接，標準件包括定位銷11、螺栓12和螺母13，在上殼體10、中架40、下殼體50上分別對應(yīng)設(shè)有兩個定位孔和兩個安裝孔，上殼體10、中架40、下殼體50之間通過定位銷11和螺栓12固定連接，由此該旋轉(zhuǎn)換擋裝置簡單易裝，便于拆卸與安裝。

旋轉(zhuǎn)換擋裝置內(nèi)還設(shè)有換擋轉(zhuǎn)盤30，換擋軸60依次垂直穿過上殼體10、控制電路板20、換擋轉(zhuǎn)盤30、中架40和下殼體50，且換擋軸60與換擋轉(zhuǎn)盤30固定連接，當換擋軸60被旋轉(zhuǎn)時帶動換擋轉(zhuǎn)盤30轉(zhuǎn)動以切換擋位?？刂齐娐钒?0包括主體部201和與主體部201連成一體的固定部202，其中控制電路板20的主體部201位于上殼體、中架40、下殼體50所構(gòu)成的殼體外的一側(cè)，控制電路板20的固定部202位于上殼體10的正下方，且固定部202上設(shè)有直徑大于換擋軸縱向橫截面長度的過孔，以使換擋軸60在殼體內(nèi)能夠貫穿控制電路板20，另外在上殼體10的下表面設(shè)有定位柱，控制電路板20的固定部上設(shè)有與定位柱對應(yīng)的定位孔，由此上殼體10與控制電路板20通過定位孔連接，此外，也可以將定位柱設(shè)于電路板的固定部上，定位孔對應(yīng)設(shè)于上殼體的下表面，本發(fā)明對此不作具體限定。

在中架40的下端安裝有限位組件，換擋軸60的中部上固定套設(shè)有定位件80，該定位件80包括柱狀的定位件本體，在定位件本體的軸向上開設(shè)有貫通的柱狀安轉(zhuǎn)孔，該柱狀安裝孔設(shè)于定位件本體的中心，且與換擋軸中部外側(cè)壁的形狀相匹配，以使換擋軸貫穿該柱狀安裝孔與定位件進行固定連接，其中換擋軸中部外側(cè)壁的形狀可以為圓柱形、正多邊形或其他規(guī)則柱狀；定位件本體在旋轉(zhuǎn)時與限位組件進行嚙合，其中，該定位件的周向邊緣可以具有鋸齒結(jié)構(gòu)，該限位組件可以具有與鋸齒結(jié)構(gòu)對應(yīng)的齒輪結(jié)構(gòu)或彈性結(jié)構(gòu)或其他限位結(jié)構(gòu)，當換擋軸60被旋轉(zhuǎn)時帶動定位件80沿換擋軸軸線轉(zhuǎn)動，通過限位組件與定位件80之間的齒槽相嚙合進行限制換擋軸60相對中架40的旋轉(zhuǎn)角度，從而切換到對應(yīng)的擋位上。

換擋軸60的下端與下殼體50之間設(shè)有彈性組件，其中彈性組件安裝在下殼體50的內(nèi)部，且彈性組件套設(shè)在換擋軸60的下端，該彈性組件用于向換擋軸60提供軸向的彈力。在按壓換擋軸60時，該彈性組件被壓縮，擋位被解除鎖定；在釋放換擋軸60時，該彈性組件產(chǎn)生彈力，該彈力使得換擋軸60和定位件80一起沿換擋軸的軸向相對于下殼體50向上移動。

進一步地，換擋轉(zhuǎn)盤30的下表面設(shè)有凹弧形滑槽，該凹弧形滑槽的弧心位于換擋軸60的軸線中心線上，于中架40的上表面設(shè)有與該凹弧形滑槽相配合的凸弧形滑軌，通過凹弧形滑槽與凸弧形滑軌的配合，使得換擋軸60被旋轉(zhuǎn)時帶動換擋轉(zhuǎn)盤30相對中架40轉(zhuǎn)動，由于滑軌在滑槽中的摩擦系數(shù)較少，由此確保了換擋軸在旋轉(zhuǎn)時的順暢性，而且便于安轉(zhuǎn)與拆卸旋轉(zhuǎn)換擋裝置。此外，在本發(fā)明的另一實施方式中，可以將凸弧形滑軌設(shè)置在換擋轉(zhuǎn)盤30的下表面，于中架40的上表面設(shè)有與該凸弧形滑軌設(shè)置相配合的凹弧形滑槽，通過凹弧形滑槽與凸弧形滑軌的配合，使得換擋軸60被旋轉(zhuǎn)時帶動換擋轉(zhuǎn)盤30相對中架40轉(zhuǎn)動。

進一步地，參見附圖的圖2、圖4所示，圖4為旋轉(zhuǎn)換擋裝置中的限定組件的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，限位組件包括一限位環(huán)71和兩個對稱設(shè)置的彈片72，每個彈片包括一突出部，該突出部呈倒V形或拱形，該突出部的兩端橫向向外分別具有一延伸部；該限位環(huán)71具有彈性，于限位環(huán)71上對稱設(shè)置有用于固定彈片的卡槽，每個彈片72的兩個延伸部分別對應(yīng)卡在限位環(huán)71的卡槽內(nèi)；定位件80的周向上對稱設(shè)有兩個向外突出的突緣，兩個突緣上分別設(shè)有一齒槽組81，每齒槽組包括均勻分布有多個齒牙，相鄰齒牙之間形成一齒槽，每齒槽組可旋轉(zhuǎn)地與對應(yīng)的彈片上的突出部相貼合，其中每齒槽組具有的齒槽分別與汽車擋位相對應(yīng)，如汽車擋位具有P、R、N、D、B五個擋位，則每組齒槽具有對應(yīng)五個擋位的五個齒槽。限位環(huán)71上設(shè)有用于阻止定位件80轉(zhuǎn)動的止擋部，優(yōu)選地，止擋部為兩個，兩個止擋部對稱位于限位環(huán)71的內(nèi)側(cè)，且兩個止擋部分別抵靠于定位件的齒槽組以外的外周面，以阻止齒槽組進行轉(zhuǎn)動，且兩個止擋部之間的中心連線與兩個突出部之間的中心連線相垂直。

在本實施例中，由于限位環(huán)和兩個對稱設(shè)置的彈片都具有彈性，且定位件的周向上設(shè)有齒槽，齒槽可旋轉(zhuǎn)地與對應(yīng)的突出部相貼合，因此在換擋軸被旋轉(zhuǎn)做順時針或逆時針轉(zhuǎn)動時，彈片上的突出部進入對應(yīng)的齒槽，并由彈片的突出部自身的彈性作用夾在對應(yīng)齒槽上，進而實現(xiàn)換擋的動作；同時，由于限位環(huán)上的止擋部對定位件80限定的最大轉(zhuǎn)動角度為180度，進而避免了在換擋時操作失誤。

進一步地，參見附圖的圖3、圖5所示，定位件80上還設(shè)有限位部82，中架40上設(shè)有與限位部82對應(yīng)的抵持部。在彈性組件的作用下，限位部82與抵持部相抵持，用于限制換擋軸60的軸向移動。

具體的，參見圖5所示，定位件80自上而下具有第一端面、第二端面和第三端面，第一端面、第二端面和第三端面構(gòu)成階梯狀，其中，限位部82位于第二端面與第三端面之間，中架40上設(shè)有對應(yīng)的抵持部，且該抵持部與限位部82的形狀相適配。優(yōu)選地，限位部82包括對稱的兩個凸筋，抵持部包括對稱的兩個凹槽，兩個凹槽分別能夠容置兩個凸筋。在本發(fā)明的另一實施方式中，限位部可以包括對稱的兩個凹槽，抵持部包括對稱的兩個凸筋，兩個凹槽分別能夠容置兩個凸筋。

在本實施例中，由于在向下按壓換擋軸時，彈性組件被壓縮，換擋軸與定位件一起沿換擋軸的軸向相對于下殼體向下移動，使得抵持部與限位部相脫離，進而擋位被解除鎖定；在釋放換擋軸后，由于彈性組件產(chǎn)生彈力，該彈力使得換擋軸和定位件一起沿換擋軸的軸向相對于下殼體向上移動，在定位件向上移動的過程中，限位部與抵持部相抵持，用于限制換擋軸的軸向移動，進而擋位被鎖定。

進一步地，參見附圖的圖2所示，彈性組件包括彈性元件91和轉(zhuǎn)動套92，彈性元件91套設(shè)在換擋軸的下端，彈性元件91的一端設(shè)于轉(zhuǎn)動套內(nèi)，彈性元件91的另一端與定位件80的下端面相抵接，優(yōu)選地，該彈性元件91為彈簧。在彈性元件的作用下，限位部與抵持部相抵持，用于限制換擋軸的軸向移動，此時P(停車擋)、N(空擋)擋位被鎖定，只有在向下按壓換擋軸時，換擋軸帶動定位部沿換擋軸軸向向下移動，彈性組件被壓縮，抵持部與限位部脫離，才能解除鎖定P、N擋位，進而才能通過旋轉(zhuǎn)換擋軸進行換擋動作。由于在換擋過程中需要駕駛員用手按下?lián)Q擋軸才能解除擋位鎖定，并旋轉(zhuǎn)換擋軸才能換擋，由此實現(xiàn)了關(guān)鍵擋位的鎖定的功能，防止駕駛員換擋時的誤操作，進而提高了換擋的安全性。

進一步地，參見附圖的圖3所示，換擋轉(zhuǎn)盤30包括一轉(zhuǎn)臂，該轉(zhuǎn)臂位于控制電路板20的同側(cè)且突出于換擋轉(zhuǎn)盤30；在轉(zhuǎn)臂設(shè)上有固定槽，該固定槽內(nèi)嵌有永磁體31；換擋軸60被旋轉(zhuǎn)帶動換擋轉(zhuǎn)盤30上的轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動至不同角度時，轉(zhuǎn)臂上的永磁體31同時也被轉(zhuǎn)動至不同角度的位置；優(yōu)選地，永磁體31為永磁鐵；控制電路板20設(shè)有多個霍爾傳感器21，多個霍爾傳感器21設(shè)置在控制電路板20的下表面，每個霍爾傳感器21對應(yīng)一個擋位信號，多個霍爾傳感器21通過轉(zhuǎn)臂上的感應(yīng)永磁體31的位置，以確定擋位信號。示例性的，對應(yīng)于汽車擋位數(shù)若為5個，霍爾傳感器為五個，按照順時針或逆時針方向依次排列的五個霍爾傳感器可以分別對應(yīng)P擋、R擋、N擋、D擋和B擋。在實際操作中，當換擋軸被旋轉(zhuǎn)時，帶動定位件轉(zhuǎn)動至P擋對應(yīng)的齒槽時，轉(zhuǎn)臂上的永磁體同時被轉(zhuǎn)動至P擋對應(yīng)的角度位置，對應(yīng)P擋的霍爾傳感器感應(yīng)到永磁體的位置，進而確定此時的擋位為P擋。

本實施例中，旋轉(zhuǎn)換擋裝置通過控制電路板上設(shè)有的多個霍爾傳感器與換擋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)臂上固定的永磁體之間的相互作用進行確定擋位信號，由此使得旋轉(zhuǎn)換擋裝置在換擋時具有延時性低、準確性高的優(yōu)點。

進一步地，控制電路板20下還固定連接一換擋支撐架22，該換擋支撐架22上具有三個焊接柱，該換擋支撐架通過三個焊接柱與控制電路板20進行固定焊接，由此通過該換擋支撐架對轉(zhuǎn)臂進行限位以確保了轉(zhuǎn)臂的平衡度，提高了換擋的可靠性高。

進一步地，參見附圖的圖6、圖7和圖8，該旋轉(zhuǎn)換擋裝置還包括一個旋鈕601，換擋軸60的頂部固定嵌入該旋鈕601中，通過旋轉(zhuǎn)該旋鈕601使得換擋軸60轉(zhuǎn)動進行換擋，方便了駕駛員的操作。該旋轉(zhuǎn)換擋裝置還包括一換擋蓋板100，該換擋蓋板100包括多個卡扣101，換擋蓋板100通過卡扣101與汽車中央通道110進行卡接，并通過螺栓固定覆蓋在控制電路板20的主體部和上殼體10上。在換擋蓋板100與控制電路板20之間還設(shè)有導(dǎo)光體102，控制電路板20上還設(shè)有與各擋位相對應(yīng)的發(fā)光二極管23，各發(fā)光二極管23用于顯示對應(yīng)的擋位，并通過導(dǎo)光體102顯示在換擋蓋板100上。由此，該旋轉(zhuǎn)換擋裝置不僅外型美觀，而且適合安裝汽車中央通道及汽車儀表臺，同時也方便和適合通用于各類車型平臺及改款車型。

進一步地，參見附圖的圖9所示，圖9為擋位控制拓撲原理圖，控制電路板20包括擋位檢測模塊201、擋位控制模塊202和擋位顯示模塊203，其中多個霍爾傳感器21包含在擋位檢測模塊202內(nèi)，通過多個霍爾傳感器21感應(yīng)永磁體31的位置，擋位檢測模塊201進而確定擋位信號，并將擋位信號發(fā)送至擋位控制模塊202，擋位控制模塊202根據(jù)接收到的擋位信號與整車控制模塊204進行CAN通訊連接，并根據(jù)整車控制模塊204的擋位應(yīng)答信息控制擋位顯示模塊203對應(yīng)擋位信號進行擋位顯示，其中擋位顯示模塊203通過顯示驅(qū)動電路進行擋位顯示，顯示驅(qū)動電路的原理圖參照附圖10所示。由此使得旋轉(zhuǎn)換擋裝置在換擋過程時實現(xiàn)智能化，且擋位信息顯示效果明確。

本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)換擋裝置，由于采用模塊化的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)安裝拆卸方便、模塊化、換擋操作方便以及能夠鎖定擋位以防止人為誤操作，提高了換擋的可靠性。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。