具有可移位旋钮的控制系统转让专利
申请号 : CN201180046945.1
文献号 : CN103118893B
文献日 : 2016-12-21
发明人 : J.克赖德 , E.科兰
申请人 : 德尔菲技术公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种旨在用于车辆中的功能的选取和选择的控制系统(10),所述控制系统(10)包括:
外壳(14);
操纵杆(18),所述操纵杆沿着主轴线(P)从第一端(34)延伸到第二端(36),所述第一端(34)在所述外壳(14)内并且安装成绕枢转轴线(T)枢转,所述第二端(36)在所述外壳(14)外并且设置有致动旋钮(12),所述操纵杆(18)还能够绕所述主轴线(P)转动;
弹性复位装置,所述弹性复位装置与所述操纵杆(18)协作,使得在所述操纵杆(18)枢转之后,所述操纵杆自身复位到中立位置(PN),在所述中立位置中,所述主轴线(P)与中立轴线(N)重合,所述复位装置包括:弹性机构(80),所述弹性机构在有效区域(92)中与被附接到所述操纵杆(18)的作用表面(88)协作;
其特征在于,所述作用表面(88)包括呈旋转截头锥形(94)形式的表面,所述锥形的轴线是所述主轴线(P),并且所述锥形(94)被取向成使得:在所述操纵杆(18)枢转时,所述有效区域(92)沿所述锥形(94)的母线朝向其顶点运动从而移位,所述弹性机构(80)与在所述中立位置(PN)的情况相比被偏压得更多。
2.根据权利要求1所述的控制系统(10),其中,所述作用表面(88)在平坦中心盘(90)中垂直于所述操纵杆(18)延伸,所述平坦中心盘(90)的外围处形成旋转截头锥形(94),使得在所述操纵杆(18)枢转时,所述有效区域(92)被移位直到所述平坦中心盘(90),当所述操纵杆(18)被完全枢转时其位于所述平坦中心盘(90)处。
3.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统(10),其中,所述操纵杆(18)能够绕处在垂直于所述中立轴线(N)的平面内的两条垂直的轴线(L、T)枢转,所述系统(10)包括关于所述中立轴线(N)分布的多个复位装置。
4.根据权利要求1所述的控制系统(10),其中,每个复位装置包括间设在所述弹性机构(80)和所述作用表面(88)之间的致动器(82),所述致动器(82)将所述作用表面(88)的运动传到所述弹性机构(80)。
5.根据权利要求1所述的控制系统(10),其中,所述操纵杆(18)还能够沿所述中立轴线(N)平移。
6.根据权利要求5所述的控制系统(10),所述控制系统还包括:
电气开关(26),所述电气开关被附接到所述外壳(14)的底部(20)并且由另一弹性机构(28)罩住,在所述另一弹性机构上设置有接触件(30),所述接触件能够沿所述中立轴线(N)滑动,所述接触件的第一表面被附接到所述另一弹性机构(28)并且所述接触件的与所述第一表面相对的第二表面具有凹形形状(32),在所述凹形形状(32)中安装所述操纵杆(18)的第一端(34)以枢转,使得:所述致动旋钮(12)上的压力导致所述操纵杆(18)和所述接触件(30)沿所述中立轴线(N)的平移(TN)、所述另一弹性机构(28)的偏压、以及所述开关(26)的电切换;
所述另一弹性机构(28)的偏压产生倾向于对抗所述平移(TN)的复位力。
7.根据权利要求6所述的控制系统(10),所述控制系统还包括:
传动接头,所述传动接头具有能够绕所述中立轴线(N)转动的管状基部(50)以及设置有轴向孔口(68)的头部(54),所述头部(54)相对于所述基部(50)能够枢转,所述接触件(30)定位在所述管状基部(50)中,并且所述操纵杆(18)从一侧至另一侧贯穿所述接头,所述轴向孔口(68)具有与所述操纵杆(18)的截面互补的截面,使得所述头部(54)在旋转以及枢转中被附接到所述操纵杆(18),而在平移中,所述操纵杆(18)自由滑动通过所述头部(54)并且通过所述基部(50);以及用于标引所述操纵杆(18)绕所述中立轴线(N)的旋转的装置,所述装置被联接到所述基部(50),并且包括在所述操纵杆(18)旋转时相对于标引件(74)移位的开槽口表面(72);
并且
所述弹性复位装置的作用表面(88)形成所述接头的所述头部(54)的一部分。
8.根据权利要求1所述的控制系统(10),其中,所述操纵杆(18)通过呈十字形状的开口(24)延伸出所述外壳(14),使得所述操纵杆(18)的枢转由所述十字的分支来限制。
9.根据权利要求1所述的控制系统(10),所述控制系统还包括在所述中立位置(PN)中限制所述操纵杆(18)绕所述主轴线(P)旋转的可能性的装置,在所述中立位置(PN)中所述主轴线(P)与所述中立轴线(N)重合。
10.根据权利要求9所述的控制系统(10),其中,所述装置包括:
被附接到所述操纵杆(18)的第一带齿表面(44)以及被附接到所述外壳(14)的第二带齿表面(100),这些带齿表面(44、100)在所述中立位置(PN)中彼此隔开,于是所述操纵杆(18)能够绕所述中立轴线(N)转动,而在所述操纵杆(18)枢转时这些带齿表面(44、100)彼此接合,使得枢转的所述操纵杆(18)不能够绕所述主轴线(P)转动。
11.根据权利要求1所述的控制系统(10),其中,
在所述中立位置(PN)中,彼此面对的所述外壳(14)的表面和所述致动旋钮(12)的表面彼此间隔开,使得所述致动旋钮(12)能够沿所述外壳(14)的方向被按下,并且其中,在所述操纵杆(18)的枢转位置中,彼此面对的所述外壳(14)的表面和所述致动旋钮(12)的表面彼此接触,使得所述致动旋钮(12)不能够沿所述外壳(14)的方向被按下。
说明书 :
具有可移位旋钮的控制系统
技术领域
背景技术
可保持其眼睛集中在路面上。在这些数字接口之中,设置在位于前座之间的中央控制台处
的方向旋钮现集合了对许多控制器的启用,尤其是导航系统、无线电、电话以及全部远程信息服务功能、以及对通风和空调的控制等。为了选择功能,使用者借助旋钮来引导监视屏上的光标,一旦已经显示期望功能,则使用者使得其选择有效。为了这样做,并且基于在计算机和互联网导航领域中发展起来的经验,各种方向旋钮已经被开发用于机动车辆环境。最
初,旋钮仅可转动,并且按钮定位在旋钮周围从而允许功能有效。为了更愉悦和更精确的使用,旋钮的旋转产生由使用者感知到的循环力(或周期性变化的力)。
进行导航,该使用者仍可像以前那样将旋钮自身转动,并且为了最后有效化其选择,该使用者现在必须在旋钮上进行按压,所述旋钮像计算机键盘上的键那样起作用。与视频游戏中
的操纵杆和控制杆不同,用于车辆的方向旋钮的移位具有非常小的幅度,限制在数个毫米。
此外,该位移必须是确切并且精确的,使得精神集中在车辆驾驶上的使用者容易地选择并
有效化其寻求的功能。因此,在没有任何操作的情况下,旋钮自身复位到中立位置中,并且该旋钮不具有可感知到的操作游隙,这种操作游隙对于使用者来说是十分不舒服的,并且
旋钮的移位始终伴随有使用者感知到的复位力。
接近的其他位置中。
Torrents Gavalda在EP 1426991中被提出。该机构另外还允许旋钮的竖直按下,但不允许
旋钮的合适旋转。第三机构由Sato在US 7,368,673 B2中提出,其中旋钮另外还可自身转
动。与Eckert以及与Torrents Gavalda相反,Sato的旋钮的前后和左右位移是由平移引起
而不是由枢转引起的。
使用中的“柔弱”以及关于旋钮弹性复位或者保持在中立位置中的不可接受的低精度。
该控制系统要便宜得多。
发明内容
所述操纵杆还能够绕所述主轴线转动。所述系统还包括弹性复位装置,所述弹性复位装置
与所述操纵杆协作,使得在所述操纵杆枢转之后,所述操纵杆自身复位到中立位置,在所述中立位置中,所述主轴线与中立轴线重合。所述复位装置包括:弹性机构,所述弹性机构在有效区域中与被附接到所述操纵杆的作用表面协作。所述作用表面包括呈旋转截头锥形形
状的表面,所述锥形的轴线是所述主轴线,并且所述锥形被取向成使得:在所述操纵杆枢转时,所述有效区域沿所述锥形的母线朝向其顶点运动,所述弹性机构与在所述中立位置的
情况相比被偏压得更多。因此,借助这种锥形表面的装置,在中立位置中有利地减少了力。
操纵杆被完全枢转时所定位的所述平坦中心盘。
所述作用表面之间,所述致动器将所述作用表面的运动传到所述弹性机构。此外,所述操纵杆能够沿所述中立轴线平移。所述控制系统还包括电气开关,所述电气开关被附接到所述
外壳的底部并且由另一弹性机构罩住,在所述另一弹性机构上设置有接触件,所述接触件
能够沿所述中立轴线滑动并且其第一表面被附接到所述另一弹性机构,并且所述接触件的
与所述第一表面相对的第二表面具有凹形形状,在所述凹形形状中可枢转地安装所述操纵
杆的所述第一端。因此,所述旋钮上的压力导致所述操纵杆和所述接触件沿所述中立轴线
的平移、所述另一弹性机构的偏压、以及所述开关的电切换。所述另一弹性机构的偏压产生倾向于对抗所述平移的复位力。
件定位在所述管状基部中,并且所述操纵杆从一侧至另一侧贯穿所述接头。所述轴向孔口
具有与所述操纵杆的截面互补的截面,因此所述头部在旋转以及枢转中被附接到所述操纵
杆,而在平移中,所述操纵杆自由滑动通过所述头部并且通过所述基部。所述系统还设置有用于标引所述操纵杆绕所述中立轴线的旋转的装置,所述装置被联接到所述基部,所述装
置包括在所述操纵杆旋转时相对于标引件移位的开槽口表面。所述弹性复位装置的所述作
用表面形成所述接头的所述头部的一部分。
险。
接到所述操纵杆的第一带齿表面以及被附接到所述外壳的第二带齿表面,这些带齿表面在
所述中立位置中彼此隔开一定距离,于是所述操纵杆能够绕所述中立轴线转动,并且在所
述操纵杆枢转时这些带齿表面彼此接合,因此枢转的操纵杆不能够绕所述主轴线转动。
的方向被按下。功能的不可组合是有利的,这是因为对于使用者来说这代表了显著简化。
附图说明
具体实施方式
包围。另选地,系统10可不具有按钮并且仅包括旋钮12。
PN相对于外壳14在纵向枢转PL中沿纵向轴线L移位、并且类似地在横向枢转PT中沿横向轴
线T移位(图3),并且旋钮12还可在主旋转RP中绕主轴线P自身转动(图4),最后在平移TN中可沿中立轴线N朝向外壳14被压下(图5)。
顶28的电气开关26。如图7所示,系统10可包括两个开关26或者不止两个开关,每个开关都覆盖有可变形穹顶28。另选地,穹顶28可被替换为螺旋弹簧或任何其他弹性机构,只要所述螺旋弹簧或任何其他弹性机构在其沿该中立轴线N被压缩时提供沿中立轴线N的力即可。有
利地,一个或多个穹顶可被集成到覆盖该印刷电路的片材中。在穹顶28上设置有接触件30,所述接触件沿中立轴线N可滑动地安装,使得接触件30上的压力挤压穹顶28,从而使得开关
26在断开状态和闭合状态之间被切换。接触件30的下表面设置有稍微中空的空间,在所述
空间中容纳所述穹顶28的顶点。因此,接触件30被保持就位,而没有相对于穹顶28移位的风险。接触件30的上表面具有用作操纵杆18的枢转点的凹形中心形状32。
转。臂从外壳14的底部20延伸,并且延伸至弯曲端,弯曲端定位在盘56的边缘上面,由此防止基部50向上移位。在由凹入筒体58如此引导并且由臂保持的情况下,基部50仅相对于外
壳14自由地绕中立轴线N转动。万向节的主体52是管状环,该管状环在其外围设置有形成彼此垂直的两条轴线的常规铰接机构,其中一条轴线允许主体52相对于基部50的枢转铰接,
并且另一轴线允许头部54相对于主体52的枢转铰接,所述基部50和头部54都设置有销-孔
或其他类型的互补机构。通过其与主体52的铰接,头部54在管状部分64中向上延伸,并接着形成径向变宽的上部(例如,盘66)。头部54设置有轴向孔口68,所述轴向孔口从底至顶地延伸并且其截面是与操纵杆的截面互补的凹入十字。
形状在将它们设置成非圆形时,也会允许获得驱动旋转以及自由轴向滑动的相同效果,这
些形状例如具有正方形、矩形、星形等的截面。
标引件74沿中立轴线N滑动地安装,并且由弹簧76压靠在开槽口表面72上。因此,在停止的情况下,标引件74的末端自然地被容纳在开槽口表面72的两个齿之间的中空部内,并且基
部50被保持就位,而在基部50旋转时,标引件74相对于开槽口表面72从齿到齿地移位,从而传输小的循环力。作为标引件74的另选方式,可使用球。类似地,标引件74的取向(在此处,竖直且在开槽口盘72下方)可容易地被不同地选择。
部20上或者安装在印制电路上。该第二弹性机构包括由塑料制成的四个可变形穹顶80(在
图7中仅两个可见),这四个穹顶关于操纵杆18均匀地分布。四个从动件致动器82的每个在底端84和顶端86之间竖直地延伸,底端84支承在所述穹顶80中的一个上,顶端86与盘的下
表面或作用表面88接触,所述盘形成万向节的头部54的上部66。致动器82所接触的作用表
面88上的地方被称为作用表面88的有效区域92。头部54的纵向PL和横向PT枢转引起作用表
面88的倾斜,所述作用表面88的一侧朝向底部20下降并且推动最接近的从动件致动器82并
由此挤压弹性穹顶80,同时相反侧升高。弹性穹顶80的该变形产生力FN,该力趋于使得接头和操纵杆18复位到中立位置PN。
具有竖直分量FN和向心径向分量FR。考虑到四个致动器82关于操纵杆18均匀分布,径向分量FR彼此相反。仅竖直分量FN保持作用在操纵杆18上。考虑到该分解,操纵杆上的作用力小于在平坦作用表面上会具有的力的作用。
穹顶。在该倒置的构造中,作用表面会是接头头部的上部的上表面,并且锥形外围会具有向上指向的顶点。类似地,塑料穹顶是优选的实施方式,但是诸如提供了所需复位力的螺旋弹簧或板簧之类的弹性机构也是可能的。此外,为了平衡该系统,已经描述了四个致动器-穹顶组件。显然,所寻找的平衡可以是其他数量的致动器的结果。
转、绕横向轴线T枢转、绕主轴线P转动以及沿中立轴线N平移,具体地,借助接触件30向下以压缩穹顶28。该组件中的任何结构都不限制这些运动的组合。因此,操纵杆18在自身转动并且被压下时,操纵杆18可同时绕纵向轴线和横向轴线“倾斜地”枢转。
18现在仅可沿该十字的其中一个分支(即,沿纵向枢转PL或横向枢转PT)进行移位。枢转的组合是不可能的。另选地,其他形状的开口24也是可能的,其提供了其他限制。因此,具有6或8个分支的星形将允许一些枢转组合。
顶102的形状。凸缘44在其上表面上带齿,并且穹顶102在其外围设置有齿104。在中立位置PN中,凸缘44在穹顶102中居中,并且凸缘44的齿106与外壳14的齿104具有一定距离。在枢转位置中,凸缘44的齿106接合上壁22的齿104,从而防止操纵杆18的任何主旋转RP。因此,操纵杆18的主旋转RP仅在中立位置PN中是可能的。作为带齿凸缘和也设置有齿的穹顶的另
选方式,用于锁定旋转的其他系统可被产生例如传动接头的头部处,所述传动接头的倾斜
可防止主旋转,或者正好在旋钮下方位于旋钮和外壳之间的交界处。
隔开。因此,可按压旋钮12,该旋钮可被朝向外壳14按压,操纵杆18沿中立轴线N平移。在操纵杆18的枢转位置中,外壳14的上表面的面向旋钮12的下表面的部分朝向旋钮12稍微升
高,使得所述旋钮与外壳14齐平或甚至接触该外壳。因此,在该枢转位置中,不可能实现旋钮12和操纵杆18的平移。
被选择以最小化摩擦。