一种轨迹球交互装置及汽车的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种轨迹球交互装置及汽车。


背景技术：

2.随着汽车不断发展，汽车不仅仅是代步的工具，提升用户用车体验也成为现在汽车设计的趋势，更多创新的设计及亮点不断在汽车产品上出现，如：乘客在车内对车辆操控的设计从最初的简单硬件开关控制，到触屏控制技术，再到声控控制技术以及轨迹球交互控制，客户在车内控制方式越来越多，每种控制技术带给客户不同的用车体验。
3.其中，轨迹球交互控制是指通过在汽车车门板、方向盘或扶手位置安装轨迹球交互装置，然后通过滚动轨迹球实现车载显示屏上光标的移动，然后再通过单击或双击轨迹球实现相关功能确认的一种技术(如申请号为201210009335.0、名称为“集成轨迹球装置的方向盘”的现有技术)。但是，现有的这种轨迹球交互装置中，轨迹球在集成到汽车某一结构部件(如方向盘、扶手等)后，便相当于固定于该处，长时间使用后，容易出现磨损、积灰等情况，由于位置固定，难以拆装进行修理，将影响其正常使用。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在解决现有的轨迹球交互装置中的轨迹球难以拆装的问题。
5.为解决上述问题，本实用新型提供一种轨迹球交互装置，包括交互装置主体和环形件，所述交互装置主体包括壳体和轨迹球，所述壳体设置有凹槽结构，所述轨迹球用于置于所述凹槽结构处，且所述轨迹球的部分伸出所述壳体，所述环形件用于套于所述轨迹球并与所述壳体可拆卸连接，所述环形件的内径小于轨迹球的直径。
6.本实用新型提供的一种轨迹球交互装置，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：
7.该轨迹球交互装置可以内嵌安装在车内结构件的表面，例如内嵌安装在车门板的顶部表面，交互装置主体的壳体开设有凹槽结构的一侧可以朝上设置并与车门板顶部表面平齐，如此，轨迹球的部分伸出壳体就相当于伸出车门板，以供用户通过轨迹球操控车载显示屏或其他设备，同时，环形件能够从车门板的外部套于轨迹球并与壳体可拆卸连接，由于环形件的内径小于轨迹球的直径，进而可以确保轨迹球不会脱出，当需要拆卸轨迹球以对轨迹球进行清洗或更换时，可以先将环形件拆卸掉，之后将轨迹球从凹槽结构处拿出即可，整个拆卸过程不需要拆卸壳体与车门板之间的连接结构，简单方便。
8.进一步地，所述凹槽结构的敞口端内壁处设置有轴向槽和周向槽，所述周向槽的一端与所述轴向槽连通；
9.所述环形件的外壁设置有限位凸起，所述限位凸起用于沿所述轴向槽移动并转动至所述周向槽中。
10.进一步地，所述环形件的轴向一侧设置有球槽，所述凹槽结构的敞口端内壁处设置有第一弹簧顶珠结构，当所述限位凸起沿所述周向槽移动时，所述第一弹簧顶珠结构与
所述环形件的所述球槽相配合。
11.进一步地，所述壳体包括外壳体和内球座，所述交互装置主体还包括微动开关，所述内球座和所述微动开关分别设置于所述外壳体内，所述内球座与所述外壳体滑动连接并用于抵接所述微动开关，其中，所述内球座远离所述微动开关的一侧设置有半球形凹槽，所述外壳体一侧设置有用于供所述轨迹球伸出的外壳孔，所述半球形凹槽与所述外壳孔组成所述凹槽结构。
12.进一步地，所述外壳体与所述内球座之间设置有弹性件，所述弹性件用于驱动所述内球座远离所述微动开关。
13.进一步地，所述弹性件为弹簧，所述内球座设置有导向套，所述外壳体的内部设置有导向柱，所述导向套用于沿所述导向柱滑动，所述弹簧套于所述导向柱，且所述弹簧的一端抵接所述导向套，所述弹簧的另一端抵接所述外壳体。
14.进一步地，所述半球形凹槽的内壁靠近其槽底的位置设置有多个用于支撑所述轨迹球的支撑球，所述外壳孔的内壁处还设置有多个用于抵接所述轨迹球的第二弹簧顶珠结构。
15.进一步地，所述内球座设置有导水管，所述导水管的一端与所述半球形凹槽的槽底连通，所述导水管的另一端贯穿所述外壳体远离所述外壳孔的一侧。
16.进一步地，所述内球座设置有与所述半球形凹槽连通的通光槽，所述交互装置主体还包括光电传感器结构和导光结构，所述光电传感器结构设置于所述内球座，且所述导光结构密封设置于所述通光槽处，所述光电传感器结构发出的光线用于通过所述导光结构照射于所述半球形凹槽内的所述轨迹球。本实用新型还提供一种汽车，包括如前所述的轨迹球交互装置。
17.由于所述汽车的技术改进和有益效果至少与所述轨迹球交互装置一样，因此不再对所述汽车进行赘述。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例的轨迹球交互装置的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例的轨迹球交互装置去掉环形件和轨迹球后的结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例的轨迹球交互装置的爆炸示意图；
21.图4为本实用新型实施例的轨迹球交互装置去掉环形件和轨迹球后的剖视图。
22.附图标记说明：
23.1、壳体；11、外壳体；111、上壳体；1111、外壳孔；1112、轴向槽；1113、周向槽；1114、第一弹簧顶珠结构；1115、第二弹簧顶珠结构；112、下壳体；1121、导向柱；1122、弹簧；12、内球座；121、半球形凹槽；122、支撑球；123、导水管；124、导向套；125、通光槽；2、凹槽结构；3、环形件；31、限位凸起；32、球槽；4、第一电路板；41、微动开关；5、第二电路板；51、光电传感器结构；52、导光结构；6、轨迹球。
具体实施方式
24.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。
25.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。
26.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。
27.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。
28.参见图1-3，本实用新型实施例的一种轨迹球交互装置，包括交互装置主体和环形件3，所述交互装置主体包括壳体1和轨迹球6，所述壳体1设置有凹槽结构2，所述轨迹球6用于置于所述凹槽结构2处，且所述轨迹球6的部分伸出所述壳体1，所述环形件3用于套于所述轨迹球6并与所述壳体1可拆卸连接，所述环形件3的内径小于轨迹球6的直径。
29.本实施例中，该轨迹球交互装置可以内嵌安装在车内结构件的表面，例如内嵌安装在车门板的顶部表面，交互装置主体的壳体1开设有凹槽结构2的一侧可以朝上设置并与车门板顶部表面平齐，如此，轨迹球6的部分伸出壳体1就相当于伸出车门板，以供用户通过轨迹球6操控车载显示屏或其他设备(例如座椅角度、空调调节等)，同时，环形件3能够从车门板的外部套于轨迹球6并与壳体1可拆卸连接，由于环形件3的内径小于轨迹球6的直径，进而可以确保轨迹球6不会意外脱出，当需要拆卸轨迹球6以对轨迹球6进行清洗或更换时，可以先将环形件3拆卸掉，之后将轨迹球6从凹槽结构2处拿出即可，整个拆卸过程不需要拆卸壳体1与车门板之间的连接结构，简单方便。
30.另外，该轨迹球6拿出后，可以作为圆球把玩，大小尺寸如同乒乓球体尺寸大小，增加了趣味性体验。
31.而且，本实施例的轨迹球交互装置采用的球体操控技术，相对于触控屏幕操控技术，其在远距离上可实现伸手就可以操控轨迹球6以实现车载显示屏的远程操控，无需前探身体触控屏幕，操控便捷；除此之外，轨迹球6的圆形立体结构设计更符合人体工程学操控需求，使得操控体验更佳。
32.参见图2和图3，可选地，所述凹槽结构2的敞口端内壁处设置有轴向槽1112和周向槽1113，所述周向槽1113的一端与所述轴向槽1112连通；
33.所述环形件3的外壁设置有限位凸起31，所述限位凸起31用于沿所述轴向槽1112移动并转动至所述周向槽1113中。
34.本实施例中，在轨迹球6置于凹槽结构2处后，可以将环形件3向下插入凹槽结构2，并使限位凸起31沿轴向槽1112移动，直至环形件3抵接壳体1后，旋转环形件3，进而使限位凸起31进入轴向槽1112，进而实现对环形件3上下方向的限位。其中，轴向槽1112和周向槽1113组成l形槽，轴向槽1112指沿凹槽结构2的轴向(z轴方向)开设的槽，周向槽1113指沿圆
周方向开设的槽。
35.具体地，l形槽设置有多个，相应地，环形件3外壁上的限位凸起31也设置有多个，通过多个限位凸起31与对应的l形槽配合，对环形件3竖向上的限位效果更好。
36.参见图2和图3，可选地，所述环形件3的轴向一侧设置有球槽32，所述凹槽结构2的敞口端内壁处设置有第一弹簧顶珠结构1114，当所述限位凸起31沿所述周向槽1113移动时，所述第一弹簧顶珠结构1114与所述环形件3的所述球槽32相配合。
37.本实施例中，环形件3的底侧沿周向设置有多个球槽32，随着限位凸起31在周向槽1113的移动，第一弹簧顶珠结构1114顶部的顶珠会进入对应的球槽32，此时说明环形件3旋转到位，并对环形件3实现一定的周向限位，只有人为使用较大的力才可以反向转动环形件3。
38.参见图2和图4，可选地，所述壳体1包括外壳体11和内球座12，所述交互装置主体还包括微动开关41，所述内球座12和所述微动开关41分别设置于所述外壳体11内，所述内球座12与所述外壳体11滑动连接并用于抵接所述微动开关41，其中，所述内球座12远离所述微动开关41的一侧设置有半球形凹槽121，所述外壳体11一侧设置有用于供所述轨迹球6伸出的外壳孔1111，所述半球形凹槽121与所述外壳孔1111组成所述凹槽结构2。
39.本实施例中，当需要控制车载显示屏时，可以双击两次轨迹球6，使微动开关41被触发两次，并可以通过蓝牙收发器将信号传递至车载显示屏用于激活车载显示屏；车载显示屏激活亮起后，可以通过滚动轨迹球6，依托球体位移坐标信息采集识别模块采集轨迹球6滚动的坐标信息，此信息经处理后触发到车载显示屏，控制车载显示屏上光标的移动，可以单击轨迹球6实现车载显示屏上的功能确认。
40.其中，轴向槽1112和周向槽1113是设置在外壳孔1111的内壁处的，微动开关41内部的弹簧可以驱动内球座12与球体复位至按下前的高度。微动开关41具体可以设置在第一电路板4上，微动开关41被触发时，先是将相关信号反馈至第一电路板4，然后由第一电路板4再反馈至车载显示屏，第一电路板4起到信号传递作用，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。
41.参见图4，可选地，所述内球座12设置有与所述半球形凹槽121连通的通光槽125，所述交互装置主体还包括光电传感器结构51和导光结构52，所述光电传感器结构51设置于所述内球座12，且所述导光结构52密封设置于所述通光槽125处，所述光电传感器结构51发出的光线用于通过所述导光结构52照射于所述半球形凹槽121内的所述轨迹球6。
42.本实施例中，滚动轨迹球6时，光电传感器结构51能够检测到轨迹球6的滚动轨迹，也就是轨迹球6的位置信息，进而通过将轨迹球6的位置信息反馈至车载显示屏的控制设备或反馈至该轨迹球交互装置的控制模块，最终使车载显示屏上的光标能够随着轨迹球6的滚动而移动，比如轨迹球6向前转动时光标向上移动，轨迹球6向后转动时光标向下移动，轨迹球6向左转动时光标向左移动，轨迹球6向右转动时光标向右移动，轨迹球6不转动时，光电传感器结构51检测不到轨迹球6的滚动轨迹，此时光标则停止运动。其中导光结构52用于对光电传感器结构51中发光件例如二极管发出的光进行导向，保证二极管发出的光能通过导光结构52照射在轨迹球6上，进而检测轨迹球6的位置信息。
43.其中，导光结构52与通光槽125可以通过密封胶密封固定，防止意外进入半球形凹槽121的水不会从此处渗透至光电传感器结构51。
44.具体地，光电传感器结构51设置在第二电路板5上，光电传感器结构51得到轨迹球6的位置信息后，先是反馈至第二电路板5，然后由第二电路板5再反馈至车载显示屏的控制设备或本装置集成的控制模块，第二电路板5起到信号传递作用。
45.可选地，交互装置主体还包括灯光模块，可以通过长按轨迹球6，进而改变灯光模块发出的光的颜色，除此之外，灯光模块还可以随车辆氛围灯亮起同样的颜色，用户体验感更强。而且，轨迹球6自身也可以内置或/和外置图案设计，配合灯光模块或车辆氛围灯，视角效果更佳。
46.可选地，所述外壳体11与所述内球座12之间设置有弹性件，所述弹性件用于驱动所述内球座12远离所述微动开关41。
47.本实施例中，未避免微动开关41内部的弹簧的弹力不足以使内球座12和轨迹球6恢复至按压前的高度，这里设置了弹性件，按压轨迹球6时，轨迹球6和内球座12压缩弹性件，松开轨迹球6后，弹性件将内球座12和轨迹球6顶起至按压前的高度。
48.参见图4，可选地，所述弹性件为弹簧1122，所述内球座12设置有导向套124，所述外壳体11的内部设置有导向柱1121，所述导向套124用于沿所述导向柱1121滑动，所述弹簧1122套于所述导向柱1121，且所述弹簧1122的一端抵接所述导向套124，所述弹簧1122的另一端抵接所述外壳体11。
49.本实施例中，按压轨迹球6时，轨迹球6与内球座12一起向下移动，同时导向套124沿导向柱1121向下移动并压缩弹簧1122，松开轨迹球6后，在弹簧1122的作用下，将内球座12和轨迹球6顶起至按压前的高度。
50.参见图2和图4，可选地，所述半球形凹槽121的内壁靠近其槽底的位置设置有多个用于支撑所述轨迹球6的支撑球122，所述外壳孔1111的内壁处还设置有多个用于抵接所述轨迹球6的第二弹簧顶珠结构1115。
51.本实施例中，多个支撑球122支撑在轨迹球6的下部，同时通过多个第二弹簧顶珠结构1115支撑在轨迹球6的上部，对轨迹球6的侧向位移起到限制作用，轨迹球6不用与半球形凹槽121的内壁直接接触，第二弹簧顶珠结构1115的顶珠可以滚动，支撑球122也可以滚动，使得轨迹球6滚动时，其与第二弹簧顶珠结构1115的顶珠以及支撑球122是滚动摩擦，减小滚动时的摩擦力。
52.参见图4，可选地，所述内球座12设置有导水管123，所述导水管123的一端与所述半球形凹槽121的槽底连通，所述导水管123的另一端贯穿所述外壳体11远离所述外壳孔1111的一侧。
53.本实施例中，可以在半球形凹槽121的内壁表面进行高亮图层设计，可有效实现导水、聚光等作用，从轨迹球6与环形件3之间的间隙意外进入水时，水可以从底部的导水管123排出，防止内部积水。
54.可选地，环形件3的外表面可以设置多个按键，通过这些按键可以对整车进行操控，比如控制车窗，控制空调等，提高轨迹球交互装置的功能性。
55.可选地，外壳体11包括上壳体111和下壳体112，上壳体111和下壳体112拆卸连接，便于内部结构的安装，比如便于内球座12、电路板、光电传感器结构51、灯光模块等的安装。
56.本实用新型另一实施例还提供一种汽车，包括如前所述的轨迹球交互装置。
57.由于所述汽车的技术改进和有益效果至少与所述轨迹球交互装置一样，因此不再
对所述汽车进行赘述。
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。

技术特征：
1.一种轨迹球交互装置，其特征在于，包括交互装置主体和环形件(3)，所述交互装置主体包括壳体(1)和轨迹球(6)，所述壳体(1)设置有凹槽结构(2)，所述轨迹球(6)用于置于所述凹槽结构(2)处，且所述轨迹球(6)的部分伸出所述壳体(1)，所述环形件(3)用于套于所述轨迹球(6)并与所述壳体(1)可拆卸连接，所述环形件(3)的内径小于所述轨迹球(6)的直径。2.根据权利要求1所述的轨迹球交互装置，其特征在于，所述凹槽结构(2)的敞口端内壁处设置有轴向槽(1112)和周向槽(1113)，所述周向槽(1113)的一端与所述轴向槽(1112)连通；所述环形件(3)的外壁设置有限位凸起(31)，所述限位凸起(31)用于沿所述轴向槽(1112)移动并转动至所述周向槽(1113)中。3.根据权利要求2所述的轨迹球交互装置，其特征在于，所述环形件(3)的轴向一侧设置有球槽(32)，所述凹槽结构(2)的敞口端内壁处设置有第一弹簧顶珠结构(1114)，当所述限位凸起(31)沿所述周向槽(1113)移动时，所述第一弹簧顶珠结构(1114)与所述环形件(3)的所述球槽(32)相配合。4.根据权利要求1所述的轨迹球交互装置，其特征在于，所述壳体(1)包括外壳体(11)和内球座(12)，所述交互装置主体还包括微动开关(41)，所述内球座(12)和所述微动开关(41)分别设置于所述外壳体(11)内，所述内球座(12)与所述外壳体(11)滑动连接并用于抵接所述微动开关(41)，其中，所述内球座(12)远离所述微动开关(41)的一侧设置有半球形凹槽(121)，所述外壳体(11)一侧设置有用于供所述轨迹球(6)伸出的外壳孔(1111)，所述半球形凹槽(121)与所述外壳孔(1111)组成所述凹槽结构(2)。5.根据权利要求4所述的轨迹球交互装置，其特征在于，所述外壳体(11)与所述内球座(12)之间设置有弹性件，所述弹性件用于驱动所述内球座(12)远离所述微动开关(41)。6.根据权利要求5所述的轨迹球交互装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧(1122)，所述内球座(12)设置有导向套(124)，所述外壳体(11)的内部设置有导向柱(1121)，所述导向套(124)用于沿所述导向柱(1121)滑动，所述弹簧(1122)套于所述导向柱(1121)，且所述弹簧(1122)的一端抵接所述导向套(124)，所述弹簧(1122)的另一端抵接所述外壳体(11)。7.根据权利要求4所述的轨迹球交互装置，其特征在于，所述半球形凹槽(121)的内壁靠近其槽底的位置设置有多个用于支撑所述轨迹球(6)的支撑球(122)，所述外壳孔(1111)的内壁处还设置有多个用于抵接所述轨迹球(6)的第二弹簧顶珠结构(1115)。8.根据权利要求4所述的轨迹球交互装置，其特征在于，所述内球座(12)设置有导水管(123)，所述导水管(123)的一端与所述半球形凹槽(121)的槽底连通，所述导水管(123)的另一端贯穿所述外壳体(11)远离所述外壳孔(1111)的一侧。9.根据权利要求4所述的轨迹球交互装置，其特征在于，所述内球座(12)设置有与所述半球形凹槽(121)连通的通光槽(125)，所述交互装置主体还包括光电传感器结构(51)和导光结构(52)，所述光电传感器结构(51)设置于所述内球座(12)，且所述导光结构(52)密封设置于所述通光槽(125)处，所述光电传感器结构(51)发出的光线用于通过所述导光结构(52)照射于所述半球形凹槽(121)内的所述轨迹球(6)。10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的轨迹球交互装置。

技术总结
本实用新型提供了一种轨迹球交互装置及汽车，涉及汽车技术领域，轨迹球交互装置包括交互装置主体和环形件，交互装置主体包括壳体和轨迹球，壳体设置有凹槽结构，轨迹球用于置于凹槽结构处，且轨迹球的部分伸出壳体，环形件用于套于轨迹球并与壳体可拆卸连接，环形件的内径小于轨迹球的直径。当需要拆卸轨迹球以对轨迹球进行清洗或更换时，可以先将环形件拆卸掉，之后将轨迹球从凹槽结构处拿出即可，整个拆卸过程不需要拆卸壳体与车门板之间的连接结构，简单方便。简单方便。简单方便。


技术研发人员：罗军 李昌桂 王羽佳 石思军 郭平 董伟 高树
受保护的技术使用者：浙江吉利控股集团有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/28