可变电阻导电橡胶传感器及检测对象/人与其接触的方法技术

本发明专利技术提供了一种可变电阻导电橡胶传感器以及检测对象/人与其接触的方法。所述传感器具有由导电橡胶构造的传感器本体。传感器本体在相对的第一末端与第二末端之间延伸。第一导线可操作地连接至第一末端并且第二导线可以可操作地连接至第二末端，其中通过传感器本体的在中间延伸的导电橡胶使第一导线和第二导线彼此电通信。微控制器可操作地连接至传感器本体以检测在传感器本体上的作用力或人接触的发生。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容总体上涉及传感器，并且更具体地，涉及适于检测人或一些其他对象的存在、用于车辆(例如用于车辆座椅、车窗和车辆闭合板)的压力传感器和夹压传感器(pinchsensor)。
技术介绍
本部分提供背景信息，其不一定是与本公开内容相关联的专利技术概念的现有技术。已知在正当闭合板关闭时检测到外来的障碍物或对象的情形下，应用夹压传感器来防止电动窗或闭合板(如升降门或侧门)关闭。还已知将开关应用于汽车座椅以检测乘客的存在，其继而可以启用或禁用通常被称为安全气囊的充气约束装置。夹压传感器和开关以不同的形式出现，包括非接触式传感器，如基于电容变化的传感器；以及接触式传感器，其取决于由与外来对象的接触引起的传感器的物理变形。接触式夹压传感器通常以沿着并且毗邻车门的外围布置的橡胶条的形式被应用。橡胶条是导电的并且嵌入通常由空气隙彼此隔开的两根小直径的导线。当在通常是非导电弹性体材料的外部非导电套上直接施加冲击力而使两根导线彼此接触时，其中外部套包裹内部导电橡胶条和导线，导线之间的电阻降低，并且可操作地连接至两根导线的微控制器检测电阻或电压的降低，从而当电阻或电压降低超过预定阙值时检测到对象。这样的常规夹压传感器产生的一些根本问题如下所示(没有按重要性排序)：常规夹压传感器一般具有沿每一侧通常约35度的有限的启动角，因此，在倾斜地而不是正面地施加夹压力的情况下，导线可能不彼此接触；常规夹压传感器在构造上一般比较复杂并且昂贵，主要是由于将电阻器固定在导线的末端需要复杂的挤压过程和压接过程(crimpingprocess)，并且还由于需要对末端周围的非导电盖进行二次成型；并且更进一步，这样的夹压传感器的布置可能由于经由导线的弯曲应力和位移造成的错误启动而损害传感器的效率。还已知特别是在车窗应用中利用马达霍尔效应传感器。实施霍尔效应传感器通常是昂贵的，并且此外，在车窗应用中，可以证明霍尔效应传感器满足由以下法规强制实行的车辆标准所允许的最大力限制是具有挑战性的：交通部(DOT)，国家公路交通安全管理局，《美国联邦法规》第49章第571款，RIN2127-AG36，联邦机动车辆安全标准(FMVSS)，在标准的FMVSS118中的电动窗(FMVSS)、隔断和顶板系统，其通过引用合并到本文中。满足所述标准的困难主要源于对象的初始感测到使窗停止和/或逆行的反应时间之间的时间上的滞后。因此，期望提供消除或者减轻上述缺点的至少一个缺点的传感器/开关。
技术实现思路
本部分提供本公开内容的概括性总结，而不是其全范围或其全部特征、方面或目标的全面披露。本公开内容的一个方面是提供可变电阻导电橡胶传感器元件，也被称为传感器本体，其用于包括电动升降门、电动窗、采光顶、行李箱盖的电动闭合系统中，并且也用于装饰板移动检测、外部门把手启动压力检测、包括例如车辆座椅上的乘客检测的非平面开关应用中。本公开内容的一个相关方面是提供能够成形来获得如横截面图中所示的任何期望的形状的可变电阻导电橡胶传感器本体。本公开内容的一个相关方面是提供能够成形来获得如横截面图中所示的变化形状的可变电阻导电橡胶传感器本体。本公开内容的一个相关方面是提供可挤压的可变电阻导电橡胶传感器本体。本公开内容的一个相关方面是提供可成型的可变电阻导电橡胶传感器本体。本公开内容的一个相关方面是提供具有由导电橡胶构造的传感器本体的可变电阻导电橡胶传感器，其中传感器本体在相对的第一末端和第二末端之间延伸。第一导线经由第一电连接器可操作地连接至第一末端。本公开内容的一个相关方面是提供具有可操作地连接至第一导线的微控制器的可变电阻导电橡胶传感器，其中，微控制器被配置成根据响应于传感器本体弹性变形的电阻增加来检测传感器本体的外部接触的发生。本公开内容的一个相关方面是提供具有可操作地连接至第一导线的微控制器的可变电阻导电橡胶传感器，其中，微控制器被配置成根据响应于由外部接触引起的温度增加的电阻增加来检测传感器本体的外部接触的发生。本公开内容的一个相关方面是提供在第一末端与第二末端之间具有如横截面图中所示的变化横截面面积的传感器本体，其中横截面的面积变化可以是阶梯状的和/或连续的变化，从而能够被定制成任何应用外壳。本公开内容的一个相关方面是提供可变电阻导电橡胶传感器，其中,传感器本体具有完全地或者大体上在传感器本体的整个外表面周围延伸的启动角度。本公开内容的一个相关方面是提供传感器本体作为一薄片材料，其被配置成覆盖车辆的乘客座椅以检测乘客的存在。本公开内容的一个相关方面是提供传感器本体作为细长条的材料，其被配置为窗的夹压传感器。本公开内容的一个相关方面是提供传感器本体以感测压力和/或温度变化。本公开内容的一个相关方面是提供能够被压缩、弯曲、扭转和/或拉伸的传感器本体。本公开内容的一个相关方面是提供用于检测在车窗、车辆闭合件、车辆装饰板和车辆座椅应用中的至少一个中对象/人接触车辆部件的发生的方法。该方法包括布置包括由导电橡胶构造的传感器本体的传感器，该传感器本体在操作上连接至毗邻车辆部件的微控制器。这些和其他可替选的实施例旨在提供具有可变电阻导电橡胶传感器本体的传感器/开关，以用于当机动车辆的部件被接触时检测压力变化和温度变化的至少一个变化。适用性的另外的领域将由于本文提供的描述变得明显。该总结中的描述和具体示例仅仅旨在说明性的目的，而不旨在限制本公开内容的范围。附图说明本文中所描述的附图旨在举例说明本公开内容所选择的实施例，而不旨在限制本公开内容的范围，其中：图1是根据本公开内容的教示的一方面所构造的可变电阻导电橡胶传感器的示意性透视顶视图；图2是图1的可变电阻导电橡胶传感器的示意性透视仰视图，其中去除了末端盖和底部安装带；图3是基本上沿图1的线3-3截取的示意性剖视图；图4是图1的可变电阻导电橡胶传感器的示意性的、部分被去除的、不完整的透视图；图5是根据本公开内容的教示的一方面的示出为附接至车辆的载体部件的图1的可变电阻导电橡胶传感器的示意性透视图；图6是根据本公开内容的教示的另一方面构造的可变电阻导电橡胶传感器的示意性透视顶视图；图7是基本上沿图6的线7-7截取的示意性剖视图；图8是包括根据本公开内容的教示的一方面的可变电阻导电橡胶传感器的窗应用的示意性侧视图，其中窗被示出在完全升高的位置处；图9是类似于图8的视图，其中窗被示出在较低的位置处；图10是类似于图8的视图，其中所示对象阻挡窗的向上移动并且毗邻可变电阻导电橡胶传感器；图11A至图11D例示了可变电阻导电橡胶传感器被测试的不同方位；图12是根据本专利技术的一方面构造的传感器的电子示意图；以及图13是根据本专利技术的一方面构造的传感器装置的电子示意图。具体实施方式为了描述的清晰，本文中在一个或更多个特定的车辆应用(即，电动窗)的背景下对本公开内容进行了描述。然而，在结合附图阅读下面的详细描述时，将清楚的是本公开内容的专利技术概念可以应用于许多其他的系统和应用，例如，如电动升降门、电动顶板、行李箱盖、装饰板移动检测；外部门把手启动压力检测；包括例如车辆座椅上的乘客检测的非平面开关应用。现在更详细地参照附图，图1至图5例示了根据本专利技术的一方面的可变电阻导电橡胶传感器装置的实施例，并且所述可变电阻导电橡胶传感器装置在下文中被简单地称为传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变电阻导电橡胶传感器，包括：由导电弹性体制成的传感器本体，所述传感器本体限定了外部形状并且沿轴线在彼此隔开的第一末端与第二末端之间延伸，并且能够相对于所述轴线纵向变形、能够关于所述轴线扭转且能够径向压缩；经由第一电连接器在操作上连接至所述传感器本体的所述第一末端的第一导线；并且其中所述传感器本体响应于外部接触，呈现出电阻的增加。

【技术特征摘要】
2015.08.21 US 62/208,4761.一种可变电阻导电橡胶传感器，包括：由导电弹性体制成的传感器本体，所述传感器本体限定了外部形状并且沿轴线在彼此隔开的第一末端与第二末端之间延伸，并且能够相对于所述轴线纵向变形、能够关于所述轴线扭转且能够径向压缩；经由第一电连接器在操作上连接至所述传感器本体的所述第一末端的第一导线；并且其中所述传感器本体响应于外部接触，呈现出电阻的增加。2.根据权利要求1所述的可变电阻导电橡胶传感器，还包括：在操作上连接至所述第一导线的微控制器。3.根据权利要求1或2所述的可变电阻导电橡胶传感器，还包括：在操作上与所述传感器本体串联耦接的电阻器。4.根据权利要求3所述的可变电阻导电橡胶传感器，还包括：在所述传感器本体和所述电阻器之间并且与所述传感器本体和所述电阻器在操作上耦接的电压控制型脉宽调制器。5.根据权利要求1所述的可变电阻导电橡胶传感器，其中，所述传感器本体响应于在受到所述外部接触产生的作用力的作用时被弹性变形，而呈现出电阻的增加。6.根据权利要求1所述的可变电阻导电橡胶传感器，其中，所述传感器本体响应于由所述外部接触产生的温度增加，而呈现出电阻的增加。7.根据权利要求1所述的可变电阻导电橡胶传感器，还包括：具有在所述第一末端与所述第二末端之间轴向延伸的凹陷沟道的传感器本体；通过所述传感器本体的凹陷沟道轴向延伸、并且沿其长度被第一绝缘套绝缘、并且延伸至从所述第一绝缘套露出的第一裸露端的第一导线；并且其中所述第一绝缘套将所述第一导线与所述凹陷沟道电绝缘，以防止在所述第一导线与所述凹陷沟道之间的直接电通信。8.根据权利要求7所述的可变电阻导电橡胶传感器，还包括：沿所...

【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特·马修·沙茨，塞缪尔·R·巴鲁科，J·R·斯科特·米切尔，
申请(专利权)人：麦格纳覆盖件有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA