电容式座椅传感器及其制造和使用方法技术

在实例中，交通工具座椅传感器系统包括交通工具座椅

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电容式座椅传感器及其制造和使用方法
相关申请的交叉引用本申请要求于
2021
年4月
13
日提出的名称为“电容式座椅传感器及其制造方法
(CAPACITIVE SEAT SENSOR AND METHOD FOR MAKING SAME)”的美国技术专利申请第
63/174,509
号的优先权和权益，并将其整体并入本文
。


[0001]本公开涉及一种电容式座椅传感器及其制造和使用方法
。

技术介绍

[0002]除非另有指明，在此所描述的材料不是本申请的权利要求的现有技术，并且不通过包括在本部分中而被承认是现有技术
。
[0003]一些座椅传感器在单个封装中使用电容式传感器，将其附接到交通工具座椅的多个点上，以测量在若干预选位置处的座椅变形
(
参见美国专利第
10,131,249
号；第
9,631,987
号
)。
所测量的电容输出又被输入公式中，根据该公式来估计诸如乘坐者的存在和
/
或重量的量
。
然而，这些量描述了座椅是否被占用，并且对于确定其他座椅参数可能不够敏感，诸如确定座椅姿势
。
[0004]因此，需要一种可以提供关于多个交通工具座椅参数的信息的同步实时交通工具座椅传感器系统
。
因此，需要一种座椅传感器，其可以在变化的操作负载下提供关于交通工具座椅位置的选择区的应变和弯曲的信息
。
此类传感器系统可以用于实现更全面的交通工具座椅系统，以用于提高座椅舒适度
。

技术实现思路

[0005]在示例实施例中，交通工具座椅传感器系统包括交通工具座椅
、
柔性座椅传感器和电子单元
(an electronics unit)。
该交通工具座椅包括座椅表面
。
该柔性座椅传感器被安置在距座椅表面的可变形距离内，并且包括一个或多个信号电极
、
一个或多个接地电极
、
一个或多个介电层和一个或多个电容器
。
每个电容器由对应的信号电极和对应的接地电极的组合形成，并且，对应的介电层定位在该对应的信号电极和该对应的接地电极之间
。
该电子单元被连接到该柔性座椅传感器并且被配置成与该柔性座椅传感器电通信
。
该柔性座椅传感器被配置成提供与施加到该柔性座椅传感器的压力量成比例的电容输出
。
[0006]在另一示例实施例中，一种制造柔性传感器的方法包括从单个始极片上去除一个或多个预定区域
。
始极片的剩余部分包括具有导电结构的剩余区域和连续延伸穿过该剩余区域的介电层
。
导电结构全部在始极片的剩余部分的同一侧上
。
该方法包括按顺序折叠始极片的剩余部分，从而以堆叠方式布置剩余区域，其中指定剩余区域中的每个导电结构通过该指定剩余区域中的介电层或相邻剩余区域中的介电层中的至少一个与该堆叠中的一个或多个所述相邻剩余区域中的一个或多个其他导电结构间隔开
。
[0007]在另一示例实施例中，一种用于确定交通工具座椅的乘坐者的坐姿的方法包括用
直流电对交通工具座椅传感器系统的柔性座椅传感器进行充电
。
柔性座椅传感器定位在交通工具座椅的不同位置中并且在距交通工具座椅的不同位置的座椅表面的可变形距离内
。
柔性座椅传感器中的每一个包括电容式传感器
、
一个或多个信号电极
、
一个或多个接地电极和一个或多个介电层
。
该方法包括基于每个柔性座椅传感器的放电电荷量从柔性座椅传感器中的每一个中接收占用数据
。
该方法包括分析来自柔性座椅传感器的占用数据以确定交通工具座椅中的乘坐者的座椅姿势
。
[0008]下面更详细地描述这些和其他实施例
。
附图说明
[0009]图
1A
是示例性交通工具座椅传感器系统的立体图；图
1B
是包括在图
1A
的交通工具座椅传感器系统中的交通工具座椅的立体图；图
1C
示出包括在图
1A
的交通工具座椅传感器系统中的示例性柔性传感器垫；图2是可以包括在交通工具座椅传感器系统中的示例性柔性座椅传感器的示意图；图
3A
是可以包括在交通工具座椅传感器系统中的另一示例性柔性座椅传感器的示意图；图
3B
是可以包括在交通工具座椅传感器系统中的另一示例性柔性座椅传感器的示意图；图4是可以包括在交通工具座椅传感器系统中的另一示例性柔性座椅传感器的示意图；图5是可以在交通工具座椅传感器系统中实施的另一示例性柔性传感器垫的示意图；图
6A
是示例性交通工具座椅传感器系统的一部分的电路图；图
6B
是另一示例性交通工具座椅传感器系统的一部分的电路图；图7是另一示例性交通工具座椅传感器系统的一部分的示意图；图
8A
至图
8H
示出制造柔性传感器的方法的实例；图
9A
包括用于实验交通工具座椅传感器系统中的五个柔性座椅传感器中的每一个的实验电容放电强度；以及图
9B
至图
9F
分别绘出柔性座椅传感器中的每一个的电容放电强度，所有这些都是根据本文所描述的至少一个实施例来布置的
。
具体实施方式
[0010]此处使用的“邻接”意指接近或实际接触
。
此处使用的“夹持”意指插入或封入至少两个另一质量或特征的物体之间
。
此处使用的“邻近”是指接近或布置成相邻
。
此处使用的“直接电连接”是指电气部件
(
例如，接地电极
)
彼此之间的物理电连接，还指通过其他组成元件，例如，通过中间电气部件层，彼此电通信
。
此处使用的“弹性的
(resilient)”意指变形
、
压缩
、
弯曲
、
扭曲或旋转一定量并且能够继续返回到初始或基本上类似的形状或形态
。
此处使用的“板”意指平坦的平面形元件
。
它可以包括允许其保持该形状的任何种类的材料
。
[0011]图
1A
是根据本文所描述的至少一个实施例而布置的示例性交通工具座椅传感器系统
100(
在下文称为“系统
100”)
的立体图
。
系统
100
可以包括交通工具座椅
102、
一个或多个柔性座椅传感器
104A
至
104E(
在下文统称为“传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种交通工具座椅传感器系统，包括：交通工具座椅，所述交通工具座椅包括座椅表面；柔性座椅传感器，所述柔性座椅传感器被安置在距所述座椅表面的可变形距离内，所述柔性座椅传感器包括：一个或多个信号电极；一个或多个接地电极；一个或多个介电层；和一个或多个电容器，每个电容器由对应的信号电极和对应的接地电极的组合形成，其中对应的介电层定位在所述对应的信号电极和所述对应的接地电极之间；以及电子单元，所述电子单元被连接到所述柔性座椅传感器并且被配置成与所述柔性座椅传感器电通信，其中，所述柔性座椅传感器被配置成用于提供与施加到所述柔性座椅传感器的压力量成比例的电容输出
。2.
根据权利要求1所述的交通工具座椅传感器系统，其中：所述一个或多个信号电极包括第一信号电极；所述一个或多个接地电极包括第一接地电极和第二接地电极；所述一个或多个介电层包括定位在所述第一信号电极的相对侧上的第一介电层和第二介电层；所述一个或多个电容器包括第一电容器和第二电容器，所述第一电容器由所述第一接地电极通过所述第一电介质层与所述第一信号电极间隔开而形成，所述第二电容器由所述第二接地电极通过所述第二介电层与所述第一信号电极间隔开而形成；并且所述第一接地电极和所述第二接地电极彼此电耦合
。3.
根据权利要求2所述的交通工具座椅传感器系统，其中：所述一个或多个信号电极进一步包括第二信号电极；所述一个或多个接地电极进一步包括第三接地电极；所述一个或多个介电层进一步包括定位在所述第二信号电极的相对侧上的第三介电层和第四介电层；所述一个或多个电容器进一步包括第三电容器和第四电容器，所述第三电容器由所述第二接地电极通过所述第三介电层与所述第二信号电极间隔开而形成，所述第四电容器由所述第三接地电极通过所述第四介电层与所述第二信号电极间隔开而形成；并且所述第一接地电极
、
所述第二接地电极和所述第三接地电极彼此电耦合
。4.
根据权利要求2所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述柔性座椅传感器进一步包括以下各项中的至少一项：第一绝缘层，所述第一绝缘层定位在所述第一接地电极的与所述第一介电层相对的表面上；或第二绝缘层，所述第二绝缘层定位在所述第二接地电极的与所述第二介电层相对的表面上
。5.
根据权利要求1所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述一个或多个接地电极包括传导材料，所述传导材料限定所述传导材料中的多个孔
。
6.
根据权利要求1所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述一个或多个接地电极的所述传导材料布置在限定所述多个孔的网格结构中
。7.
根据权利要求1所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述柔性座椅传感器包括在三维中呈柔性的材料
。8.
根据权利要求1所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述柔性座椅传感器包括在三维中能够弹性变形的材料
。9.
根据权利要求1所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述柔性座椅传感器包括单个折叠的始极片，所述始极片包括在所述始极片的剩余区域中具有导电结构的电介质，所述剩余区域以堆叠方式被布置，所述一个或多个信号电极和所述一个或多个接地电极中的每一者包括在所述堆叠的不同剩余区域中的对应的导电结构
。10.
根据权利要求9所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述剩余区域具有共同形状
。11.
根据权利要求9所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述剩余区域中的每一个具有大小和形状等于所述柔性座椅传感器的覆盖区的覆盖区
。12.
根据权利要求1所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述电子单元被配置成通过直流电对每个电容器进行充电，并且基于每个电容器的放电电荷量来计算每个电容器的静电容量的变化
。13.
根据权利要求1所述的交通工具座椅传感器系统，其进一步包括布置在距所述座椅表面的所述可变形距离内的一个或多个附加柔性座椅传感器
。14.
根据权利要求
13
所述的交通工具座椅传感器系统，其中：所述交通工具座椅包括座位部分
、
背部支撑部分和腿部支撑部分；所述座椅表面延伸穿过所述座位部分
、
所述背部支撑部分和所述腿部支撑部分中的每一者；将所述柔性座椅传感器定位在所述座位部分中；并且所述一个或多个附加柔性座椅传感器至少包括定位在所述背部支撑部分中的第一柔性座椅传感器和定位在所述腿部支撑部分中的第二柔性座椅传感器
。15.
根据权利要求1所述的交通工具座椅传感器系统，其中，所述交通工具座椅包括陆地交通工具座椅
、
空中旅行交通工具座椅或海上交通工具座椅
。16.
一种制造柔性传感器的方法，所述方法包括：从单个始极片上去除一个或多个预定区域，所述始极片的剩余部分包括具有导电结构的多个剩余区域和连续延伸穿过所述剩余区域的介电层，所述导电结构全部在所述始极片的所述剩余部分的同一侧上；按顺序折叠所述始极片的所述剩余部分，从而以堆叠方式布置所述剩余区域，其中，指定剩余区域中的每个导电结构通过所述指定剩余区域中的所述介电层或相邻剩余区域中的所述介电层中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：日东电工株式会社日东弯曲技术有限公司，
类型：发明
国别省市：