车辆设施的制作方法

本公开涉及一种具有一个或多个自适应元件的车辆设施用品(anarticleofvehiclefurniture)，并且更具体地，但不排他地，涉及一种具有被配置为改变形状的自适应支撑元件的车辆座椅。

背景技术：

车辆设施用品，例如座椅、床或桌子，可以根据车辆的期望目的和类别以多种方式进行配置。例如，车辆可以是期望宽敞和舒适的车辆设施配置的豪华车辆。在另一个示例中，在车辆是家庭车辆的情况下，期望能够根据车辆的期望用途重新配置车辆设施以适应不同数量的人或者提供不同的装载空间配置。

因此，配置车辆设施以满足可以使用单个车辆的整个范围的个体的需求是困难的。例如，在车辆是公共车辆(例如出租车辆)的情况下，使用车辆的第一个体可能希望配置车辆以获得最大的舒适度，而第二个体可能希望使能够坐在车辆中的乘员的数量最大化。因此，机动车辆制造商可能不得不提供更多数量的车辆和/或设施配置以便满足市场需求。甚至在类似的车辆类别内，也期望配置车辆设施以适应大量个体的身体特性。例如，车辆座椅的位置可以被改变以适应不同尺寸的个体的范围。

此外，特别是随着半自主和完全自主车辆的出现，能够例如在行程期间改变车辆设施的布局以适应在该行程上使用车辆的个体的需求是期望的。

技术实现要素：

根据本公开的布置，提供了一种具有一个或多个自适应元件的车辆设施用品，每一个自适应元件包含：碳纤维层；以及被配置为在一个或多个区域中加热碳纤维层以使自适应元件改变形状的至少一个第一加热元件。这种形状变化可以例如包含自适应元件的全部或部分的曲率变化。

在本公开的上下文中，术语“车辆设施(vehiclefurniture)”应被理解为是指可以被用于使车辆的内部和/或外部适合于被一个或多个个体占用/使用的任何适当的设施。车辆设施可以例如是座椅、长凳、头枕、扶手、搁脚板(footrest)、桌子和/或书桌。自适应元件可以是被配置为支撑车辆的用户的身体的一部分或者承载在车辆中或车辆上的物品的自适应支撑元件。

车辆设施用品可以包含彼此相邻布置的至少两个自适应元件。车辆设施用品可以包含彼此间隔开的至少两个元件。

自适应元件可以是纵长的。例如，自适应元件可以包含离散带。这些带中的多个可以被连接在一起以形成车辆设施用品的一部分。例如，多个带可以被连接在一起以形成座椅底座、座椅靠背、床、搁脚板、头枕、扶手和/或桌子。

自适应元件可以包含具有纵向轴线的主体部分。自适应元件可以被配置为沿着主体部分的纵向轴线改变形状。

车辆设施用品可以具有被配置为以第一量改变形状的第一自适应元件。车辆设施用品可以具有被配置为以第二量改变形状的第二自适应元件。第一自适应元件和第二自适应元件的形状可以限定车辆设施用品的整体形状，例如该形状可以包含在垂直于主体部分的纵向轴线的方向上具有至少一个分量的曲率。

车辆设施用品包含一个或多个中间元件。该中间元件可以被设置成紧邻至少一个自适应元件和/或在多个自适应元件之间。自适应元件和中间元件可以以交替的方式布置。中间元件被配置为遵循自适应元件的形状。中间元件可以是被动的，例如中间元件可以被配置为仅仅通过被连接到自适应元件来遵循自适应元件的形状。

自适应元件在垂直于主体部分的纵向轴线的方向上可以具有在大约20至100mm范围内的尺寸。自适应元件在垂直于主体部分的纵向轴线的方向上可以具有60mm的尺寸。

自适应元件可以被设置在车辆座椅的腰部区域中。自适应元件可以被配置为在大约180至300mm的范围内改变腰部区域的曲率半径。

自适应元件可以至少部分横跨车辆设施用品——即，横向——延伸。自适应元件可以至少部分沿着车辆设施用品——即，纵向——延伸。

自适应元件可以包含被配置为减少热能传递——例如从第一加热元件向自适应元件周围的环境和/或从自适应元件周围的环境向碳纤维层——的热障(thermalbarrier)。

热障可以被设置在碳纤维层和使用设施的个体之间。热障可以被配置为减少热能从第一加热元件向个体传递。热障可以被配置为减少热能从个体向碳纤维层传递。

自适应元件可以包含被配置为加热车辆设施用品——例如自适应元件的支撑表面——的第二加热元件。第二加热元件可以是加热座椅的加热元件。热障可以被配置为减少热能从第二加热元件向碳纤维层传递。热障可以包含辐射屏障。辐射屏障可以被配置为将第一加热元件的热能朝向碳纤维层反射。热障可以包含加热屏障(heatbarrier)，该加热屏障减少第一加热元件与自适应元件的支撑表面之间的热传递。热障可以包含施加到碳纤维层上的表面涂层，例如热障涂层。

自适应元件可以包含被配置为检测碳纤维层的形状的位置传感器。自适应元件可以包含被配置为检测沿着自适应元件的压力分布的压力传感器。自适应元件可以包含被配置为检测自适应元件——例如自适应元件的支撑表面和/或乘员接触表面——的温度的温度传感器。

车辆设施用品可以包含被配置为调节碳纤维层的形状的控制器，例如，控制器可以被配置为调节对第一加热元件的输入以控制碳纤维层的形状。控制器可以被配置为接收来自压力传感器、温度传感器和位置传感器中的至少一个的一个或多个信号。控制器可以被配置为响应于来自位置传感器、压力传感器和温度传感器中的至少一个的信号而调节碳纤维层的形状。

根据另一种布置，提供了一种包含至少一个上述自适应元件的车辆。

根据另一种布置，提供了一种包含至少一个上述车辆设施用品的车辆。

根据另一种布置，提供了一种改变车辆设施用品的形状的方法，该车辆设施用品具有一个或多个自适应元件，每一个自适应元件包含：碳纤维层；以及被配置为在一个或多个区域中加热碳纤维层的至少一个加热元件，该方法包含：加热碳纤维层以使自适应元件改变形状并且使一个或多个中间元件遵循一个或多个自适应元件的形状。这种形状变化可以例如包含自适应元件的全部或部分的曲率变化。

该方法可以包含使用一个或多个压力传感器来确定施加到自适应元件上的压力分布。该方法可以包含响应于压力分布而改变自适应元件的形状。

该方法可以包含使用一个或多个温度传感器来确定沿着自适应元件的温度分布。该方法可以包含响应于温度分布而改变自适应元件的形状。

根据本公开的另一种布置，提供了一种自适应元件，该自适应元件包含：碳纤维层；被配置为在一个或多个区域中加热碳纤维层以使自适应元件改变形状的加热元件；以及热障，该热障被配置为减少热能以以下方式中的至少一种传递：从第一加热元件向自适应元件周围的环境；以及从自适应元件周围的环境向碳纤维层。这种形状变化可以例如包含自适应元件的全部或部分的曲率变化。

热障可以被直接施加到碳纤维层的一个或多个表面上。例如，热障可以包含结合到碳纤维层的表面部分的材料片。热障可以被设置在第一加热元件与自适应元件周围的环境之间。

热障可以被配置为将加热元件的热能朝向碳纤维层反射。例如，在加热元件被设置在碳纤维层与热障之间的情况下，热障可以被配置为将原本已被传递到环境中的任何热能改变方向回到碳纤维层。以这种方式，可以增加自适应元件的效率。

自适应元件可以包含与第一加热元件间隔开的第二加热元件。该第二加热元件可以被配置为向自适应元件的碳纤维元件以外的一个或多个部分提供热能。第一和第二加热元件的预期功能可以是相互排斥的。热障可以被配置为反射例如来自第二加热元件的热能使之远离碳纤维层。

热障可以包含辐射屏障。热障可以包含传导屏障。热障可以包含对流屏障。热障可以包含施加到自适应元件的至少一部分上的表面涂层。例如，热障可以被施加到碳纤维层、第一加热元件和第二加热元件中的至少一个上。

根据本公开的另一种布置，提供了一种具有一个或多个自适应元件的车辆设施用品，每一个自适应元件包含：碳纤维层；以及被配置为在一个或多个区域中加热碳纤维层以使自适应元件改变形状的至少一个第一加热元件。这种形状变化可以例如包含自适应元件的全部或部分的曲率变化。

在本公开的上下文中，术语“碳纤维”用于表示碳纤维增强聚合物，即，具有结合在热固性树脂——例如环氧树脂——中的碳纤维束(carbonfibrestrand)的复合材料。

为了避免不必要的工作重复和对说明书中的文本复制，某些特征关于本公开的仅一个或几个方面或布置进行描述。然而，可以理解的是，在技术上可行的情况下，关于本公开的任何方面或布置描述的特征也可以在本公开的任何其它方面或布置中使用。

附图说明

为了更好地理解本公开并且更清楚地示出它可以如何付诸实施，现在将通过示例的方式参考附图，附图中：

图1a至1c各自示出了具有自适应支撑元件的车辆设施用品；

图2示出了自适应支撑元件的分解图；以及

图3示出了适合于车辆驾驶员的脊柱的形状的车辆设施用品。

具体实施方式

图1a至1c各自示出了设置有车辆设施用品103的车辆101的内部。在图1a至1c所示的布置中，车辆101是具有前部座椅105和后部座椅107的轿车。然而，车辆101可以是任何适当类型的车辆，例如厢式货车、卡车、货车、摩托车、飞机或水上运载交通工具。车辆设施103可以是任何适当类型的设施并且可以被配置为被安装到车辆101的内部。例如，车辆设施用品103可以是可以被用于使车辆101的内部适合于被一个或多个个体占用的任何适当的用品，例如座椅、头枕、扶手、搁脚板、桌子、和/或书桌。此外或可替代地，车辆设施103可以被安装到车辆101的外部，例如车辆设施103可以是摩托车座椅或安装在船舶甲板上的长座椅。

图1a至1c示出了车辆设施103的三种不同的配置，车辆设施103包含以用于形成车辆座椅的自适应支撑元件109的形式的多个自适应元件。然而，应当理解的是，本公开不限于图1a至1c中所示的那些配置，并且车辆设施用品103可以根据安装车辆设施103的车辆101的配置以任何适当的方式进行配置。

图1a示出了车辆设施103的第一种配置，其中前部座椅105被配置为安置处于前向位置的两个乘员，例如驾驶员111和乘客113。后部座椅107以与前部座椅105类似的方式进行配置，使得占用后部座椅107的任何乘客也处于前向位置。

图1b示出了一种布置，其中车辆设施103已从图1a所示的第一种配置改变为第二种配置。在图1b中，前部座椅105被配置为安置处于前向位置的第一乘员(例如驾驶员111)和处于后向位置的第二乘员(例如乘客113)。图1b的后部座椅107以与图1a的后部座椅类似的方式进行配置，使得占用后部座椅107的任何乘客处于前向位置。以这种方式，前部座椅105的后向部分中的乘客113能够面向后部座椅107中的乘客就座。

图1a的第一种配置与图1b的第二种配置之间的变化是由用于形成前部座椅105的上部115(例如背部)的自适应支撑元件109的曲率变化引起的。在图1a所示的布置中，自适应支撑元件109具有提供背部115的两个离散凹部117a、117b的曲率，两个离散凹部117a、117b被配置为分别为驾驶员111和乘客113提供就座位置。在图1b所示的布置中，自适应支撑元件109已经改变了曲率，使得凹部117b的配置已改变成安置在与图1a所示的方向相反的方向上的乘客113。换句话说，自适应支撑元件109已经改变了曲率以重新定义可以如何使用车辆101的内部。在这样做时，前部座椅105的乘客座椅的取向已经从前向位置改变为后向位置。

图1c示出了一种布置，其中车辆设施103已经从图1b所示的第二种配置改变为第三种配置。在图1c中，前部座椅105被配置为安置处于前向位置的第一乘员(例如驾驶员111)和处于后向位置的第二乘员(例如乘客113(未示出))。后部座椅107被配置为安置处于面向前部座椅105中的乘客113的位置的另一乘客，并且提供紧邻另一乘客可以放置物品的支撑表面，例如桌子119。然而，应当理解的是，车辆设施103的配置可以以任何适当的顺序和/或任何适当的量从图1a至1c中所示的那些布置改变。例如，车辆设施103可以根据车辆内部的期望用途而在图1a所示的配置和图1c所示的配置之间和/或在一个或多个另外的布置之间直接改变。

图1b的第二种配置与图1c的第三种配置之间的变化是由形成后部座椅107的下部121(例如座椅部分)的自适应支撑元件109的曲率变化引起的。在图1b所示的布置中，自适应支撑元件109具有提供两个离散凹部的曲率，两个离散凹部各自被配置为为乘客113提供就座位置。在图1c所示的布置中，下部121的自适应支撑元件109已经改变了曲率，使得凹部之一的曲率是在与图1b所示的方向相反的方向上。换句话说，自适应支撑元件109已经将曲率从提供两个凹部的形式改变为提供被配置为安置乘客113的单个凹部123a和被配置为提供支撑表面(在图1c的情况下是桌子)的突出部123b的形式。

虽然在图1a至1c中没有示出，但是应当理解的是，前部座椅105的下部可以包含一个或多个自适应支撑元件109。类似地，后部座椅107的上部可以包含一个或多个自适应支撑元件109。事实上，车辆设施103的任何适当部分可以包含一个或多个自适应支撑元件109。例如，附接到前部座椅105和后部座椅107的上部115的头枕125和/或扶手127可以包含一个或多个自适应支撑元件109。

为了实现车辆设施用品103的形式的改变，在第一种布置中，每一个自适应支撑元件109包含碳纤维层129和第一加热元件131，如图2所示。第一加热元件131被配置为在一个或多个区域中加热碳纤维层129以使自适应支撑元件109改变曲率。例如，加热元件131可以被设置在碳纤维层129上和/或其中的一个或多个离散区域中，使得加热元件131能够向碳纤维层129施加热能。以这种方式，碳纤维层129的离散区域可以被加热以使碳纤维层129在施加热能的区域中弯曲。

如图2所示，自适应支撑元件109可以是至少包含碳纤维层129和第一加热元件131的层状结构。在这种布置中，碳纤维层129是纵长带，并且第一加热元件131被定位成抵靠碳纤维层129的前表面133。然而，碳纤维层129可以具有任何适当的配置，并且第一加热元件131可以被定位成抵靠碳纤维层129的一个或多个适当的表面。

根据其预期用途，自适应支撑元件109可以包含至少一个另外的层和/或另外的部件。例如，在自适应支撑元件109形成座椅的一部分的情况下，自适应支撑元件109可以具有衬垫层(paddinglayer)以增加座椅的舒适性。此外或可替代地，在自适应支撑元件109被配置用于户外用途的情况下，自适应支撑元件109可以具有被配置为保护自适应支撑元件109以免暴露于环境中的保护层。

在图2所示的布置中，自适应支撑元件109包含背衬层(backinglayer)135、热障137和衬垫层139。背衬层135可以例如包含聚合物材料层，并且可以被用于保护自适应支撑元件109的一个或多个部分。例如，背衬层135可以被用于保护自适应支撑元件109的一个或多个电连接。自适应支撑元件109还可以包含位置传感器141，该位置传感器141被配置为确定自适应支撑元件109的曲率的量。在图2中，位置传感器141被配置为接合碳纤维层129的后表面143，然而，位置传感器141可以具有任何适当的配置。例如，位置传感器141可以在其制造期间被集成到碳纤维层129中，例如当将聚合物树脂添加到碳纤维材料中以形成碳纤维层129时，通过包覆成型位置传感器141来将其集成到碳纤维层129中。

在图2所示的布置中，热障137被设置成抵靠碳纤维层129的前表面133，使得其位于碳纤维层129和衬垫层139之间。以这种方式，热障137被定位在第一加热元件131与当使用车辆设施103时车辆设施103的乘员之间。然而，热障137可以被设置在碳纤维层129的任何适当部分处以减少热能的传递。

热障137可以是减少热能从自适应支撑元件109的一部分传递的任何适当类型的屏障。例如，热障137可以是被配置为减少通过热辐射、传导和/或对流传递能量的屏障。在图2中，热障137包含反射绝缘体(reflectiveinsulator)，该反射绝缘体被配置为使热能从第一加热元件131向自适应支撑元件109周围的环境传递最小化。这是有利的，因为它减少了当加热碳纤维层129以实现车辆设施103的曲率变化时由于第一加热元件131的操作而导致的自适应支撑元件109周围的环境被加热的量。例如，热障137可以有助于防止第一加热元件131作用以加热使用车辆设施103的乘员、放置在车辆设施用品103和/或自适应支撑元件109的一个或多个其他部件上的物品。

热障137可以被配置为将从第一加热元件释放的热能朝向碳纤维层129反射。例如，图2所示的热障具有反射绝缘体，该反射绝缘体被配置为使从第一加热元件释放的热能改变方向回到碳纤维层129。以这种方式，由于热障137减少了损失到环境的热量的量，所以第一加热元件131的效率增加。这是有益的，因为与没有热障137的布置相比，它可以导致碳纤维层129以更快的速率和/或更大的量改变曲率。

热障137可以被配置为减少热能从自适应支撑元件109周围的环境向碳纤维层129传递。例如，在车辆设施103被乘客占用的情况下，热障137可以被配置为减少从乘客的身体传递到碳纤维层129的热能的量。以这种方式，热障137可以有助于防止由于车辆设施103的乘员加热碳纤维层129而导致的碳纤维层129的曲率的不经意变化。

自适应支撑元件109可以包含第二加热元件145，该第二加热元件145被配置为加热车辆设施103以及因此加热使用设施103的乘员。例如，第二加热元件145可以是用于车辆的加热座椅的加热元件。在自适应支撑元件109包含第二加热元件145的情况下，热障可以被配置为减少热能从第二加热元件145向碳纤维层129传递。例如，热障137可以被配置为减少当第二加热元件145被激活(或最近已被激活)时从第二加热元件145传递到碳纤维层129的热能的量。以这种方式，热障137可以有助于防止由于从第二加热元件145释放的热能而导致的碳纤维层129的曲率的不经意变化。

在另一种布置中，热障可以是应用到自适应支撑元件109的一个或多个部分的表面处理，例如热障涂层。例如，表面处理可以被应用到碳纤维层129的一个或多个部分，例如已经施加了第一加热元件131的碳纤维层129的表面。可替代地或此外，表面处理可以被直接应用到第一加热元件131。

自适应支撑元件109可以包含一个或多个压力传感器，该一个或多个压力传感器被配置为例如当乘客坐在车辆设施103上时确定沿着自适应支撑元件109的压力分布。自适应支撑元件109可以包含控制器(未示出)，该控制器被配置为响应于来自压力传感器的信号而调节一个或多个自适应支撑元件109的曲率。以这种方式，本公开提供了一种根据沿着自适应支撑元件的压力分布来自动调节车辆设施103的曲率的反馈方法。这种方法在对乘员的身体部分提供改进的支撑方面可以是有利的，例如对车辆101的驾驶员111当就座时的改进的腰部支撑。

图3示出了前部座椅105的剖视图和车辆的驾驶员111当坐在前部座椅105中时的侧视图。图3还示出了前部座椅105的腰部支撑区域147，该腰部支撑区域147具有曲率半径r和距前部座椅105的下部121的距离d。应当理解的是，根据驾驶员111的身体特性，曲率半径r和距离d将是不同的值。例如，当与身材高大的人相比时，身材矮小的人的腰部支撑区域147将被定位成更靠近前部座椅105的下部121，并且将具有更小的曲率半径r。因此，能够调节腰部支撑区域147的位置d和曲率r是期望的。

在图3中，每一个自适应支撑元件109布置为彼此相邻。例如，在车辆设施103是如图1a至1c所示的后部座椅107的情况下，自适应支撑元件109被布置成横跨后部座椅107，沿着座椅107的下部121的深度并且沿着座椅107的背部115的高度在不间断的排延伸。以这种方式，自适应支撑元件109被布置成使得车辆设施103的形式在其可用表面的整个范围上是可变的。然而，在其他布置中，自适应支撑元件109可以被设置在车辆设施103的一个或多个离散区域中。例如，在车辆设施103包含床的情况下，自适应支撑元件103可以被设置在床的头部支撑区域中，使得床上的乘员能够设定所需的支撑轮廓。

在其它布置中，至少一个中间元件可以被设置在两个相邻的自适应支撑元件109之间。中间元件可以被配置为遵循(例如被动适应)与其相邻的自适应支撑元件109的形式。例如，车辆设施103可以被配置成使得自适应支撑元件109和中间元件以交替的方式布置。

在图3所示的布置中，每一个自适应支撑元件109的曲率可以沿着其纵向轴线a-a独立地可变。换句话说，与第二自适应支撑元件109b相比，第一自适应支撑元件109a可以具有沿着其纵向轴线a-a的不同的曲率。因此，车辆设施103的整体曲率和形式可以由各个自适应支撑元件109的曲率来确定。例如，根据驾驶员111的身体特性，腰部区域147的曲率半径r可以在大约180至300mm的范围内进行调节。曲率半径的中心距下部121的距离d可以以相应的方式进行调节。

自适应支撑元件109的支撑表面的宽度，例如在垂直于其纵向轴线a-a的方向上，可以根据车辆设施用品103被配置为适应的曲率范围的大小进行选择。例如，在车辆设施103被配置为适应对应于座椅的腰部支撑区域147的180至300mm的曲率范围的情况下，支撑表面的宽度可以是大约60mm。以这种方式，车辆设施103被配置为使得自适应支撑元件109被布置成提供必要的分辨度以适应所需的曲率范围，在这种情况下，曲率范围由关于人类脊柱的曲率的数据进行确定。然而，应当理解的是，自适应支撑元件109可以具有任何适当的尺寸和/或以任何适当的方式进行布置，使得它们能够适应所需范围的曲率。例如，在车辆设施103是头枕125的情况下，自适应支撑元件109可以具有更小的宽度，例如10mm，使得当彼此结合时，自适应支撑元件109能够在垂直于每一个单独的自适应支撑元件109的纵向轴线的方向上提供更高的曲率分辨度。

因此，本公开提供了一种车辆设施用品103以及根据驾驶员111和/或一个或多个乘客113的身体特性来配置车辆设施用品103的形式的相关方法。本公开的一个优点是车辆设施用品103不需要包含任何机械连接或铰接部件以便适应车辆设施103的形式。事实上，车辆设施的形式的改变是由将热能可控施加到各个自适应支撑元件109的碳纤维层129引起的。此外，在自适应支撑元件109包含一个或多个压力传感器的情况下，控制器可以被配置为响应于来自压力传感器的输出而调节每一个自适应支撑元件109的曲率以便重新定位和/或改变腰部支撑区域147的曲率半径r。然而，应当理解的是，该方法可以包含调节车辆设施103除了腰部区域147以外或代替腰部区域147的任何适当区域的曲率和/或形式。

本领域技术人员将领会的是，虽然已经通过示例的方式参考一个或多个布置描述了本公开，但是本公开不限于所公开的布置并且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的前提下可以构造替代布置。