具有电子部件的承载地板的制作方法

1.本发明总体上涉及汽车内部结构领域，尤其涉及一种结合有电子特征件的汽车承载地板组件。


背景技术：

2.承载地板传统上旨在用作稳定的平面平台，不同尺寸和重量的货物可以放置在该平台上。承载地板的改进已经产生了多种结构类型，其包括但不限于注射成型、吹塑成型、压缩成型以及热成型。材料的选择也已经引发总体重量与强度分布方面的改进，特别是通过使用现代材料(例如玻璃纤维和蜂窝板)，为承载地板构造提供了结构完整性。
3.汽车的使用方式正在迅速变化，自动驾驶汽车和增加的乘车共享构造被呈现给市场。随着这些变化，车辆用户和乘客与车辆交互的方式正在迅速改变。虽然市场开始见证在车辆内部引入增强型用户界面以提供更复杂的用户体验，但在电子货物管理解决方案方面几乎没有发展。显然，该行业需要利用当今的电子技术来呈现现代化的货物管理体验。


技术实现要素：

4.根据实施例的一个方面，提供了一种用于机动车辆的承载地板组件。承载地板组件包括结构芯、位于结构芯的第一侧上的第一表面层和位于结构芯的第二侧上的第二表面层。承载地板组件还包括位于第一表面层和第二表面层中的至少一个与结构芯之间的嵌入层。至少一个电子部件结合到嵌入层中，以向承载地板组件提供辅助功能。
附图说明
5.从如附图所示的本发明的以下描述，本发明的前述和其他特征和优点将变得显而易见。并入本文并形成说明书的一部分的附图进一步用于解释本发明的原理，并且使相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。附图并非按比例绘制。
6.图1a是根据本发明实施例的示例性承载地板组件的透视图，其示出了所结合的照明特征件，并且其中照明特征件示出了第一照明信息。
7.图1b是根据图1的承载地板组件的透视图，其示出了第二照明信息。
8.图2是根据图1的承载地板组件的透视图，其示出承载地板组件位于车辆的后舱中。
9.图3是承载地板组件的分解图。
10.图4是根据图3的承载地板组件的示意性剖视图。
具体实施方式
11.现在将参考附图描述本发明的特定实施例，其中相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。以下详细说明本质上仅是示例性的，并不用于限制本发明或本发明的应用和用途。相关领域的技术人员将认识到在不脱离本发明的范围的情况下可以使用其他构造和
布置。尽管本发明的实施例的描述和附图举例说明了应用于汽车承载地板的技术，但是本发明可以应用于其他汽车应用。该技术还可应用于汽车领域之外，例如应用于航空航天领域。此外，不旨在受在前述技术领域、发明内容或以下详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。
12.综述
13.现在转向图1a、图1b和图2，其示出了用于机动车辆的示例性承载地板组件10，所述承载地板组件10结合有电子部件14。
14.如前所述，承载地板传统上旨在用作稳定的平面平台，不同尺寸和重量的货物可以放置在该平台上。本文详述的承载地板组件10是对此的改进，因为它构造为通过结合被添加和/或嵌入到结构中的电子部件来提供附加功能。
15.在一些实施例中，承载地板组件10可包括照明部件，以提供视觉上美观的用户界面，例如通信显示板，以向用户传达信息和/或数字。图1a至图2中所示的承载地板组件10举例说明了这种布置，其中提供了外周光带14a和所提供的照明通信显示板14b。
16.在一些实施例中，承载地板组件10可以包括能够检测和/或确定放置在承载地板组件上的货物重量的传感器。例如，传感器可用于检测和提醒车辆乘员/操作员注意可能意外留在拼车车辆或出租车车辆中的货物。传感器的结合在物流行业中也可能是有用的，这是因为它将为物流/交付中心提供获取有关货物容量使用、交付和总体货物管理的实时数据的能力。
17.在一些实施例中，承载地板组件10可包含扬声器和/或换能器以检测车辆/货物占用，并提供传递信息或警报的装置。例如，当几个承载地板组件彼此相邻地放置时，添加这些部件可以帮助识别期望货物的位置，和/或用作视觉受损人员接近其货物的位置引导特征件。这些部件还可用于管理噪声。
18.在一些实施例中，承载地板组件10可以包括嵌入式电子控制温度调节部件，其用于为放置在承载地板组件上的货物供应热和/或去除热。例如，嵌入式加热或冷却部件可用于帮助保存热敏性货物，诸如药品、食品、农产品等。
19.在一些实施例中，承载地板组件10可以从车辆移除，并且在其中构造有适当的连接器，以使承载地板组件10能够根据预期功能的需要而进行维修和/或校准。
20.结构
21.承载地板组件10形成为具有由蜂窝纸、泡沫或其他合适材料制成的结构芯的轻质结构。在或靠近结构芯(分别为a侧和b侧)的每个顶表面和底表面上提供相应表皮或表面层，所述相应表皮或表面层由用于轻质结构的再生碳纤维、玻璃纤维、热塑性片材或其他合适材料制成。表皮或表面层可形成为在暴露侧上呈现纺织织物装饰，或可构造成接收额外的美学覆盖物以呈现期望的美学外观和感觉。
22.在下面的讨论中，提供了承载地板组件10的一种示例性构造。应当意识到的是，其他构造是可行的并且旨在落入所要求保护的发明的范围内。
23.现在参考图3，图4的示意图示出了示例性承载地板组件10。承载地板组件10包括结构芯20、位于结构芯20的第一侧24上的第一表面层22和施加到结构芯20的第二侧28的第二表面层26。第一表面层22和第二表面层26呈现各自的第一纤维层22和第二纤维层26的形式。承载地板组件10还提供润湿(结合)到第一纤维层22和第二纤维层26中的每一个中的可
固化基质。可固化基质通常是热固性或热塑性聚合物。
24.一系列材料可用于结构芯20。在优选实施例中，结构芯20是蜂窝纸板。蜂窝纸板可由再生纸或原生纸制造，尽管优选的是基于再生纸的蜂窝纸板。蜂窝纸板可具有3mm至25mm范围内的厚度。所预期的特定厚度包括3mm、5mm、10mm、15mm、20mm和25mm。应当意识到的是，也可以适当地实施高于和低于该范围以及在上述特定值之间的厚度。蜂窝纸板可具有4mm至15mm范围内的单元尺寸。所预期的特定单元尺寸包括4mm、6mm、8mm、10mm、12mm和15mm。应当意识到的是，也可以适当地实施高于和低于该范围以及在上述特定值之间的单元尺寸。蜂窝纸板可具有100g/m2至600g/m2范围内的密度。所预期的特定密度包括100g/m2、120g/m2、140g/m2、180g/m2、200g/m2、220g/m2、260g/m2、300g/m2、450g/m2和600g/m2。应当意识到的是，也可以适当地实施高于和低于该范围以及在上述特定值之间的密度。
25.应当意识到的是，结构芯20可以选自一系列替代基板，其包括但不限于膨胀纸板、波纹芯纸板以及塑料和金属(即，铝)基蜂窝板。
26.应当意识到的是，蜂窝结构芯的使用仅仅是示例性的，这是因为用于结构芯20的其他非蜂窝构造也是可行的。例如，结构芯20可以使用多种其他制造工艺来形成，所述其他制造工艺包括但不限于注射成型、吹塑成型、压缩成型、热成型以及各种机械加工工艺。在美国专利us9174382中可以找到可应用于结构芯的可替代承载地板构造的具体示例，该专利的内容通过引用并入本文。在美国专利申请us14/123574中可以找到可以应用于结构芯的另一可替代承载地板构造，其内容通过引用并入本文。在一些实施例中，结构芯20可由夹在一起以形成复合芯板的多个层形成。此外，根据预期目的的需要，结构芯还可以包含加强构件以提供额外的强度和局部加强。
27.第一纤维层22和第二纤维层26可以选自一系列材料。在第一实施例中，第一纤维层22和第二纤维层26由原生碳纤维或再生碳纤维或其组合形成。在另一个实施例中，第一纤维层22和第二纤维层26由天然纤维形成。在再一个实施例中，第一纤维层22和第二纤维层26由玻璃纤维形成。在又一个实施例中，第一纤维层22和第二纤维层26是具有天然纤维、原生碳纤维或再生碳纤维和玻璃纤维中的两种或更多种的混合毡。天然纤维可选自一系列天然纤维，包括但不限于洋麻、大麻、亚麻、椰子或椰壳纤维、剑麻、黄麻及其混合物。原生碳纤维和再生碳纤维均可在市场上买到。例如，可通过南卡罗来纳州莱克城的carbon conversions可获得切碎的再生碳纤维。在第一纤维层22和第二纤维层26由混合的再生碳纤维/天然纤维形成的情况下，混合毡中的再生碳纤维的量可以在5％至50％(w/wrcf至nf)的范围内，其中所预期的特定量包括5％、7％、15％、17％、25％、35％和50％(w/w)。应当意识到的是，也可以适当地实施高于和低于该范围以及在上述特定值之间的再生碳纤维的量。
28.在一些实施例中，合成纤维可以代替混合毡中的天然纤维组分。在其他实施例中，合成纤维可以构成天然纤维/再生碳纤维混合毡中的第三组分。合适的合成纤维可包括但不限于聚合物纤维，诸如凯夫拉或芳族聚酰胺纤维、矿物纤维、玻璃纤维或它们的混合物。
29.第一纤维层22和第二纤维层26可以以多种形式提供，包括但不限于编织毡和无纺毡。在优选实施例中，第一纤维层22和第二纤维层26是无纺毡，例如通过湿法成网工艺生产的无纺毡。然而，应当意识到的是，用于无纺毡和编织毡的多种制造方法是已知的并且在此不再详述。通常，第一纤维层22和第二纤维层26中的每一个包括在毡内均匀分散地布置的
天然纤维和再生碳纤维，从而在承载地板组件10的制造过程中表现出在性能特征和基质润湿方面的一致性。第一层22和第二层26可各自具有在100g/m2至400g/m2范围内的毡密度。所预期的特定毡密度包括140g/m2、180g/m2、200g/m2、220g/m2、260g/m2和300g/m2。应当意识到的是，高于和低于该范围以及在所述值之间的毡密度可以在某些实施例中找到应用。
30.可固化基质可以选自热固性聚合物和热塑性聚合物。在优选实施例中，可固化基质是热固性树脂，例如聚氨酯。聚氨酯可以以本领域公知的多种方式配制以在固化后产生刚性或半刚性的基质。聚氨酯的多元醇组分可源自石油或生物基来源或可由它们的组合组成。在将可固化基质施加到第一层22和第二层26时，选择300g/m2至1200g/m2的重量覆盖率。然而，应当意识到的是，在某些实施例中可以实施高于和低于该范围的重量覆盖率。
31.用于第一层22和第二层26的材料和制造工艺的确定将基于承载地板组件10的预期最终构造进行选择。在要结合的电子部件14在第一层22中需要透射质量的情况下，就像照明特征件的情况一样，材料和制造工艺的选择将基于获得允许期望的光透过的层。可替代地，在要结合的电子部件14旨在测量和提供货物重量和分布的数据的情况下，材料和制造工艺的选择将基于实现允许精确的重量传感器测量值的层进行。更进一步地，在要结合的电子部件14旨在提供声音/警报功能的情况下，材料和制造工艺的选择将基于实现允许声学功能(透射和吸收，取决于期望的性能特征)。
32.继续参考图3和图4，在结构芯20和第一毡22中间，承载地板组件10提供了嵌入层30。基于承载地板组件10的预期的附加功能，选定的电子部件14安装在嵌入层30内。嵌入层30可以是编织毡或无纺毡，或者可以呈现热塑性片材的形式。嵌入层30将提供接收和支撑电子部件14的切口或插口32，并且还可以提供导管、通道、布线或其他装置以将部件电连接到电源和/或控制系统(未示出)。嵌入层30可以粘合地连结到结构芯20，或者可以设置在在制造工艺期间连结到结构芯20的可固化基质中。嵌入层30也可以选自可压缩材料，该可压缩材料允许足够的压缩以能够在放置在其中的任何传感器处进行载荷检测。在电子部件14被提供为照明部件或电子控制温度调节部件的情况下，嵌入层30可由增强嵌入部件的预期功能的材料形成。例如，当电子部件14以照明部件的形式提供时，嵌入层30可包括根据期望效果增强光透射性的光反射涂层或膜。类似地，在电子部件14以温度调节部件的形式提供的情况下，嵌入层30可以包括温度反射涂层或膜以便以期望的方式(即，在运载货物的表面的方向上)引导热/冷。应当意识到的是，嵌入层30可以采用多种形式，以实现期望的功能，因此不旨在以任何方式限制形状、结构和/或材料成分。
33.在一些实施例中，承载地板组件10可以另外包括位于嵌入层30与第一层22中间的透射层40。透射层40可以向结合到结构中的电子部件14提供额外的保护，或者可以用于增强由电子部件14实现的功能属性的期望效果。在电子部件14被提供为照明元件的情况下，透射层40可以用于以最小的光散射将光引导至第一层22，以增加整体亮度和清晰度。
34.承载地板组件10旨在接收各种电子部件14，以实现各种辅助功能。如前所述，电子部件14可以选自照明部件、传感器、扬声器/换能器和温度调节部件。然而，应当意识到的是，在承载地板组件10的构造中可以适当地实施各种各样的电气部件，并且以上提供的列表仅是示例性的，以用于进行讨论。
35.对于上面列出的电子部件的示例性列表，关于这些电子部件的类型和形式的附加细节呈现如下：
36.·
照明部件﹣示例性的照明部件包括但不限于led、光导、光膜和其他光源；
37.·
传感器﹣示例性传感器包括但不限于承载传感设备、应变计、载荷传感器、力敏电阻器和其他类似的力感测传感器(负载感测传感器)；
38.·
扬声器/换能器﹣示例性传感器包括但不限于扬声器、麦克风和其他声学设备；
39.·
温度调节部件﹣示例性传感器包括但不限于冷却/加热垫、线圈、薄膜、箔和用于实施热变化的其他装置。
40.应当意识到的是，在任何承载地板组件10中，电子部件的选择将取决于预期的辅助功能，并且进一步地，承载地板组件10可以包括多于一种类型的电子部件，以用于多个辅助功能(即，货物检测和照明)。一种特定类型的嵌入式电子部件的数量将基于期望的性能来确定，此外，可以使用多种类型的部件来实现某种功能，例如将应变计和载荷传感器结合起来以实现重量感测和重量确定。
41.应当意识到的是，图中所示的电子部件的放置仅仅是示例性的，并且它们在嵌入层30内的放置将基于所讨论的部件的详情来选择。在某些情况下，部件的放置将基于期望的美学特征进行选择，就像各种发光灯具的情况一样。在其他情况下，部件的放置将基于部件用来检测/测量所讨论的特征(即，由称重传感器确定的重量)的最佳位置。对于任何要结合到承载地板组件中的电子部件，嵌入层的整个区域被认为是可用的，特定位置基于所讨论的部件的操作详情进行选择。
42.对于上述示例性电子部件中的每一个，承载地板组件10可以额外地包括能够实现期望功能的一个或多个电子控制器。承载地板组件10还可以包括允许连接到内部电源或提供在承载地板组件10外部的电源的连接器。还可以提供连接器以允许来自承载地板组件的数据双向传输到车辆。可以使用标准接口进行连接，标准接口包括can、usb或其他适当的标准。承载地板的连接也可以通过位于承载地板组件的b侧的物理触点进行。示例性的物理触点包括但不限于﹣
43.·
公插脚，其插入车辆上(即，在车辆的固定框架上)的对应母接口特征部并与相应母接口特征部进行电气通信，
44.·
母插口，其与车辆上(即，在车辆的固定框架上)的对应公接口特征件连接并电气通信，
45.·
一个或多个接触垫，其与车辆上(即，在车辆的固定框架上)的对应接触表面接触并电气通信，
46.·
有线终端连接器，其与车辆上提供的对应连接器连接并电气通信。
47.上述各种物理触点可额外地通过使用磁性部件来促进，该磁性部件允许承载地板在重新安装到车辆中时自定位或自对准。
48.在一些实施例中，连接到车辆和远程位置的电力和数据传输连接可以通过无线方式进行，无线方式诸如为蓝牙、wifi或其他合适的技术。
49.不管电子部件被构造为电通信的方法如何，预期效果均是将数据传送到位于车辆上的数据收集系统，或传送到远程位置以供进一步处理。基于处理后的数据，可以根据所选的指令集来修改和/或定制与由承载地板组件监控的各方面相关的车辆的行为、性能和/或功能。
50.虽然没有具体详述，但承载地板组件10可以额外地包括硬件，所述硬件包括但不
限于固定钩、手柄、铰链和锁。
51.虽然承载地板组件已被举例说明为具有位于第一层22和结构芯20中间的嵌入层30，但在一些实施例中，嵌入层30可位于结构芯20和第二层26中间，即，位于承载地板组件10的下侧(b侧)。在一些实施例中，嵌入层30可设置在承载地板组件10的a侧和b侧两者上，其中基于预期功能以及组件中选定位置处的那些部件的适用性将相关联的电子部件放置在结构芯20的上方和下方两者上。
52.虽然上面已经描述了根据本发明的各种实施例，但是应当理解的是，它们是仅通过说明和示例的方式呈现的，但不受限制。对于相关领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。因此，本发明的广度和范围不应受上述示例性实施例中的任一个限制，而应仅根据所附权利要求及其等效方案来限定。还将理解的是，本文所讨论的每个实施例的每个特征以及本文引用的每个参考文献的每个特征均可以与任何其他组合的特征组合使用。本文讨论的所有专利和公开均通过引用整体并入本文。