位置可调辐射加热总成的制作方法

本文件总体上涉及辐射加热领域，并且更具体地，涉及一种包括辐射加热元件的辐射加热总成，该辐射加热元件可以通过一个或多个位置可调安装件和一个或多个致动器在至少两个操作位置之间移动，以便即使在该机动车辆已经在低温条件下过夜的情况下，为温暖如机动车辆的乘员的个体提供快速和有效的辐射热。

背景技术：

标准的车辆暖通空调(hvac)系统通过使空气循环通过加热器芯来加热，其中该空气与从机动车辆发动机循环的冷却剂处于热交换关系。在机动车辆已在低温条件下长时间静止之后，发动机冷却剂冷趋近于环境温度并且需要相当长的时间才能充分加热到能向通过hvac系统循环的空气提供热量。此外，加热的空气必须首先加热管道并且与机动车辆的乘客舱中的所有冷空气混合，然后为机动车辆乘员提供显著的加热感觉。这种延迟会导致乘员不满。

另外，应当理解，影响燃料经济性的低效率当前被构建到内燃发动机中以满足气候目标(例如火花延迟)。这些减缓了空气加热过程。

电动车辆在寒冷环境中加热空气需要使用掉一些机动车辆行驶里程来加热车辆。此外，虽然机动车辆可以配备有正温度系数(ptc)加热器，其在许多条件下将在发动机冷却剂之前达到空气加热温度，但是这种加热器仍然需要时间来加热机动车辆的乘客舱中的空气。

该文件涉及一种用于机动车辆的处理并且解决了这些问题的新的和改进的辐射加热总成。该总成包括辐射加热元件，该辐射加热元件可以通过一个或多个位置可调安装件和一个或多个致动器在两个或更多个操作位置之间由使用者选择性地移动。因此，有利地，辐射加热总成的辐射加热元件可以定位在更有效率和更高效地将红外辐射形式的热量传递给机动车辆或任何其他环境中的乘员的方向上。

技术实现要素：

根据本文所述的目的和益处，提供了一种辐射加热总成。该辐射加热总成包含位置可调安装件、承载在位置可调安装件上的辐射加热元件和致动器。致动器用于使辐射加热元件在第一位置和第二位置之间移动。

在辐射加热总成的至少一个可能的实施例中，位置可调安装件是铰链。在这样的实施例中，致动器可以是线性致动器。线性致动器在辐射加热总成中是有用的，包括但不必限于螺旋驱动器、形状记忆合金(sma)致动器、介电弹性体、螺线管致动器、由螺线管致动的运动连杆总成、气动致动器和液压致动器。在一些实施例中，致动器可以结合到铰链中。

在辐射加热总成的许多可能实施例中的至少一个中，辐射加热总成可包括偏置元件，该偏置元件将辐射加热元件朝向第一位置偏置。在这样的实施例中，偏置元件将设置在铰链的第一侧上，而致动器将设置在铰链的第二侧上。在其他实施例中，偏置元件可以结合到铰链中。

在许多可能的实施例中的至少一个中，位置可调安装件可以是球窝接头。在这样的实施例中，致动器可包括第一致动器和第二致动器。第一致动器可以在一个连接点处连接到辐射加热元件，而第二致动器可以在远离第一连接点的另一个连接点处连接到辐射加热元件。

在至少一个可能的实施例中，辐射加热总成还可包括第一偏置元件和第二偏置元件。第一偏置元件、球窝接头和第一致动器可以对齐以限定第一轴线，辐射加热元件可围绕第一轴线枢转，而第二偏置元件、球窝接头和第二致动器可以限定第二轴线，辐射加热元件可以围绕第二轴线枢转。在这样的实施例中，第一轴线可以设置为垂直于第二轴线。在这样的实施例中，第一致动器和第二致动器均可选自包含线性致动器、线缆和滑轮、液压致动器、气动致动器、螺杆驱动器、形状记忆合金(sma)致动器、介电弹性体、螺线管致动器、由螺线管致动的运动连杆总成及其组合的组。

在辐射加热总成的至少一个可能的实施例中，位置可调安装件可以是第一导轨。在这样的实施例中，致动器可包含马达或线性致动器。此外，在一些实施例中，辐射加热总成还可包括偏置元件，该偏置元件将辐射加热元件朝向第一位置偏置。

更进一步地，辐射加热总成的各种实施例可包括多个位置可调安装件和多个致动器。在这样的实施例中，辐射加热总成还可包括沿第一导轨行进的托架。此外，第二位置可调安装件可以设置在托架上，以便可以与托架一起沿着第一导轨移动。此外，第二致动器也可以设置在托架上，以便可以与托架一起沿着第一导轨移动。第一致动器和第二致动器一起用于使辐射加热元件在第一位置和第二位置之间移动。

在这些实施例中，第二位置可调安装件可以是平行于第一导轨延伸的第二导轨，并且第二致动器沿第二导轨移动辐射加热元件。在这些实施例的一些中，第二位置可调安装件是铰链，并且第二致动器使辐射加热元件围绕铰链移动。在这些可能的实施例中的一些中，第二位置可调安装件是球窝接头，并且第二致动器使辐射加热元件围绕球窝接头移动。

在辐射加热总成的任何可能实施例中，辐射加热元件可包含辐射加热板或镜面反射辐射加热表面，其可例如适于将来自辐射加热板的红外辐射反射到另一镜面反射辐射加热表面或用红外辐射加热的乘员或物体。

根据本发明，提供一种辐射加热总成，包含：

位置可调安装件；

辐射加热元件，辐射加热元件承载在位置可调安装件上；和

致动器，致动器用于在第一位置和第二位置之间移动辐射加热元件。

根据本发明的一个实施例，位置可调安装件是铰链。

根据本发明的一个实施例，致动器是线性致动器。

根据本发明的一个实施例，线性致动器选自包含螺杆驱动器、形状记忆合金(sma)致动器、介电弹性体、螺线管致动器、由螺线管致动的运动连杆总成、气动致动器和液压致动器的组。

根据本发明的一个实施例，还包括偏置元件，偏置元件将辐射加热元件朝向第一位置偏置。

根据本发明的一个实施例，偏置元件位于铰链的第一侧上，并且致动器位于铰链的第二侧上。

根据本发明的一个实施例，位置可调安装件是球窝接头，并且致动器包括在两个不同连接点处连接到辐射加热元件的第一致动器和第二致动器。

根据本发明的一个实施例，还包括第一偏置元件和第二偏置元件，第一偏置元件、球窝接头和第一致动器限定第一轴线，并且第二偏置元件、球窝接头和第二致动器限定第二轴线。

根据本发明的一个实施例，第一轴线垂直于第二轴线。

根据本发明的一个实施例，第一致动器和第二致动器选自包含线性致动器、线缆和滑轮、液压致动器、气动致动器、螺旋驱动器、形状记忆合金(sma)致动器、螺线管致动器、由螺线管致动的运动连杆总成及其组合的组。

根据本发明的一个实施例，位置可调安装件是第一导轨。

根据本发明的一个实施例，致动器是线性致动器。

根据本发明的一个实施例，还包括偏置元件，偏置元件将辐射加热元件朝向第一位置偏置。

根据本发明的一个实施例，还包括承载在第一导轨上的托架。

根据本发明的一个实施例，还包括第二位置可调安装件，第二位置可调安装件可沿第一导轨与托架一起移动。

根据本发明的一个实施例，还包括第二致动器，第二致动器可沿着第一导轨与托架一起移动，并且与致动器一起用于使辐射加热元件在第一位置和第二位置之间移动。

根据本发明的一个实施例，第二位置可调安装件是平行于第一导轨延伸的第二导轨，并且第二致动器使辐射加热元件沿第二导轨移动。

根据本发明的一个实施例，第二位置可调安装件是铰链，并且第二致动器使辐射加热元件绕铰链移动。

根据本发明的一个实施例，第二位置可调安装件是球窝接头，并且第二致动器使辐射加热元件绕球窝接头移动。

根据本发明的一个实施例，辐射加热元件是辐射加热板和镜面反射辐射加热表面中的一个。

在以下描述中，示出并且描述了辐射加热总成的若干优选实施例。应该认识到，辐射加热总成能够具有其他不同的实施例，并且在不脱离如所附权利要求中所述和所述的辐射加热总成的情况下其若干细节能够在各个明显方面进行修改。因此，附图和描述本质上应被视为说明性的而非限制性的。

附图说明

并入本文并且形成说明书的一部分的附图示出了辐射加热总成的若干方面，并且与说明书一起用于解释其某些原理。

图1是辐射加热总成的第一可能实施例的示意图，其中位置可调安装件是枢轴或铰链，并且致动器是线性致动器；

图2是辐射加热总成的第二可能实施例的示意图，其中位置可调安装件是枢轴或铰链，致动器是滑轮和线缆装置，并且偏置元件设置在枢轴或铰链的相对于致动器的相对侧；

图3a和3b分别是示出了辐射加热总成的又一可能实施例的示意性侧视图和俯视平面图，其包括球窝接头形式的位置可调安装件和两个线性致动器；

图4a和4b分别是辐射加热总成的又一可能实施例的示意性侧视图和俯视平面图，其包括球窝接头形式的位置可调安装件、两个线缆和滑轮装置形式的两个致动器和与两个致动器相对的两个弹簧；

图5a示出了辐射加热总成的又一可能实施例，其中位置可调安装件是导轨，并且致动器是驱动沿着导轨的两个齿条滚动的小齿轮的马达；

图5b是辐射加热总成的又一可能实施例的示意图，其中辐射加热元件通过导轨形式的位置可调安装件和线性致动器形式的致动器在两个或更多个位置之间移动；

图5c是辐射加热总成的又一可能实施例的示意图，其中辐射加热元件通过导轨形式的位置可调安装件和滑轮和线缆装置形式的致动器以及用于将加热元件偏置到第一操作位置的偏置元件在两个或更多个操作位置之间移动；

图6是又一可能实施例的示意性框图，其中辐射加热总成包括两个位置可调安装件和用于在操作位置之间移动辐射加热元件的两个致动器；

图7是图6中所示实施例的一种可能配置的示意图，其包括第一致动器(以马达的形式)、导轨形式的第一位置可调安装件、沿着该导轨移动的托架、承载在托架上的第二导轨和用于沿第二导轨移动加热元件的第二致动器(也以马达的形式)；

图8是设置在机动车辆的仪表板上的两个辐射加热总成的示意图。

现在将详细参考辐射加热总成的本优选实施例，其示例在附图中示出。

具体实施方式

现在参考图1，其示意性地示出了辐射加热总成10的第一可能实施例。辐射加热总成10包括位置可调安装件12、辐射加热元件14和用于在第一个位置(以实线表示)和第二个位置(以虚线表示)之间移动辐射加热元件的致动器16。

在该图1的实施例中，位置可调安装件包含铰链销18，该铰链销18穿过壳体22内的凸耳20中的孔(未示出)和设置在用于辐射加热元件14的支撑结构的后侧上的u形夹24中的对齐孔。在图1所示的实施例中，致动器16是线性致动器(可以采用液压致动器、气动致动器或螺杆驱动器的形式)。

壳体22可以由绝热材料制成。如果需要，可以在壳体的开口端上提供ir(红外)透射材料的盖子或防护件(未示出)，以防止人们接触辐射加热元件14。如果需要，可以在防护件和辐射加热元件14之间提供气隙或真空间隙。另外，应当理解，辐射加热元件14可以包含通过产生红外辐射来产生热量的类型的辐射加热板或者反射来自红外辐射源(例如针对待加热物体或另一个镜面加热表面的ir加热板或另一个镜面反射辐射加热表面)的红外辐射的类型的镜面反射辐射加热表面。

现在参考图2，其示出了辐射加热总成30的另一个可能的实施例。辐射加热总成30类似于图1中所示的辐射加热总成10，其中辐射加热总成30包括位置可调安装件12，位置可调安装件12包括接合在壳体22上的凸耳20和辐射加热元件14上的u形夹24上的铰链销18。然而，与图1中所示的辐射加热总成10相比，图2中所示的辐射加热总成30包括带线缆32和滑轮34的装置形式的致动器。此外，辐射加热总成包括偏置元件36。如图2所示，偏置元件36设置在铰链/位置可调安装件12的第一侧上，而致动器16设置在其第二侧上。

偏置元件36可包含压缩弹簧或拉力弹簧，并且滑轮34可包含用于线缆32的卷轴和用于旋转滑轮并且卷绕或展开线缆的驱动马达。在图2所示的实施例中，偏置元件36是拉力弹簧，其将辐射加热元件14沿动作箭头a的方向偏置到以虚线表示的第一操作位置。当致动器16被激活时，滑轮34沿着动作箭头b的方向拉动辐射加热元件14的相对端卷绕线缆32，直到辐射加热元件处于实线所示的第二操作位置。

现在参考图3a和3b，其示出了辐射加热总成40的又一可能实施例。如图3a中最佳示出的，辐射加热总成40包括由绝热材料制成的具有由ir透明防护材料44覆盖的开口端的壳体42。辐射加热元件46包含由绝热材料50支持并且支撑在结构支撑件52上的辐射加热板48。位置可调安装件54包含通过柄56固定到壳体42的球窝接头。

从回顾图3a和3b的组合可以明显看出，辐射加热总成40包括呈两个单独的线性致动器60、62形式的致动器58。如图3b中最佳示出的，第一线性致动器60和第二线性致动器62在两个不同的连接点处连接到辐射加热元件46的结构支撑件52。第一轴线a1由穿过第一连接点/第一线性致动器60和球窝接头/位置可调安装件54的线限定，而第二轴线a2由穿过第二连接点/第二线性致动器62和球窝接头/位置可调安装件54的线限定。在图示的实施例中，第一轴线a1和第二轴线a2彼此垂直。因此，可以通过围绕第一和第二轴线a1、a2旋转球窝接头/位置可调安装件54上的辐射加热元件46，来操纵两个线性致动器60、62以使辐射加热元件46以两个自由度成角度地定向。

图4a和4b示出了辐射加热总成70的又一个可能的实施例。图4a和4b中所示的辐射加热总成70与图3a和3b中所示的辐射加热总成40的不同之处在于将两个线性致动器60、62更换为两个线缆和滑轮装置72、74。此外，图4a和4b中所示的辐射加热总成70包括与第一线缆和滑轮装置72相对的第一偏置元件76和与第二线缆和滑轮装置74相对的第二偏置元件78。

因此，如图4b所示，第一轴线a1穿过第一线缆和滑轮装置72、球窝接头/位置可调安装件54和第一偏置元件76，而第二轴线a2穿过第二线缆和滑轮装置74、球窝接头/位置可调安装件和第二偏置元件78。

在所示实施例中，第一偏置元件76和第二偏置元件78都是用于将辐射加热元件46偏置到第一操作位置的压缩弹簧。因此，第一线缆和滑轮装置72和第二线缆和滑轮装置74被致动以使辐射加热元件46绕第一轴线a1和第二轴线a2与两个偏置元件76、78的偏置力相反地枢转到第二或其他操作位置。

现在参考图5a，其示出了辐射加热总成90的又一可能实施例。如图5a所示，辐射加热总成90包括由绝热材料制成的壳体92。位置可调安装件94设置在壳体92中。在所示实施例中，位置可调安装件94包含由两个配合的齿条96形成的导轨。

辐射加热总成90还包括支撑在支撑基板100上的辐射加热元件98，支撑基板100承载在位置可调安装件94上。

辐射加热总成90还包括驱动马达104形式的致动器102，其通过分离驱动轴106连接到两个小齿轮108，小齿轮108接合导轨/位置可调安装件94的两个齿轮架96。因此，应该理解的是，致动器102的驱动马达104用于沿着导轨/位置可调安装件94在两个或更多个操作位置之间移动辐射加热元件98。这种设置允许操作者更好地定位和定向辐射加热元件98以有效率并且高效地加热操作者。

现在参考图5b，其示出了辐射加热总成120的又一可能实施例。该辐射加热总成120包括保持导轨形式的位置可调安装件124的壳体122，该导轨包括两个相对的导轨轨道126。辐射加热元件128沿着导轨/位置可调安装件124行进，并且通过线性致动器130形式的致动器沿着导轨/位置可调安装件移动。

现在参考图5c，其示出了辐射加热总成140的又一可能实施例。辐射加热总成140包括保持导轨形式的位置可调安装件144的壳体142，该导轨包括两个相对的导轨轨道146。辐射加热总成140的辐射加热元件148可通过线缆和滑轮装置150形式的致动器沿着导轨/位置可调安装件144移动，线缆和滑轮装置150提供抵抗偏置元件或拉力弹簧152的力的拉力。因此，应该理解的是，线缆和滑轮装置150被激活以使辐射加热元件沿着导轨/位置可调安装件144在两个或更多个操作位置之间移动。

可以组合上述实施例中的用于移动辐射加热元件14、46、80、98、128和148的机构。因此，如图6所示，辐射加热总成160可包括支撑第一位置可调安装件164的绝热壳体162。第一致动器166连接在第一位置可调安装件164和壳体162之间或在第一位置可调安装件164和托架168之间，以允许托架在两个或多个操作位置之间移动。第二位置可调安装件170和第二致动器172设置在托架168上，并且允许辐射加热元件174在托架上的多个操作位置之间移动。

现在参考图7，其示出了图6中示意性示出的辐射加热总成160的一个可能的实施例。如图7所示，辐射加热总成160包含由绝热材料构成的壳体162和具有两个带齿导轨轨道176的导轨形式的第一位置可调安装件164。第一致动器166包含配合驱动轴180并且配合小齿轮182的马达178，小齿轮182啮合并且沿着导轨的带齿导轨轨道176/第一位置可调安装件164行进。第二位置可调安装件170采用可固定到托架168的导轨的形式。

在图7所示的实施例中，第一导轨/位置可调安装件164朝向和远离观察者地延伸进出附图，而第二导轨/位置可调安装件170在附图中从左向右延伸。因此，两个导轨/位置可调安装件彼此垂直。辐射加热元件174通过第二致动器172沿着第二导轨/第二位置可调安装件170移动越过托架168，第二致动器172可包含马达、驱动轴和小齿轮(图中不可见)。

虽然图7中所示的第二位置可调安装件170包含导轨，但应当理解，托架168上的第二位置可调安装件170可采用其他构造，包括例如如图1和2所示的枢轴铰链18的构造或者如图3a、3b、4a和4b所示的球窝接头54的构造。实际上，图1、2、3和3b中所示的包括位置可调安装件12、54和致动器16、58以及适当偏置元件36的辐射加热总成10、30和40，如果需要可以代替为本发明的图6和7实施例中的第二导轨/位置可调安装件170和第二致动器172，并且承载在托架168上。

现在参考图8，其示出了沿机动车辆的仪表板204的顶部安装的两个辐射加热总成200、202。第一辐射加热总成200位于方向盘206的前面，并且包括辐射加热板208，辐射加热板208沿着导轨形式的位置可调安装件210在各个操作位置之间移动，导轨具有平行于机动车辆的纵向轴线x的纵向轴线。线性致动器212沿着导轨/位置可调安装件210移动辐射加热板208。当辐射加热板处于图中实线所示的第一操作位置时，来自板的红外辐射被上覆挡风玻璃反射到操作者的方向盘206处的手上。当辐射加热板208移动到图8中虚线所示的朝向方向盘206的第二操作位置时，大部分红外辐射通过挡风玻璃反射到机动车辆操作者的脸部和肩部上。操作者可以沿着导轨/位置可调安装件210调节辐射加热板208的位置，以便将辐射加热板产生的辐射热聚焦在所需位置。

辐射加热总成202包括第一导轨形式的平行于辐射加热总成200的导轨/位置可调安装件210延伸的第一位置可调安装件214。托架216可通过线性致动器218沿第一导轨/位置可调安装件214移动。辐射加热总成202还包括承载在托架216上的形式为第二导轨220的第二位置可调安装件。第二线性致动器222在与机动车辆的y轴相对应的横向方向上沿着第二导轨/第二位置可调安装件220移动辐射加热面板224。由此产生的用于调节辐射加热板224的位置的两个自由度允许机动车辆的乘客更好地定位和定向该板以根据需要地将挡风玻璃上的热量引导到乘客的下躯干、上躯干和面部上。这里应当理解，驾驶员和乘客可利用包括操纵杆或触摸屏控制器的简单致动器开关来控制致动器并且根据需要定位辐射加热总成的各种加热板。

已经出于说明和描述的目的呈现了前述内容。其并非旨在穷举或将实施例限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，明显的修改和变化是可能的。例如，图7示出了两个辐射加热总成200、202设置在仪表板204顶部。这里应当理解，辐射加热总成可以定位在整个机动车辆的各种其他位置，包括例如沿着车顶内衬、沿后座椅后面和后车窗下方的后窗台的顶部、沿着机动车辆的各种装饰板(包括车门装饰板、中控台装饰板和立柱装饰板)、沿着座椅前部的底部、沿着座椅靠背以及头枕的侧面和后部、位于中央控制台、中控面板中或在包括在足部空间内和周围以及沿着地板的其他位置。

在图8中，第二导轨220垂直于第一导轨214延伸。这里应当理解，只要第二导轨平行于第一导轨，也可以设想其他角度方向。此外，应当理解，在某些实施例中，对于某些应用，用于辐射加热总成的偏置元件和/或致动器可以结合到位置可调安装件/铰链中。

此外，应当理解，图5c的线缆和滑轮装置150可以用智能材料合金线代替。在其他实施例中，位置可调安装件和致动器将允许手动移动辐射加热元件。在其他实施例中，可以从总成中删除致动器，然后位置可调安装件将仅允许手动移动辐射加热元件。当根据所附权利要求的公平、合法和公正地授权的范围进行解释时，所有这些修改和变化都在所附权利要求的范围内。