天窗系统和车辆的制作方法

1.本公开涉及包括用于停靠和冷却无人驾驶飞行器的舱(pod)总成的车辆天窗系统。


背景技术：

2.车辆可以包括具有开口的车顶。通常被称为天窗的可移动封闭面板可以选择性地打开或关闭开口。一些车辆用户可能希望从车辆部署无人驾驶飞行器(例如，无人机)。


技术实现要素：

3.现有技术的这些技术问题通过以下实用新型来解决。
4.根据本公开的一个示例性方面的天窗系统尤其包括舱总成，所述舱总成包括底座和可移动地连接到所述底座的舱门。所述底座和所述舱门形成凹入式舱室，所述凹入式舱室被配置用于将无人驾驶飞行器停靠在所述舱总成内。
5.在前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述舱总成包括充电和冷却系统，所述充电和冷却系统被配置为当所述无人驾驶飞行器停靠在所述舱总成内时对所述无人驾驶飞行器进行充电或冷却。
6.在任一前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述充电和冷却系统被配置为当所述舱总成内的温度大于或等于第一温度阈值时冷却所述无人驾驶飞行器并且被配置为当所述舱总成内的所述温度小于或等于第二温度阈值时对所述无人驾驶飞行器充电。
7.在任何前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述充电和冷却系统包括适于感测所述温度的热电偶和适于对所述充电和冷却系统的可再充电电池的输出进行切换的继电器。
8.在任何前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述充电和冷却系统包括第一风扇和第二风扇，所述第一风扇被配置为将气流抽吸到所述舱总成中，所述第二风扇被配置为将所述气流排放出所述舱总成。
9.在任何前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述第一风扇定位在所述底座的第一凹穴内，并且所述第二风扇定位在所述底座的第二凹穴内。
10.在任何前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述第一凹坑从所述第二凹坑横向地偏移。
11.在任何前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述充电和冷却系统包括被配置为对可再充电电池充电的光伏模块。
12.在任何前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述舱门包括气流偏转器，所述气流偏转器被配置用于使所述舱总成内的气流转向。
13.在任何前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述舱门包括用于将所述舱门与所述底座断开连接的指状释放凸片。
14.在任何前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，车顶内衬包括开口，并且所述
舱总成定位在所述开口内。
15.在任何前述天窗系统的另外的非限制性实施例中，所述舱总成包括安装凸片，所述安装凸片被接收在所述车顶内衬的周边结构的部段上方。
16.根据本公开的另一示例性方面的车辆尤其包括：车顶，所述车顶包括第一开口；车顶内衬，所述车顶内衬附接在所述车顶的内表面处并且包括与所述第一开口对齐的第二开口；以及无人机舱总成，所述无人机舱总成被接收在所述第二开口内。所述无人机舱总成包括底座和连接到所述底座的舱门。封闭面板可移动以覆盖或露出所述第一开口。
17.在前述车辆的另外的非限制性实施例中，所述车辆是皮卡车或运动型多用途车。
18.在任一前述车辆的另外的非限制性实施例中，所述无人机舱总成包括充电和冷却系统，所述充电和冷却系统被配置为当无人机停靠在所述无人机舱总成内时对所述无人机进行充电或冷却。
19.在任何前述车辆的另外的非限制性实施例中，所述充电和冷却系统包括光伏模块、可再充电电池、风扇和控制系统。
20.在任何前述车辆的另外的非限制性实施例中，所述控制系统包括控制器、热电偶和继电器。
21.在任何前述车辆的另外的非限制性实施例中，所述热电偶适于感测所述舱总成内的温度，并且所述控制器适于基于所述温度来控制所述继电器的位置。
22.在任何前述车辆的另外的非限制性实施例中，响应于第一温度，所述控制器将所述继电器命令到其中无人机由所述可再充电电池充电的第一位置，并且响应于第二温度，所述控制器将所述继电器命令到其中所述风扇由所述可再充电电池供电的第二位置。
23.在任何前述车辆的另外的非限制性实施例中，遮阳板可移动以允许或准许阳光进入所述车辆的乘客舱。
24.前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案(包括它们的各个方面或相应的单独特征中的任一者)可独立地或以任何组合采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。
25.根据以下具体实施方式，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得明显。随附于具体实施方式的附图可如下简要地描述。
附图说明
26.图1示出了配备有天窗系统的车辆。用户可能希望将无人驾驶飞行器降落在车辆上或从车辆部署无人驾驶飞行器。
27.图2是图1的车辆的天窗系统的俯视图。
28.图3示出了车辆天窗系统的车顶内衬。
29.图4示出了天窗系统的当被接收在由图3的车顶内衬形成的开口内时的舱总成。
30.图5是穿过图4的截面5
‑
5的横截面图。
31.图6是穿过图4的截面6
‑
6的横截面图。
32.图7是车辆天窗系统的舱总成的俯视图。
33.图8是图7的舱总成的仰视图。
34.图9是图7的舱总成的分解图。
35.图10示出了停靠在图7至图9的舱总成内的无人驾驶飞行器。
36.图11示出了用于在车辆天窗系统的舱总成的底座与舱门之间建立连接的指状释放凸片。
37.图12是车辆天窗系统的横截面图，并且示意性地示出了天窗系统的舱总成的冷却系统的操作。
38.图13示出了车辆天窗系统的冷却系统的第一风扇配置。
39.图14示出了车辆天窗系统的冷却系统的第二风扇配置。
40.图15示出了用于在车辆天窗系统的整个舱总成中引导气流的气流偏转器的示例性配置。
41.图16是用于在无人驾驶飞行器停靠在车辆天窗系统的舱总成中时对无人驾驶飞行器进行充电和冷却的电路图。
具体实施方式
42.本公开详述了用于车辆的示例性天窗系统。示例性天窗系统可以包括舱总成，所述舱总成可以被接收在车顶内衬的开口内。舱总成可以用于相对于天窗系统停靠、部署和降落无人驾驶飞行器。舱总成可以包括充电和冷却系统，所述充电和冷却系统用于在无人驾驶飞行器停靠在舱总成内时对无人驾驶飞行器进行充电和冷却。在本具体实施方式的以下段落中更详细地描述了本公开的这些和其他特征。
43.图1和图2示出了包括具有开口14的车顶12的车辆10。车辆10还可以包括天窗系统16，所述天窗系统16定位在开口14内。天窗系统16可以包括有时简称为天窗的封闭面板18和遮阳板20。封闭面板18和遮阳板20可以相对于彼此并且相对于开口14独立地移动到各种位置。在一些位置中，封闭面板18可以部分地关闭开口14，如图2所示。在其他位置中，封闭面板18可以完全关闭开口14，如图1所示。可以移动遮阳板20以允许或阻挡阳光进入车辆10的乘客舱25。
44.在所示的实施例中，车辆10是皮卡车。虽然本文具体描绘并参考了皮卡车，但是其他车辆也可以受益于本公开的教导。例如，本公开的示例性天窗系统也可以用在小汽车、货车、运动型多用途车或任何其他类型的机动车辆内。
45.尽管在本公开的附图中示出了特定的部件关系，但是图示并不意图限制本公开。车辆10的各种部件的布局和取向被示意性地示出并且可在本公开的范围内变化。此外，随附于本公开的各种附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的某些细节。
46.车辆10的所有者、操作者或用户可能希望从车辆10部署无人驾驶飞行器(uav)22(例如，无人机)或将uav 22降落在车辆10上。在一个实施例中，uav 22可以从天窗系统16内相对于车辆20被部署/降落。因此，在本公开中提出了包括用于停靠、部署、降落和冷却uav的新颖舱总成的车辆天窗系统。
47.参考图3至图6，同时继续参考图1至图2，天窗系统16可以另外包括舱总成24和车顶内衬26。舱总成24是模块化单元，当遮阳板20移动到至少部分打开位置时，所述模块化单元可以被接收在车顶内衬26的开口28内。舱总成24可以用于将uav 22停靠在车辆10上、从车辆10部署uav 22或者将uav 22降落在车辆10上。具体地，舱总成24使得能够从天窗系统
16内的位置部署/降落uav 22，并且因此可以通过车顶12的开口14部署/降落uav 22。
48.天窗系统16的车顶内衬26可以附接到车顶12的内侧并且部分地围绕封闭面板18以从车辆10的乘客舱25内提供吸引人的外观。在附接到车顶12的内侧后，车顶内衬26的开口28与车顶12的开口14对齐，以在封闭面板18移动到打开位置时提供露天体验。
49.舱总成24由车顶内衬26的周边结构支撑在开口28内。车顶内衬26的周边结构可以包括前横梁部段30、后横梁部段32和一对纵梁部段34，所述纵梁部段34在前横梁部段30与后横梁部段32之间在周边结构的相对侧延伸。
50.舱总成24可以包括多个安装凸片36，以用于将舱总成24支撑在车顶内衬26的开口28内并且用于防止舱总成24通过开口28落下。在一个实施例中，舱总成24的前部段38包括一对安装凸片36，并且舱总成24的每个相对侧40包括一个或多个安装凸片36。除图4至图6所示的安装突凸片配置之外的其他安装突凸片配置也被预期为在本公开的范围内。舱总成24的前部段38的安装凸片36可以被接收在车顶内衬的前横梁部段30上方(见图5)，并且舱总成24的每一侧40的安装凸片36可以被接收在舱总成24的纵梁部段34中的一个上方(见图6)，从而将舱总成24支撑在开口28内。
51.图7至图11还示出了上述天窗系统16的示例性舱总成24。舱总成24可以包括底座42、舱门44以及充电和冷却系统46。这些部件/系统中的每一个在下面进一步详细描述。
52.舱总成24的底座42的尺寸和形状可以设定为被接收在车顶内衬26的开口28内。底座42的尺寸和形状决不意图限制本公开。底座42包括顶表面48和底表面50。
53.可以穿过底座42形成贯穿开口52(见图9)。因此，贯穿开口52穿透底座42的顶表面48和底表面50两者。唇缘54可以从底座42的底表面50突出，并且可以外接贯穿开口52。
54.各个安装凸片36可以从底座42的顶表面48延伸。在一个实施例中，安装凸片36是底座42的一体成型特征。
55.舱门44可以连接到底座42，并且在一个实施例中，可移除地连接到底座42。例如，舱门44可以由位于车辆10的乘客舱25内部的用户从底座42移除。因此，uav 22可以从车辆10的内部装载到舱总成24中或从舱总成24中移除。
56.舱门44可以包括用于从底座42释放舱门44的一对指状释放凸片56。指状释放凸片56可以接合形成在底座42的唇缘54中的凹部58，以将舱门44附接到底座42。指状释放凸片56的基部延伸部60(在图11中最佳地示出)可以被推动或以其他方式操纵以从凹部58释放指状释放凸片56并且允许舱门44远离底座42向下降低。其他附接机构(包括铰链、蛤壳式门等)可以用于相对于底座42可移除地或可移动地固定舱门44。
57.当舱门44连接到底座42时，形成凹入式舱室62。uav 22可以停靠在凹入式舱室62内(见例如图10)。
58.uav 22可以包括当保持在合适的温度范围内时最佳操作的电源。然而，由于舱总成24在天窗系统16内的位置，uav 22可能容易受到直接阳光照度条件的影响，所述直接阳光照度条件可能潜在地使uav 22的电源过热。因此，舱总成24的充电和冷却系统46可以被配置为当uav 22停靠在舱总成24的凹入式舱室62内时对uav 22进行充电或冷却，这取决于天窗系统16的表面温度。在一个实施例中，充电和冷却系统46包括一个或多个光伏模块64、可再充电电池66、第一风扇68、第二风扇70和控制系统72。
59.在一个实施例中，两个光伏模块64安装到舱总成24的底座42的顶表面48，其中在
贯穿开口52的每一侧上安装一个光伏模块64。然而，可以采用一个或多个光伏模块64以在充电和冷却系统46内使用。光伏模块64可以被称为太阳能电池板或太阳能电池阵列。光伏模块64可以捕获并利用来自太阳的太阳能。例如，由光伏模块64捕获的能量可以用于对可再充电电池66充电。由于天窗系统16的封闭面板18由透明玻璃制成，因此即使封闭面板18处于其中车顶的开口14关闭的位置，光伏模块64也可以捕获来自太阳的太阳能。此外，封闭面板18可以在舱总成24的顶部上方封闭，即使当uav 22停靠在其中时也是如此。
60.可再充电电池66还可以安装到舱总成24的底座42的顶表面48。存储在可再充电电池66中的能量可以用于对uav 22充电或为第一风扇68和第二风扇70供电，以便冷却uav 22。在一个实施例中，可再充电电池66是电压在5v与12v之间的低电压电池。
61.第一风扇68(其可以被称为进气风扇)可以安装在形成于舱总成24的底座42中的第一凹穴74内。第一凹穴74可以形成在底座42的前边缘76附近，并且可以从顶表面48朝向底表面50延伸，但不穿透底表面50。第一凹穴74还可以开放穿过底座42的唇缘54，使得第一凹穴74通向贯穿开口52。
62.第二风扇70(其可以被称为排气风扇)可以安装在形成于舱总成24的底座42中的第二凹穴78内。第二凹穴78可以形成在底座42的后边缘80附近，并且可以从顶表面48朝向底表面50延伸，但不穿透底表面50。第二凹穴78还可以开放穿过底座42的唇缘54，使得第二凹穴78通向贯穿开口52。
63.控制系统72可以控制舱总成24的充电和冷却系统46的操作。控制系统72可以包括控制器(见例如图16的特征件86)和各种其他电子器件。控制系统72可以包括硬件和软件，并且可以是整体车辆控制模块(诸如车辆系统控制器(vsc))的一部分，或者可以替代地是与vsc分开的独立控制器。此外，控制系统72可以编程有可执行指令，以用于与充电和冷却系统46的各种部件交互并操作充电和冷却系统46的各种部件。控制系统72的每个控制器可以包括用于执行充电和冷却系统46的各种控制策略和模式的处理单元和非暂时性存储器。
64.图12示意性地示出了充电和冷却系统46在操作以冷却停靠在舱总成24内的uav 22时的示例性操作。在该操作期间，第一风扇68和第二风扇70可以由可再充电电池66(图12中未示出，见图16)供电。第一风扇68从车辆10的乘客舱25抽吸相对冷的空气a1，并且将冷空气a1分布在uav 22周围并遍及舱总成24的凹入式舱室62。当空气a1被抽吸通过舱总成24时，其从uav 22和舱总成24拾取热量，并且因此变为加热后的空气a2。然后，加热后的空气a2可以由第二风扇70排放回到乘客舱25中。
65.在返回到乘客舱25后，当车辆10正在操作时，加热后的空气a2可以由车辆10的hvac系统再次冷却。然而，即使当车辆10未操作时，也可以操作第一风扇68和第二风扇70，以便使气流循环通过舱总成24并在uav 22上实现热调节效果。
66.经过舱总成24的气流还可以冷却光伏模块64和/或控制系统72的电子器件。此外，气流可以驱散可能原本积聚在舱总成24内的灰尘和其他碎屑。
67.在第一风扇68与第二风扇70之间的相对位置可以影响被传送通过舱总成24的气流和气流的气流速度。因此，第一风扇68和第二风扇70可以相对于彼此定位在不同的位置处，以便优化气流和气流速度。
68.在第一实施例中，如图13所示，接收第一风扇68的第一凹穴74与接收第二风扇70的第二凹穴78基本上对齐。以这种方式，穿过第一凹穴74的第一纵向轴线a1(在从底座42的
前边缘76朝向后边缘80延伸的方向上)可以与穿过第二凹穴78的第二纵向轴线a2位于共同平面中。
69.在第二实施例中，如图14所示，接收第一风扇68的第一凹穴74从接收第二风扇70的第二凹穴78横向地偏移。以这种方式，穿过第一凹穴74的第一纵向轴线a1与穿过第二凹穴78的第二纵向轴线a2位于不同平面中。
70.舱总成24可以包括附加特征件，以用于在试图冷却停靠在舱总成24中的uav 22时改善通过舱总成24的冷却气流的流动。例如，如图15所示，舱总成24的舱门44可以包括用于控制冷却气流的流动的一个或多个气流偏转器82。在一个实施例中，气流偏转器82被布置成允许由第一风扇68传送的冷却气流的第一部分p1冷却uav22，并且允许气流的第二部分p2向外偏转并驱散以用于冷却舱总成24内的周围气流。因此，气流偏转器82可以帮助更快速且高效地冷却舱总成24和uav 22。在一个实施例中，气流偏转器82是舱门44的一体成型特征。
71.图16是舱总成24的充电和冷却系统46的电路图84。如该实施例中所描绘的，充电和冷却系统46的控制系统72可以包括控制器86、热电偶88和继电器90。在继电器90的默认位置，第一风扇68和第二风扇70关闭，并且来自可再充电电池66的电力(其可以由光伏模块64充电)用于对uav 22的电源充电。
72.热电偶88可以电连接到控制器86，并且可以监测舱总成24内的温度，诸如uav 22停靠在其中的凹入式舱室62内的当前温度。当由热电偶88感测到的温度大于或等于预定义温度阈值(例如，65摄氏度/149华氏度)时，控制器86可以命令继电器90开启第一风扇68和第二风扇70，以便冷却uav 22。因此，继电器90将来自可再充电电池66的输出切换为被引导来为第一风扇68和第二风扇70供电，而不是为uav 22的电源供电。
73.随后，当由热电偶88感测的温度小于或等于被认为是可接受的温度的第二温度阈值(例如，60摄氏度/140华氏度)时，控制器86可以命令继电器90将第一风扇68和第二风扇70转变回关断，然后将系统切换回对uav 22的电源充电。使用上述程序，充电和冷却系统46可以将uav 22的电源维持在可接受的操作温度内。
74.电路92可以设置在光伏模块64与可再充电电池66之间。电路92可以包括许多电气部件，包括但不限于二极管94、调压器96、电容器98和电阻器100。电路92的这些部件控制从光伏模块64到可再充电电池66的电流流动，以对可再充电电池66充电。
75.本公开的车辆天窗系统包括模块化舱总成，所述模块化舱总成提供了从车辆内容易地停靠和部署无人驾驶飞行器的能力。舱总成可以用于在各种车辆生产线上使用，包括在各种皮卡车和运动型多用途车生产线上使用。示例性舱总成的独特特征允许用户从车辆内部装载和卸载无人驾驶飞行器，允许在无人驾驶飞行器停靠时对其充电，并且允许在温度超过预定义温度阈值时冷却无人驾驶飞行器。
76.尽管不同的非限制性实施例被示出为具有特定的部件或步骤，但本公开的实施例不限于那些特定组合。将来自非限制性实施例中的任一个的部件或特征中的一些与来自其他非限制性实施例中的任一个的特征或部件结合使用是可能的。
77.应当理解，贯穿若干图示，相似的附图标记标识对应或类似的元件。应当理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布置，但是其他布置也可以受益于本公开的教导。
78.前面的描述应当被解释为说明性的而非任何限制意义。本领域普通技术人员将理解，在本公开的范围内可以出现一些修改。出于这些原因，应研究所附权利要求来确定本公开的真实范围和内容。