一种新型的汽车座椅传感器、报警系统及安全带报警系统的制作方法

1.本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种新型的汽车座椅传感器、报警系统及安全带报警系统。


背景技术：

2.随着人民生活水平的日益提高和汽车保有量的增加，人们越来越注重汽车驾驶的安全性。其中，座椅传感器在驾驶过程中有重要的安全作用。
3.座椅传感器一般与安全带开关同时使用以保障安全：当乘客乘坐在座椅时，若乘客系上安全带，常闭状态的安全带开关处于断开状态，同时，在乘客重力的作用下座椅传感器开始工作，座椅传感器中的开关闭合，在这种情况下报警系统不工作；而若乘客乘坐座椅时没有系安全带，则安全带开关处于常闭状态，座椅传感器开关闭合。由于安全带开关、座椅传感器和控制器相串联，在这种情况下，座椅传感器将输出电信号，控制器根据电信号控制报警灯闪烁和控制喇叭发出报警声，以提醒乘客系安全带。当乘客没有乘坐座椅时，座椅传感器不工作。
4.传统的座椅传感器通常采用薄膜开关结构，此结构存在使用寿命短，容易损坏等缺点。因此，需要一种新型的汽车座椅传感器。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的是提供一种新型的汽车座椅传感器、报警系统及安全带报警系统，以提高座椅传感器的使用寿命和可靠性。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供了如下方案：
7.一种新型的汽车座椅传感器，所述新型的汽车座椅传感器包括：
8.上壳体；
9.多个弹性部件；所述弹性部件至少与所述上壳体相连接；用于提供弹力将所述上壳体恢复至原位；
10.导电模块，设置在所述弹性部件内；
11.开关电路，所述开关电路具有触点；
12.在自然状态下，所述触点与所述导电模块不接触，所述开关电路处于断开状态；在所述弹性部件受压收缩的过程中，所述触点能够与所述导电模块相接触，当所述触点与所述导电模块相接触时，所述开关电路处于闭合状态。
13.可选地，所述弹簧由mn65型钢材制成，并且，所述弹簧表面做发蓝热处理。
14.可选地，所述弹簧的直径范围为0.8mm-1.5mm。
15.可选地，所述导电模块包括外壳和石墨导电块；
16.所述石墨导电块能够在所述外壳发生形变时跟随所述外壳移动，以实现所述石墨导电块与所述触点的接触和分离；其中，所述外壳在所述弹性部件受压收缩的过程中发生形变。
17.可选地，所述开关电路设置于印刷电路板上；所述印刷电路板上还设置有引脚接插件；
18.所述引脚接插件与所述开关电路相连接，用于输出电信号；
19.所述印刷电路板分别与所述弹性部件和所述导电模块相连接，以支撑所述弹性部件和所述导电模块。
20.可选地，所述新型的汽车座椅传感器还包括：
21.下壳体，用于容纳所述印刷电路板；
22.固定件，用于将所述下壳体固定在汽车座椅上。
23.为实现上述目的，本发明实施例还提供了如下方案：
24.一种报警系统，所述报警系统包括：控制器以及新型的汽车座椅传感器，其中，所述控制器与所述新型汽车座椅传感器之间电连接；
25.所述控制器用于：根据所述新型汽车座椅传感器发出的电信号发出报警信号。
26.一种安全带报警系统，所述安全带报警系统包括：
27.安全带开关、控制器以及新型汽车座椅传感器；
28.所述安全带开关、控制器和新型汽车座椅传感器相串联；
29.其中，在安全带未扣紧时，所述安全带开关处于闭合状态；
30.所述控制器用于：在所述安全带开关处于闭合状态，且接收到所述新型汽车座椅传感器发出的电信号时，发出报警信号。
31.根据本发明提供的具体实施例，公开了以下技术效果：
32.本发明实施例提供了一种新型的汽车座椅传感器、报警系统及安全带报警系统，所述座椅传感器由上壳体、弹性部件、导电模块、开关电路组成。当乘客乘坐在座椅时，在乘客重力的作用下上壳体向下移动，同时压缩弹性部件；在弹性部件受压收缩的过程中，导电模块与开关电路中的触点之间的间距缩小，二者能够相接触。当导电模块与开关电路上的触点接触时，开关电路处于闭合状态，座椅传感器开始工作；若乘客离开座椅时，上壳体在弹性部件的作用下恢复至原位，在此过程中，导电模块断开与开关电路的接触，开关电路处于断开状态，座椅传感器停止工作；因此，上述汽车座椅传感器可实现当乘客乘坐在座椅时，开关电路处于闭合状态，乘客离开座椅，开关电路断开。
33.同时，弹簧的使用寿命(使用次数)高于薄膜开关，例如有些弹簧的使用次数可达一百万次，而多弹性部件设计又提高了可靠性——即使一个弹簧失效后其他弹簧还能工作。因此，与现有的薄膜开关结构相比，本发明实施例所提供的座椅传感器的使用寿命更长，可靠性更高。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例提供的一种新型的汽车座椅传感器的结构示意图；
36.图2为本发明实施例提供的一种新型的汽车座椅传感器的剖视图图；
37.图3为本发明实施例提供的一种新型的汽车座椅传感器上壳体的结构示意图；
38.图4为本发明实施例提供的一种新型的汽车座椅传感器导电模块的结构示意图；
39.图5为本发明实施例提供的一种新型的汽车座椅传感器导电模块的形变示意图；
40.图6为本发明实施例提供的一种新型的汽车座椅传感器导电模块恢复原状示意图；
41.图7为本发明实施例提供的一种新型的汽车座椅传感器开关电路示意图；
42.图8为本发明实施例提供的一种新型的汽车座椅传感器触点结构示意图；
43.图9为本发明实施例提供的一种新型的汽车座椅传感器引脚接插件电气原理图；
44.图10为本发明实施例提供的一种报警系统结构示意图。
45.符号说明：
46.上壳体-1，消音棉-11，弹簧-21，导电模块-3，外壳-31，石墨导电块-32，印刷电路板-41，引脚接插件-42，触点-43，触发区域-44，下壳体-5，固定件-6，控制器-7，新型汽车座椅传感器-8，安全带开关-9。
具体实施方式
47.本技术实施例描述的结构以及场景是为了更加清楚的说明本技术实施例的技术方案，并不构成对于本技术实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新场景的出现，本技术实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
48.需要说明的是，本技术中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明。本技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
49.本发明实施例的目的是提供一种新型的汽车座椅传感器、报警系统及安全带报警系统，以解决传统的薄膜开关结构使用寿命短，容易损坏等问题，延长了座椅传感器的使用寿命，提高了座椅传感器的可靠性。
50.图1～2示出了上述汽车座椅传感器的一种示例性结构(图1为爆炸图，图2为剖视图)，包括上壳体1、导电模块3、开关电路，多个弹性部件。
51.其中，弹性部件至少与上壳体1连接，用于提供弹力将上壳体1恢复至原位；本领域技术人员可灵活设计弹性部件的个数，例如，2、3、4等，在此不作赘述。
52.在一个示例中，弹性部件具体可为弹簧21；只要其可提供弹力令上壳体1恢复至原位即可。导电模块3设置在弹性部件内；具体的，以弹簧21为例，每一弹簧21内可设置至少一个导电模块3。
53.当然，在本发明实施例其他示例中，弹性部件也可为不同于弹簧的其他弹性部件(例如中空的硅胶部件)，只要其可为上壳体1提供弹力，并可容纳导电模块3，在发生形变的过程中，可实现导电模块3与触点43的接触和分离即可。
54.请参见图7，开关电路具有触点43；在自然状态下，触点43与导电模块3不接触，开关电路处于断开状态；在弹性部件受压收缩的过程中，触点43能够与导电模块3相接触，当触点43与导电模块3相接触时，开关电路处于闭合状态。
55.仍以图2所示汽车座椅传感器为例，各器件间的相互配合如下：当乘客乘坐在座椅
时，在乘客重力的作用下上壳体1向下移动，同时压缩弹性部件；在弹性部件受压收缩的过程中，导电模块3与开关电路中的触点43之间的间距缩小，二者能够相接触。当导电模块3与开关电路上的触点43接触时，开关电路处于闭合状态。若乘客离开座椅时，上壳体1在弹性部件的作用下恢复至原位，在此过程中，导电模块3断开与开关电路的接触，开关电路处于断开状态。
56.因此，上述汽车座椅传感器可实现当乘客乘坐在座椅时，开关电路处于闭合状态，乘客离开座椅，开关电路断开，在一定程度上提高了汽车座椅传感器的可靠性。
57.同时，弹簧21的使用寿命(使用次数)高于薄膜开关，例如有些弹簧21的使用次数可达一百万次，而多弹性部件设计又提高了可靠性——即使一个弹簧失21效后其他弹簧21还能工作。因此，与现有的薄膜开关结构相比，本发明实施例所提供的座椅传感器8的使用寿命更长，可靠性更高。
58.需要说明的是，除为上壳体1提供弹力外，弹性部件还可保护设置在其内部的其他模块：在乘客重力作用下，弹簧21可起到缓冲作用，减小弹簧21内部导电模块3所受压强，从而可对导电模块3进行保护，也在一定程度上延长了汽车座椅传感器8整体的使用寿命。
59.在本发明其他实施例中，请参见图3，上壳体1由加强尼龙塑料制成，加强尼龙塑料具有良好的强度和抗老化性能，能承受很大压力。
60.进一步的，上壳体1边缘处可设置有消音棉11，以减少上壳体1向下移动的过程中产生的震动和噪音。
61.消音棉11可采用具有良好的韧性和减震效果的材料，例如epdm(三元乙丙橡胶)。
62.下面介绍弹簧。
63.示例性的，弹簧21由mn65型钢材制成，并且，弹簧21表面做发蓝热处理。
64.发蓝热处理的方式有多种，例如，可在540℃-560℃的高温热空气或过热蒸气中对弹簧21进行加热，加热时间示例性的可为60-90分钟；再例如，在加有亚硝酸钠的浓苛性钠中对弹簧21进行加热，温度范围示例性的可为140℃-150℃，加热时间示例性的可为30-60分钟，亚硝酸钠溶液浓度示例性的可为150-250克/升，苛性钠溶液浓度示例性的可为550-700克/升。
65.弹簧21经过发蓝热处理后其表面形成一层蓝色或黑色的氧化膜，厚度为0.5～1.5微米。氧化膜外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。有了这层氧化膜，弹簧21的耐久性能、高低温性能和抗腐蚀性能更好。
66.在其他示例中，上述所有实施例中的弹簧21的直径范围可为0.8mm-1.5mm。
67.下面对导电模块进行详细介绍。图4示出了导电模块的一种示例性结构，包括外壳31和石墨导电块32。
68.石墨导电块32能够在外壳31发生形变时跟随外壳31移动，以实现石墨导电块32与触点43的接触和分离；其中，外壳31在弹性部件受压收缩的过程中发生形变。
69.在一个示例中，可在外壳31上设置容纳石墨导电块32的空间，石墨导电块32部分露出，其露出部分朝向触点43。
70.在另一个示例中，也可直接将石墨导电块32粘附于外壳31上，石墨导电块32朝向触点43。
71.以弹性部件是弹簧21为例，结合前述描述可知，各部件间的工作过程如下：
72.请参见图5，当乘客乘坐在座椅时，在乘客重力作用下上壳体1向下移动，同时压缩弹簧21；在弹簧21受压收缩的过程中，上壳体1与外壳31接触，令外壳31发生形变——外壳31顶部(与上壳体1相接触的部分为顶部)向下移动，外壳31内的石墨导电块32也随之下移，石墨导电块32与触点43之间的间距缩小，当石墨导电块32与触点43接触时，开关电路处于闭合状态。
73.而若乘客离开座椅时，上壳体1在弹簧21的作用下恢复至原位的过程中，则上壳体1对外壳31的作用力也不断减小，外壳31的顶部上移，带动石墨导电块32与触点43分离，开关电路处于(进入)断开状态。
74.图6即为导电模块恢复原状示意图。
75.为实现发生形变，外壳31可选用弹性材料制备得到，例如，硅胶、橡胶等，本领域技术人员可对材料进行灵活选用，只要其可实现上述工作过程即可。
76.下面介绍开关电路。开关电路的形式有多种，其可采用元器件直接搭建得到，也可采用印刷电路板41加以实现。
77.图7示出了基于印刷电路板41的开关电路的一种示例性结构，包括印刷电路板41和引脚接插件42。
78.开关电路设置于印刷电路板41上；印刷电路板41上还设置有引脚接插件42；
79.引脚接插件42与开关电路相连接，引脚接插件42用于输出电信号；
80.印刷电路板41分别与弹性部件和导电模块3相连接，以支撑所述弹性部件和所述导电模块3。
81.需要说明的是，图7所示结构适应于双弹性部件的场景，每一弹性部件内的导电模块3对应印刷电路板41的一个触发区域44。每个触发区域44各有8条触发线路的触点43，任意两条导通就可以触发(即开关电路闭合)，提高触发的灵敏度。此外，在本发明其他实施例中，触发区域44可采用镀金工艺进行表面镀金，这样可提高触发区域44的耐腐蚀型、耐氧化性、耐磨性。
82.开关电路即包含上述触发线路，任意两条触发线路的触点43与前述的导电模块3(例如石墨导电块32)接触，则开关电路闭合。
83.当然，本领域技术人员可根据需要，设置任意一条触发线路导通就可以令开关电路闭合。同时，触发区域44中触发线路的条数也可灵活设计：在设计任意两条触发线路导通可触发的情况下，触发线路的条数不少于两条；在设计任意一条触发线路导通可触发的情况下，触发线路的条数不于一条。仍以图7所示为例，引脚接插件42具体可为4pin接插件，能完成两路电信号(每路电信号需要2pin)的输出。当导电模块3(例如石墨导电块32)和触发区域44的触点43接触时，开关电路导通，4pin接插件输出电信号。
84.图8示出了图7中的触点43的一种示例性结构，每一触点43包括两个端子431，两端子431之间存在间隙，因此，图7中的触点43看起来是线型。
85.当导电模块3(例如石墨导电块32)和任一触点43中的两端子431接触时，该触点43所属的触发线路导通。因此，每一触发线路(触点43)可视为一个开关。
86.端子431具体可为印刷电路板41上印刷线的端点，也可为铜箔点、金属通孔(铜箔点、金属通孔与印刷线相连)等，本领域技术人员可进行灵活设计，只要其可实现触点功能即可。
87.图9为图7所示开关电路的电气原理图：在图9中，使用s1-s16表示图7所示的两触发区域44中的16个触点43。4pin接插件上有两路电信号输出，pin1和pin4用于输出一路电信号，pin2和pin3用于输出一种电信号。
88.为区别两路电信号，在pin2和pin3之间串联电阻r1和r2，以令两路电信号的电流值相区别。
89.可将pin1和pin4所连接的电路称为通断电路，将pin2和pin3所连接的电路称为电阻变化电路。也即，开关电路可包括通断电路和电阻变化电路。
90.通断电路包括：s1～s4所表示的触点、s13～s16所表示的触点，以及，连接触点、pin1、pin4的印刷线。具体的，pin1可通过印刷线与s1、s2、s3和s4所表示的4个触点相连接(pin1可分别与这4个触点的一个端子相连)，pin4与s13、s14、s15和s16所表示的4个触点相连接(pin1可分别与这4个触点的一个端子相连)，s1～s4构成一个开关组，s13～s16构成一个开关组，两开关组相串联；其中，这两开关组可位于两个触发区域中，也可位于同一触发区域中。
91.当pin1所连接的任意一个开关(触点)，以及pin4所连接的任意一个开关，同时和一石墨导电块32接触时，通断电路导通。
92.电阻变化电路包括：s5～s8所表示的触点、s9～s12所表示的触点，电阻r1和r2，以及，连接触点、电阻r1、电阻r2、pin2、pin3的印刷线。
93.具体的，pin2通过印刷线与s5、s6、s7和s8所表示的4个触点相连接(pin1可分别与这4个触点的一个端子相连)，pin3通过印刷线与s9、s10、s11和s12所表示的4个触点相连接(pin1可分别与这4个触点的一个端子相连)。s5～s8构成一个开关组，s9～s12构成一个开关组，两开关组相串联；其中，这两开关组可位于两个触发区域中，也可位于同一触发区域中。触点所在支路可视为前述的触发线路。
94.电阻变化电路的导通原理与前述通断电路相类似，在此不作赘述。
95.对于任意一条触发线路导通就可以令开关电路闭合的情况，仍以图9为例，可设计s1-s16并联，4pin接插件可替换为2pin接插件，其中一个pin脚接各开关(触点)的一个端子，另一个pin脚接各开关(触点)的另一个端子。
96.当然，本领域技术人员也可选择三弹簧乃至更多弹簧的设计，则印刷电路板上相应可有三个触发区域乃至更多的触发区域，每一触发区域可包括多条触发线路，并设计任意两条触发线路导通可触发(任两个触发区域之间的电气连接可参考图9所示)，或任意一条触发线路导通可触发。在此不作赘述。
97.进一步地，所述新型的汽车座椅传感器还包括下壳体5和固定件6。
98.所述下壳体5用于容纳所述印刷电路板41；
99.所述固定件6用于将所述下壳体5固定在汽车座椅上。
100.在一个示例中，所述下壳体5由加强尼龙塑料制成，所述加强尼龙塑料具有良好的强度和抗老化性能，能承受很大压力。
101.在另一个示例中，所述固定件由易切削钢材制成，所述固定件表面做镀锌处理，增加耐磨性和耐腐蚀性，可以长时间将所述下壳体5固定在汽车座椅上。
102.图10为报警系统的一种示例结构，包括控制器7以及上述任一实施例介绍的汽车座椅传感器8。
103.其中，所述控制器7与汽车座椅传感器8之间电连接。
104.所述控制器7用于：根据所述新型汽车座椅传感器8发出的电信号发出报警信号。
105.此外，本发明实施例还提供一种安全带报警系统，所述安全带报警系统包括安全带开关9、控制器7以及上述任一实施例介绍的汽车座椅传感器8。
106.所述安全带开关9、控制器7和新型汽车座椅传感器8相串联。
107.其中，在安全带未扣紧时，所述安全带开关9处于闭合状态；安全带开关9可有不同的叫法，例如安全带装卸检测开关，其功能是在安全带锁舌插入安全带卡扣中时，安全带开关9闭合。
108.所述控制器7用于：在所述安全带开关9处于闭合状态，且接收到所述新型汽车座椅传感器8发出的电信号时，发出报警信号。
109.具体地，所述安全带未扣紧时，所述安全带开关9处于闭合状态，若此时乘客坐座椅时，所述新型汽车座椅传感器8电路导通并发出电信号，所述安全带开关9、控制器7和新型汽车座椅传感器8串联电路导通，所述控制器7根据电信号发出报警信号。若乘客坐座椅时扣紧安全带，所述安全带开关9由闭合状态转变为断开状态，虽然所述新型汽车座椅传感器8发出电信号，但是所述安全带开关9、控制器7和新型汽车座椅传感器8串联电路未导通，不能发出报警信号。
110.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
111.本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明实施例的限制。