本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种人机交互装置及面罩制作方法。
背景技术：
车辆人机交互装置一般包括保护玻璃(cg)，触摸屏(tp)、显示屏(lcm)、电路板(pcba)、外壳以及仪表台。如图1所示，显示屏内嵌于仪表台并由保护玻璃进行保护，显示屏与仪表台为装配关系，因此现有技术的人机交互装置存在下述问题：
(1)屏幕显示区域及仪表台颜色不协调的问题。正常的屏幕显示区域的最边沿会呈现环绕屏幕显示区域的黑色带，这种黑色带与屏幕边框以及仪表台的颜色有出入，有其是当屏幕显示区域与仪表台不共面时，这种颜色的出入更为明显；
(2)现有技术中的仪表台与显示屏不共面，即显示屏与仪表台形成装配关系，将显示屏内嵌于仪表台，因此，产生显示屏与仪表台的间隙及面差难以控制问题；
(3)现有的显示屏由保护玻璃进行保护，头碰实验时会产生玻璃飞溅，实验不合格问题。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种人机交互装置及面罩制作方法。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种人机交互装置，所述人机交互装置包括显示屏、主电路板、外壳和后盖，所述外壳的第一表面与所述显示屏的第二表面贴合，所述主电路板的内嵌于所述外壳之中，所述主电路板的第一表面与所述显示屏的第二表面贴合，所述主电路板的第二表面与所述后盖的第一表面贴合；
还包括一体成型的面罩，所述面罩包括平板区域，所述平板区域覆盖显示屏；
还包括触控玻璃，所述触控玻璃和所述显示屏重合，所述触控玻璃与所述平板区域的第二表面贴合。
进一步地，所述触控玻璃厚度不大于0.5毫米，所述面罩的贴合区的平面形变不大于0.8毫米，所述贴合区为所述面罩与所述触控玻璃贴合的区域。
进一步地，所述面罩采用模内镶件注塑工艺制作，所述面罩的膜片厚度不大于0.18毫米，面罩厚度不大于2.5毫米；所述面罩的长度不小于810毫米，所述面罩的宽度不小于210毫米。
一种面罩的制作方法，所述制作方法使用模内镶件注塑工艺，包括：
根据面罩形状和平面形变要求进行膜流分析，以得到注胶位置；面罩的形变要求为所述面罩的贴合区的平面形变不大于0.8毫米；
根据膜流分析结果以及对于面罩的平面形变要求设计模腔；
设计冷却水路；
使用丝网印刷方法，将需要显示于面罩的字符或图案印刷于膜片；
通过高压成型将所述膜片制作为预设形状；
将所述膜片至于所述模腔之中，并从注胶口注入塑胶以使得塑胶流经注胶位置得到面罩；
将所述面罩放置于急冷系统进行快速冷却；
将冷却后的面罩装夹于整形工装。
进一步地，所述根据面罩形状和平面形变要求进行膜流分析，以得到注胶位置包括进行多次模流分析，根据模流分析中的平面形变检测结果确定最佳注胶位置，一次模流分析包括：
预设面罩的平面形变检测点；
预设注胶位置；
根据所述预设注胶位置注塑得到面罩；
检测面罩中各个检测点处的平面形变。
进一步地，所述最佳注胶位置有一个或多个。
进一步地，所述最佳注胶位置有三个，一个位于贴面区的旁边，另外两个位于非贴面区的旁边，所述三个最佳注胶位置均位于同一侧。
进一步地，所述根据膜流分析结果以及对于面罩的平面形变要求设计模腔包括：
选定注胶位置，并获取在所述注胶位置注塑得到的面罩各个检测点处的平面形变；
根据各个检测点处的平面形变与平面形变要求之间的关系设计模具。
进一步地，对应于贴合区的模具的前膜外凸，后模内凹。
进一步地，设计至少两条冷却水路，一条冷却水路覆盖面罩以用于对面罩整体进行降温，一条冷却水路覆盖面罩的贴合区。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种人机交互装置及面罩制作方法，其具有如下有益效果：
(1)将显示屏与传统的仪表台完美的制作在一起，共用一体成型的面罩，解决了现有技术中显示屏与传统的仪表台的间隙及面差难以控制问题。
(2)显示屏与传统的仪表台共用一体成型的面罩，解决了现有技术中当屏幕显示区域与传统的仪表台不共面时，颜色出入明显导致的视觉效果不好的问题。
附图说明
图1是本发明背景技术提供的人机交互装置外形图；
图2是本发明实施例提供的一种人机交互装置示意图；
图3是本发明实施例提供的面罩的制作方法流程图；
图4是本发明实施例提供的注胶位置示意图；
图5是本发明实施例提供的一次模流分析流程图。
其中，1-面罩，2-显示屏，3-外壳，4-主电路板，5-后盖，10-贴面区，20-非贴面区，30-注胶位置，40-注胶口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1：
本发明实施例提供一种人机交互装置，如图2所示，所述人机交互装置包括显示屏2、主电路板4、外壳3和后盖5，所述外壳3的第一表面与所述显示屏2的第二表面贴合，所述主电路板4的内嵌于所述外壳3之中，所述主电路板4的第一表面与所述显示屏2的第二表面贴合，所述主电路板4的第二表面与所述后盖5的第一表面贴合；
还包括一体成型的面罩1，所述面罩1包括平板区域，所述平板区域覆盖显示屏2；具体地，在本发明实施例中一体成型面罩包括了传统方案的仪表台，可以说是面罩充当了之前仪表台的角色。
还包括触控玻璃，所述触控玻璃和所述显示屏2重合，所述触控玻璃与所述平板区域的第二表面贴合。
包括传统技术方案中的仪表台的面罩1的平板区的第一表面为面向用户的表面，这个表面为一体成型的光滑表面，从而解决了现有技术中由于屏幕显示区域与传统的仪表台不共面以及存在装配关系带来的弊端。
具体地，本发明实施例中第一表面均为面向用户方向的面，而第二表面为背离用户方向的面。
本发明实施例中，触摸屏和显示屏进行贴合，用光学胶将显示屏与触摸屏无缝隙完全黏贴在一起，全贴合技术取消了屏幕间的空气，能大幅降低光线反射、减少透出光线损耗从而提升亮度，增强屏幕的显示效果。
为了达到较好的显示效果，本发明实施例中，所述触控玻璃厚度不大于0.5毫米，所述面罩的贴合区的平面形变不大于0.8毫米，所述贴合区为所述面罩与所述触控玻璃贴合的区域。因为面罩背面要贴合触摸屏，对平整度的要求非常高，要求贴合区的平面形变在0.8mm(最高处与最低处)以内，超过这个值触控就会失效，屏幕就会触摸失灵。
进一步地，为了解决屏幕头碰实验不合格问题，本发明实施例对于面罩使用的材料进行了改进，现有技术中面罩(保护玻璃)的材料为玻璃，本发明实施例中使用塑料膜片解决屏幕头碰实验不合格问题。具体地，所述面罩可以采用模内镶件注塑工艺制作，所述面罩的膜片厚度不大于0.18毫米，面罩厚度不大于2.5毫米；所述面罩的长度不小于810毫米，所述面罩的宽度不小于210毫米。
本发明实施例显示屏与传统的仪表台完美的制作在一起，解决原屏幕边框与传统的仪表台颜色不协调问题，整个面罩只呈现两种颜色，屏幕显示区域一个颜色，非显示区域一种颜色，整体性非常好；显示屏与传统的仪表台完美的制作在一起，解决屏幕与传统的仪表台的装配间隙及面差难以控制问题；采用塑料膜片代替了玻璃可解决头碰玻璃飞溅问题。
然而，由上述内容可知，为了得到较好的显示效果，本发明实施例中对于一体成型面罩的形状要求非常高，不仅面罩的膜片厚度不大于0.18毫米，面罩厚度不大于2.5毫米；所述面罩的长度不小于810毫米，所述面罩的宽度不小于210毫米，还要求面罩的贴合区的平面形变不大于0.8毫米。现有的工艺水平无法达到如此苛刻的要求，因此，本发明实施例还提出了一种面罩的制作方法，见实施例2。
实施例2：
实施例1中面罩的长度不小于810毫米，宽度不小于210毫米，在国内外均没有这么大尺寸的面罩的一体成型工艺，其原因在于尺寸过大会导致形变严重，而对于面罩厚度即平面形变量的要求更是对现有技术的工艺水平提出挑战，为此，本发明实施例对现有技术的工艺进行改进，提出了一种面罩的制作方法，所述制作方法使用模内镶件注塑工艺，如图3所示，包括：
s1.根据面罩形状和平面形变要求进行膜流分析，以得到注胶位置；面罩的形变要求为所述面罩的贴合区的平面形变不大于0.8毫米。
不同的注胶位置会导致面罩的平面形变量不同，为了达到面罩的形变要求：所述面罩的贴合区的平面形变不大于0.8毫米，需要进行大量的实验。
通过10轮模流分析，从40种方案中选出最优的实施方式。在所述最优的实施方式中，如图4所示，得到了三个最佳注胶位置30，即从三个最佳注胶位置一起注胶能够达到最好的效果，这三个最佳注胶位置一个位于贴面区10的旁边，另外两个位于非贴面区20的旁边，所述三个最佳注胶位置均位于同一侧。
如图4所示，为了达到从三个最佳注胶位置一起注胶的效果，本发明实施例中设计了注胶管道，即设计三个注胶管道分别到达所述三个最佳注胶位置，所述三个注胶管道共享一个注胶口40。
s2.根据膜流分析结果以及对于面罩的平面形变要求设计模腔。
前模做预变形应做外凸，后模做内凹，模具先按分析的最大变形设计，后期通过试模验证后，得到准确数据后再将模具进行调整。
进一步地，所述根据膜流分析结果以及对于面罩的平面形变要求设计模腔还包括：
选定注胶位置，并获取在所述注胶位置注塑得到的面罩各个检测点处的平面形变；
根据各个检测点处的平面形变与平面形变要求之间的关系设计模具。
s3.设计冷却水路。
在面罩的形变要求较高的情况下，其贴合区需要增加单独水路。本发明实施例中共设计至少两条冷却水路，一条冷却水路覆盖面罩以用于对面罩整体进行降温，一条冷却水路覆盖面罩的贴合区。
s4.使用丝网印刷方法，将需要显示于面罩的字符或图案印刷于膜片。
具体地，丝网印刷，把所需要的字符、图案等印刷在膜片上。经高压成型，根据产品要求，做成一定的形状。冲切不需要的废料后，将印刷、成型、冲切后的膜片放入到模腔中，合模注胶，完成注塑，图案在膜片和塑胶中间，被很好的保护起来，经久耐用。
s5.通过高压成型将所述膜片制作为预设形状。
s6.将所述膜片至于所述模腔之中，并从注胶口注入塑胶以使得塑胶流经注胶位置得到面罩。
s7.将所述面罩放置于急冷系统进行快速冷却。
s8.将冷却后的面罩装夹于整形工装。
出模后，将冷却后的面罩立即装夹至整形工装矫形，实际生产时可根据产品的实际状况调整整形工装中楔形块高度，使之达到最佳矫形效果。
具体地，s1中需要进行多次模流分析，根据模流分析中的平面形变检测结果确定最佳注胶位置，如图5所示，一次模流分析包括：
s10.预设面罩的平面形变检测点；
s20.预设注胶位置；
s30.根据所述预设注胶位置注塑得到面罩；
s40.检测面罩中各个检测点处的平面形变。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如本发明的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本发明的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的用于实现全景环视的方法以及用于实现全景环视的装置中的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(如计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，也可以在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是，上述实施例是对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或者步骤等。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。