CN106994924A - 一种人体压力传感器及汽车座椅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人体压力传感器，包括：硬式印刷电路板，设置有并行排布的两个裸露金属膜触点；柔性聚酯薄膜，设置有箔式导电层；承载底板和压触顶盖，箔式导电层、弹性间隔层和硬式印刷电路板设置于由压触顶盖和承载底板组成的包容体内；金属针状接线端子，与裸露金属膜触点电连接并穿过承载底板；遮护套，承载底板在金属针状接线端子穿出的区域，设置有与承载底板为同一结构体的遮护套。本发明与薄膜开关与外部导电线的连接方式相比，更加方便，空间占用小，开关灵敏性好，抗折损性好，成本低的优点。而且硬式印刷电路板更容易设置串并联电阻、二极管、电容、TVS抗浪涌保护元器件等外围电子元器件。本发明还公开了一种汽车座椅。
Description
技术领域
本发明涉及汽车座椅技术领域，更具体地说，涉及一种人体压力传感器及汽车座椅。
背景技术
随着车辆交通领域的科技发展，座椅使用者监测作为乘员安全带提醒领域的应用要求，越来越得到市场的重视。一种设置在座椅坐垫下方的人体压力传感器，采用压力开关元件通过座椅坐垫，对来自椅面的人体压力的存在进行检测，可以有效地感知座椅使用者的存在，实现使用者存在探测的功能。
此类座椅人体压力开关产品的一个简单应用，就是将一个压力开关元件及配合结构，布置于车辆座椅内部坐垫发泡垫下方的承载骨架上。当人体臀部压力作用到座椅海绵承载垫的椅面时，人体重量施压在此人体压力开关上，进而触发相应箔式压力开关元件的传感触点，使之产生通断特性的电路输出特征。其通常由传感器单元、线束、以及连接器等部件构成。
一种基本的汽车座椅结构应用形式，是采用由钢丝拉筋构成的弹簧骨架结构与海绵垫体为基材的坐垫及相关附件，构成座部总成。人体压力传感器，正是布置在弹簧骨架结构与坐垫二者的结合区域。
在以往的工程设计过程中，通常采用具有薄膜开关特征的，由上下两层的导电薄膜构成的压力传感单元，作为乘员人体承压开关探测单元。这种设计结构，往往需要采用较为复杂的薄膜开关与外部导电线的塑胶连接方式，有空间占用大，开关灵敏性不好，抗折损性差，成本高的缺点。
同时，当前的技术需求是，常常需要在压力开关回路中，设置串并联电阻、二极管、电容、TVS抗浪涌保护元器件等外围电子元器件，在传统的单纯以聚酯薄膜为基材的柔性薄膜开关电路中，常常难以简单经济地布置和制造。
因此，如何方便与外部导电线的连接，同时方便外围电子元器件的布置，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人体压力传感器，以方便与外部导电线的连接，同时方便外围电子元器件的布置；
本发明的另一目的在于提供一种汽车座椅。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种人体压力传感器，包括：
硬式印刷电路板，所述硬式印刷电路板上设置有并行排布的两个裸露金属膜触点及导电回路；
柔性聚酯薄膜，所述柔性聚酯薄膜上设置有箔式导电层，且其和所述硬式印刷电路板之间设置有弹性间隔层，于所述裸露金属膜触点处，所述弹性间隔层开设有供所述箔式导电层在触压作用下与所述裸露金属膜触点接触的贯通孔洞，以接通并行排布的两个裸露金属膜触点；
承载底板，所述硬式印刷电路板设置于所述承载底板上；
压触顶盖，所述箔式导电层、所述弹性间隔层和所述硬式印刷电路板设置于由所述压触顶盖和所述承载底板组成的包容体内；
金属针状接线端子，与所述裸露金属膜触点电连接，所述金属针状接线端子穿过所述承载底板，用于与外部的电连接器构成电气关联；
遮护套，所述承载底板在所述金属针状接线端子穿出的区域，设置有与所述承载底板为同一结构体的遮护套。
优选地，在上述人体压力传感器中，所述压触顶盖上设置有向所述裸露金属膜触点方向凸出的凸出结构。
优选地，在上述人体压力传感器中，所述箔式导电层为贴附在所述柔性聚酯薄膜上的金属箔层，或者为印刷在所述柔性聚酯薄膜上的导电油墨层。
优选地，在上述人体压力传感器中，所述金属针状接线端子为由所述硬式印刷电路板穿越所述承载底板向下的直式金属插针，或者为穿越所述承载底板横向引出的直角金属弯针；所述金属针状接线端子与所述硬式印刷电路板的连接，为焊接方式或插接方式。
优选地，在上述人体压力传感器中，所述硬式印刷电路板设置有外围电子元器件，所述外围电子元器件为电阻、电容、电感和/或TVS抗浪涌保护元器件。
优选地，在上述人体压力传感器中，所述弹性间隔层为具有双面胶黏特征的聚酯薄膜间隔体，或者具有厚膜印刷图案粘合特征的绝缘间隔油墨层，或者为弹性橡塑薄层。
优选地，在上述人体压力传感器中，所述硬式印刷电路板的硬式基材为酚醛基材、玻纤环氧基材或棉质环氧基材；所述硬式印刷电路板为单层电路板或多层电路板。
优选地，在上述人体压力传感器中，所述承载底板为平板状结构或者为向上围起的盒体式容留结构；
所述压触顶盖为平板状结构或者为向下围起的盒体式容留结构。
优选地，在上述人体压力传感器中，所述压触顶盖与所述柔性聚酯薄膜之间设置有弹性垫层。
优选地，在上述人体压力传感器中，所述硬式印刷电路板经过粘贴、卡接、穿孔熔焊或者扣盖限位的方式固定在所述承载底板上。
一种汽车座椅，包括海绵承载垫和支撑骨架，还包括如上任一项所述的人体压力传感器，所述人体压力传感器设置于所述海绵承载垫和所述支撑骨架之间。
优选地，在上述汽车座椅中，所述承载底板经过卡接或挂接的方式，设置在所述支撑骨架上。
优选地，在上述汽车座椅中，所述压力开关元件的至少一个传感触点位于预设区域内，所述预设区域位于所述海绵承载垫前端面起与靠背骨架转轴之间，居于所述海绵承载垫前方的三分之一至二分之一的距离区域范围内，且沿所述海绵承载垫的中轴线对称布置，且所述预设区域的宽度为所述海绵承载垫宽度的四分之一。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的人体压力传感器，当座椅受到乘员人体乘坐时，承接来自海绵承载垫一侧的乘员压力，使得柔性聚酯薄膜上的箔式导电层向硬式印刷电路板的裸露金属膜触点趋近，直至相互接触，构成电气接触回路，达到提醒乘客的作用。本发明将硬式印刷电路板上的裸露金属膜触点替代传统的导电薄膜，硬式印刷电路板与外部导电线的连接方式与薄膜开关与外部导电线的连接方式相比，更加方便，空间占用小，开关灵敏性好，抗折损性好，成本低的优点。而且硬式印刷电路板更容易设置串并联电阻、二极管、电容、TVS抗浪涌保护元器件等外围电子元器件。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的人体压力传感器的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的人体压力传感器的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的人体压力传感器的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的人体压力传感器的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的人体压力传感器受力时的结构示意图；
图6为本发明实施例的硬式印刷电路板的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的人体压力传感器所处位置的俯视图；
图8为本发明实施例提供的人体压力传感器所处位置的正视图。
其中，101为承载底板，102为硬式印刷电路板，103为裸露金属膜触点，1031为焊接点，104为柔性聚酯薄膜，1041为箔式导电层，105为弹性间隔层，106为压触顶盖，1061为凸出结构，107为金属针状接线端子，108为遮护套，109为二极管元件，110为电阻，111为弹性垫层，112为导电线路，100为人体压力传感器，200为靠背骨架转轴。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种人体压力传感器，以方便与外部导电线的连接，同时方便外围电子元器件的布置；
本发明的另一核心在于提供一种汽车座椅。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4、图6，图1为本发明实施例一提供的人体压力传感器的结构示意图；图2为本发明实施例二提供的人体压力传感器的结构示意图；图3为本发明实施例三提供的人体压力传感器的结构示意图；图4为本发明实施例四提供的人体压力传感器的结构示意图；图6为本发明实施例的硬式印刷电路板的结构示意图。
本发明实施例提供的人体压力传感器包括硬式印刷电路板102、柔性聚酯薄膜104、承载底板101和压触顶盖106。其中，硬式印刷电路板102上设置有并行排布的两个裸露金属膜触点103及导电回路。
柔性聚酯薄膜104上设置有箔式导电层1041，且其和硬式印刷电路板102之间设置有弹性间隔层105，于裸露金属膜触点103处，弹性间隔层105开设有供箔式导电层1041在触压作用下与裸露金属膜触点103接触的贯通孔洞，以接通并行排布的两个裸露金属膜触点103。
该并行排布的两个裸露金属膜触点103处，为弹性间隔层105的贯通孔洞。与该弹性间隔层105的贯通孔洞相对应，设置为柔性聚酯薄膜104的箔式导电层1041。即，弹性间隔层105，在压力传感点的位置，设置有贯通孔洞。贯通孔洞的一侧，是硬式印刷电路板102的裸露金属膜触点103。贯通孔洞的另一侧，是柔性聚酯薄膜104的箔式导电层1041。
硬式印刷电路板102设置于承载底板101上，箔式导电层1041、弹性间隔层105和硬式印刷电路板102设置于由压触顶盖106和承载底板101组成的包容体内。其中，压触顶盖106上优选地设置有向裸露金属膜触点103方向凸出的凸出结构1061，以保证人体压力传感器的灵敏性。
硬式印刷电路板102通过导电金属连接物与外部的电连接器构成电气关联；该导电金属连接物为金属插针、导电卡子或导线焊接体。优选地，硬式印刷电路板102具有与裸露金属膜触点103电连接的金属针状接线端子107，金属针状接线端子107用于与外部的电连接器构成电气关联。
承载底板101在金属针状接线端子107穿出的区域，设置有与承载底板101为同一结构体的遮护套108。金属针状接线端子107和遮护套108构成电连接器，如此，有利于方便地与外部导线束的对接电连接器相汇接。
本发明提供的人体压力传感器，当座椅受到乘员人体乘坐时，承接来自海绵承载垫一侧的乘员压力，使得柔性聚酯薄膜104上的箔式导电层1041向硬式印刷电路板102的裸露金属膜触点103趋近，直至相互接触，构成电气接触回路，达到提醒乘客的作用。本发明将硬式印刷电路板102上的裸露金属膜触点103替代传统的导电薄膜，硬式印刷电路板102与外部导电线的连接方式与薄膜开关与外部导电线的连接方式相比，更加方便，空间占用小，开关灵敏性好，抗折损性好，成本低的优点。而且硬式印刷电路板更容易设置串并联的电阻110、二极管元件109、电容、TVS抗浪涌保护元器件等外围电子元器件。即硬式印刷电路板102可以设置外围电子元器件，外围电子元器件为电阻110、电容、电感和/或TVS抗浪涌保护元器件。
在本发明一具体实施例中，箔式导电层1041为贴附在柔性聚酯薄膜104上的金属箔层，或者为印刷在柔性聚酯薄膜104上的导电油墨层。当带有箔式导电层1041的柔性聚酯薄膜104，受到来自于上部的压力时，柔性聚酯薄膜104向下凹陷。并透过弹性间隔层105的贯通孔洞，接触到硬式基材的具有承压特征的硬式印刷电路板102。此时，柔性聚酯薄膜104的箔式导电层1041，触碰到硬式印刷电路板102上设置的并行的电路排布的裸露金属膜触点103，构成电气接触回路。
在本发明一具体实施例中，金属针状接线端子107为由硬式印刷电路板102穿越承载底板101向下的直式金属插针，或者为穿越承载底板101横向引出的直角金属弯针；金属针状接线端子107与硬式印刷电路板102的连接，为焊接方式或插接方式。
在本发明一具体实施例中，弹性间隔层105为具有双面胶黏特征的聚酯薄膜间隔体，或者具有厚膜印刷图案粘合特征的绝缘间隔油墨层，或者为弹性橡塑薄层。弹性间隔层105具有设定的厚度尺寸特征，起到以一定的距离，间隔硬式印刷电路板102的裸露金属膜触点103与柔性聚酯薄膜104的箔式导电层1041的作用。
在本发明一具体实施例中，硬式印刷电路板102的硬式基材为酚醛基材、玻纤环氧基材或棉质环氧基材；硬式印刷电路板102可以为单层电路板，也可为多层电路板。
在本发明一具体实施例中，承载底板101为平板状结构或者为向上围起的盒体式容留结构；压触顶盖106为平板状结构或者为向下围起的盒体式容留结构。
在本发明一具体实施例中，压触顶盖106与柔性聚酯薄膜104之间设置有弹性垫层111。硬式印刷电路板102经过粘贴、卡接、穿孔熔焊或者扣盖限位的方式固定在承载底板101上。
本发明实施例还公开了一种汽车座椅，包括海绵承载垫和支撑骨架，其中，还包括如上实施例公开的人体压力传感器，人体压力传感器设置于海绵承载垫和支撑骨架之间。承载底板101可经过卡接或挂接的方式，设置在支撑骨架上。
请参阅图7和图8，在本发明一具体实施例中，人体压力传感器100的至少一个传感触点位于预设区域内，该预设区域位于海绵承载垫前端面起与靠背骨架转轴200之间，居于海绵承载垫前方的三分之一至二分之一的距离区域范围内，且沿海绵承载垫的中轴线对称布置，且预设区域的宽度W0为海绵承载垫宽度W的四分之一，即预设区域一侧距离海绵承载垫的中轴线的距离W1，与预设区域另一侧距离海绵承载垫的中轴线的距离W2相等，且均为W0的一半。
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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种人体压力传感器，其特征在于，包括：
硬式印刷电路板(102)，所述硬式印刷电路板(102)上设置有并行排布的两个裸露金属膜触点(103)及导电回路；
柔性聚酯薄膜(104)，所述柔性聚酯薄膜(104)上设置有箔式导电层(1041)，且其和所述硬式印刷电路板(102)之间设置有弹性间隔层(105)，于所述裸露金属膜触点(103)处，所述弹性间隔层(105)开设有供所述箔式导电层(1041)在触压作用下与所述裸露金属膜触点(103)接触的贯通孔洞，以接通并行排布的两个裸露金属膜触点(103)；
承载底板(101)，所述硬式印刷电路板(102)设置于所述承载底板(101)上；
压触顶盖(106)，所述箔式导电层(1041)、所述弹性间隔层(105)和所述硬式印刷电路板(102)设置于由所述压触顶盖(106)和所述承载底板(101)组成的包容体内；
金属针状接线端子(107)，与所述裸露金属膜触点(103)电连接，所述金属针状接线端子(107)穿过所述承载底板(101)，用于与外部的电连接器构成电气关联；
遮护套(108)，所述承载底板(101)在所述金属针状接线端子(107)穿出的区域，设置有与所述承载底板(101)为同一结构体的遮护套(108)。
2.根据权利要求1所述的人体压力传感器，其特征在于，所述压触顶盖(106)上设置有向所述裸露金属膜触点(103)方向凸出的凸出结构(1061)。
3.根据权利要求1所述的人体压力传感器，其特征在于，所述箔式导电层(1041)为贴附在所述柔性聚酯薄膜(104)上的金属箔层，或者为印刷在所述柔性聚酯薄膜(104)上的导电油墨层。
4.根据权利要求1所述的人体压力传感器，其特征在于，所述金属针状接线端子(107)为由所述硬式印刷电路板(102)穿越所述承载底板(101)向下的直式金属插针，或者为穿越所述承载底板(101)横向引出的直角金属弯针；所述金属针状接线端子(107)与所述硬式印刷电路板(102)的连接，为焊接方式或插接方式。
5.根据权利要求1-4任一项所述的人体压力传感器，其特征在于，所述硬式印刷电路板(102)设置有外围电子元器件，所述外围电子元器件为电阻(110)、电容、电感和/或TVS抗浪涌保护元器件；
所述弹性间隔层(105)为具有双面胶黏特征的聚酯薄膜间隔体，或者具有厚膜印刷图案粘合特征的绝缘间隔油墨层，或者为弹性橡塑薄层；
所述硬式印刷电路板(102)的硬式基材为酚醛基材、玻纤环氧基材或棉质环氧基材；所述硬式印刷电路板(102)为单层电路板或多层电路板。
6.根据权利要求1-4任一项所述的人体压力传感器，其特征在于，所述承载底板(101)为平板状结构或者为向上围起的盒体式容留结构；
所述压触顶盖(106)为平板状结构或者为向下围起的盒体式容留结构；
所述压触顶盖(106)与所述柔性聚酯薄膜(104)之间设置有弹性垫层(111)。
7.根据权利要求1-4任一项所述的人体压力传感器，其特征在于，所述硬式印刷电路板(102)经过粘贴、卡接、穿孔熔焊或者扣盖限位的方式固定在所述承载底板(101)上。
8.一种汽车座椅，包括海绵承载垫和支撑骨架，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一项所述的人体压力传感器(100)，所述人体压力传感器(100)设置于所述海绵承载垫和所述支撑骨架之间。
9.根据权利要求8所述的汽车座椅，其特征在于，所述承载底板(101)经过卡接或挂接的方式，设置在所述支撑骨架上。
10.根据权利要求8所述的汽车座椅，其特征在于，所述压力开关元件(107)的至少一个传感触点位于预设区域内，所述预设区域位于所述海绵承载垫前端面起与靠背骨架转轴之间，居于所述海绵承载垫前方的三分之一至二分之一的距离区域范围内，且沿所述海绵承载垫的中轴线对称布置，且所述预设区域的宽度为所述海绵承载垫宽度的四分之一。
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