CN110103891A - 一种具备自除雾功能的前挡玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具备自除雾功能的前挡玻璃，属于汽车玻璃技术领域，包括玻璃本体、与玻璃本体固连用于安装摄像头的支架本体，支架本体包裹于摄像头的外侧，支架本体上安装有位于摄像头下前方、位于玻璃本体下方的遮光罩，遮光罩包括导电塑料层、与导电塑料层连接的引出电极及位于导电塑料层外侧的绝缘层，导电塑料层借助引出电极与电源连接，其中导电塑料层的配方按质量百分比计，包括PBT 20‑90％，GB或GF 1‑50％，石墨烯1‑70％，将引出电极接通电源时导电塑料散热，将摄像头及前挡玻璃上的雾气、结霜消除，使前挡玻璃保持良好的透光性。

Description

一种具备自除雾功能的前挡玻璃
技术领域
本发明属于汽车玻璃技术领域，涉及一种前挡玻璃，具体地说是一种具备自除雾功能的前挡玻璃。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展和人们生活水平的提高，汽车已经成为人们出行、货运等不可或缺的交通工具之一。汽车行驶在道路上有各种情况的发生，为保证乘车人员与路面人员的人身及财产安全，汽车越来越多的集成各种安全辅助功能。
汽车制造商在前挡玻璃上会安装一个摄像头(相机)，如FEB摄像头(预碰撞智能辅助系统的图像采集窗口)、KAFAS(基于摄像机原理的驾驶员辅助系统)等，但当外界环境温度较低时，前挡玻璃上可能会生成雾气或者结霜，导致摄像头无法正常工作。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具备自除雾功能的前挡玻璃，利用热辐射将前挡玻璃上的雾气或结霜消除，从而恢复前挡玻璃的通透性。
本发明采用的技术方案是：
一种具备自除雾功能的前挡玻璃，包括玻璃本体、与玻璃本体固连用于安装摄像头的支架本体，关键在于，所述的支架本体与玻璃本体之间借助粘结层或吸盘连接，所述的支架本体包裹于摄像头的外侧，并在摄像头的视野方向开设有豁口，所述的豁口内安装有位于摄像头下前方、位于玻璃本体下方的遮光罩，所述的遮光罩包括导电塑料层、与导电塑料层连接的引出电极及位于导电塑料层外侧的绝缘层，导电塑料层借助引出电极与电源连接。
所述的导电塑料层包括镶嵌于遮光罩本体中的迂回段和与迂回段的端部连接的直线段，引出电极分别与两直线段的端部连接。
所述的迂回段由上至下沿遮光罩本体均匀设置，两直线段的上端平齐设置并分别与引出电极连接。
所述的导电塑料层为遮光罩本体，所述的引出电极分别设置于遮光罩本体的前端两侧，所述的绝缘层位于遮光罩本体的外侧。
所述的引出电极为导电银浆或金属电极。
所述的遮光罩中间段的两侧分别设置有限位柱，遮光罩的下端设置带有卡槽的凸起，所述的支架本体上分别设置有与限位柱、凸起的卡槽配套的安装块，限位柱、卡槽与安装块配套形成遮光罩的安装单元。
所述的导电塑料层的材料配方按质量百分比计，包括PBT 20-90％，GB或GF 1-50％，石墨烯1-70％。
本发明的有益效果是：借助支架本体固定摄像头，并在摄像头的视野方向开设豁口，便于摄像头进行拍摄，在豁口内位于摄像头的下前方设置遮光罩，能够有效减少周围光线的干扰，增强拍摄效果；遮光罩上设置有导电塑料层并借助引出电极与电源连接，将该支架本体安装在汽车的前挡玻璃上，接通电源时导电塑料散热，通过热辐射将摄像头及前挡玻璃上的雾气、结霜消除，能够快速恢复摄像头及前挡玻璃的通透性，使驾驶员能够清晰地看清外界情况，使摄像头能够正常清晰的拍摄；导电塑料层外覆盖绝缘层，避免电路漏电影响其它电子元件。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A-A的剖视图。
图3是图2中局部B的放大示意图。
图4是支架本体与遮光罩的装配示意图。
图5是实施例1中遮光罩的结构示意图。
图6是实施例5中遮光罩的结构示意图。
图7是图6中局部C的放大示意图。
附图中，1、摄像头，2、支架本体，3、豁口，4、遮光罩，5、导电塑料层，51、迂回段，52、直线段，6、引出电极，7、绝缘层，8、玻璃本体，9、限位柱，10、凸起，11、安装块。
具体实施方式
本发明涉及一种具备自除雾功能的前挡玻璃，包括玻璃本体8、与玻璃本体8固连用于安装摄像头1的支架本体2，关键是，所述的支架本体与玻璃本体之间借助粘结层或吸盘连接，所述的支架本体2包裹于摄像头1的外侧，并在摄像头1的视野方向开设有豁口3，所述的豁口3内安装有位于摄像头1下前方、位于玻璃本体8下方的遮光罩4，所述的遮光罩4包括导电塑料层5、与导电塑料层5连接的引出电极6及位于导电塑料层5外侧的绝缘层7，导电塑料层5借助引出电极6与电源连接。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1，如图1-5所示，摄像头1安装固定到支架本体2上，摄像头1下前方的遮光罩4与支架2固定连接，支架本体2的外边缘与玻璃本体8的形状配套设置，支架本体2的外边缘与玻璃本体8之间设置有粘接层，支架本体2借助粘接层与玻璃本体8连接。导电塑料层5包括镶嵌于遮光罩4本体中的迂回段51和与迂回段51的两个端部连接的直线段52，具体的，迂回段51由上至下沿遮光罩4本体均匀设置，两直线段52分别与迂回段51的两端连接，两直线段52的上端平齐设置且分别与引出电极6连接。图3中遮光罩4的背面朝上，引出电极6分别与直线段52的端部连接，导电塑料层5均匀地布设在遮光罩4上，提供较大的散热面积。遮光罩4中间段的两侧分别设置有限位柱9，遮光罩4的下端设置带有卡槽的凸起10，所述的支架本体2上分别设置有与限位柱9、凸起10的卡槽配套的安装块11，限位柱9、卡槽与安装块11配套形成遮光罩4的安装单元，其中与限位柱9配套的安装块11分别设置在限位柱9的前侧和端部，位于两限位柱9端部的安装块11与限位柱9配合形成对遮光罩4左右方向的限位；限位柱9上还设置有豁口使限位柱9易于变形弯折，便于安装；凸起10的卡槽的横截面呈V型结构，与该卡槽配套的安装块11的横截面呈V型结构，该安装块11与卡槽配套，限制遮光罩4的上下移动，同时与位于限位柱9前侧的安装块11形成对遮光罩4前后方向的限位，结构简单，安装方便，同时便于遮光罩4的更换。
引出电极6为涂覆、印刷在直线段52端部的导电银浆或者是预埋在直线段52端部的金属电极，用于导电塑料层5与电源连接。绝缘层7是涂覆设置在导电塑料层5外侧的。
根据汽车的前挡玻璃的弧度注塑支架本体2的安装面，将支架本体2安装在汽车的前挡玻璃上，引出电极6与电源接通后，导电塑料层5导电发热，热能通过热辐射到达玻璃及摄像头，有效对前挡玻璃及摄像头的镜面进行加热，消除雾气、结霜。
其中导电塑料层5的材料配方按质量百分比计，包括PBT 87％，GB或GF 10％，石墨烯3％。
导电塑料层5的制备方法为：
步骤A：将GB或GF与石墨烯加入不锈钢容器中进行共混，加入水，随后进行搅拌，使石墨烯与增塑剂充分附着在GB(GF)表面；
步骤B：烘干水分，并在烘箱中以110℃-150℃的温度干燥2小时，得到GB(GF)与石墨烯的共混物；
步骤C：将PBT切片，切片后的PBT与步骤B中得到的共混物进行简单的机械搅拌共混，并用双螺杆挤出机于220-300℃共混挤出，冷却后使用切片机切片，即得到PBT、GB(GF)与石墨烯的导电母粒。
制作时遮光罩4的本体使用普通塑料，将步骤C中得到的导电母粒与普通塑料进行双料注塑制成遮光罩4。
实施2与实施例1基本相同，不同之处仅在于，导电塑料层5的配方按质量百分比计，包括PBT460％，GB或GF30％，石墨烯10％。
实施例3与实施例1基本相同，不同之处仅在于，导电塑料层5的配方按质量百分比计，包括PBT 20％，GB或GF 45％，石墨烯35％。
实施例4与实施例1基本相同，不同之处仅在于，导电塑料层5的配方按质量百分比计，包括PBT 29％，GB或GF 1％，石墨烯70％。
实施例5是遮光罩4的结构的另一种实施方式，如图6-7所示，其中导电塑料层5为遮光罩4的本体，即遮光罩4的本体为导电塑料材质，图6中遮光罩4的背面朝上，引出电极6分别设置于遮光罩4本体的前端两侧，绝缘层7涂覆在遮光罩4本体的外侧，对遮光罩4进行覆盖，防止漏电产生，而遮光罩4的内侧会受到摄像头的光照，涂覆绝缘层7有可能产生杂光，因此遮光罩4的内侧不进行绝缘层7的涂覆。将遮光罩4的本体设置为导电塑料材质，制作工艺简单，且进一步增加散热面积，加速雾气、结霜的散除。
PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1％，在潮湿环境中仍保持各种物性，电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类，但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。缺点是缺口冲击强度低，成型收缩率大。
PBT+GB(GF)在PBT的基础上进行改性，不仅保持了PBT的耐化学性、加工性等原有优点，而且机械性能大幅度提高，如拉伸强度和弯曲强度提高1-1.5倍，弹性模量提高2倍，并且克服了PBT缺口冲击强度低的不足，产品的耐热性大大提高(长期使用温度120℃，短期使用达200℃)，耐蠕变性、耐疲劳性能优良，成型收缩率低、尺寸稳定性好。
本发明在PBT+GB(GF)的基础上，添加具有优异导电、导热性能的石墨烯材料，从而使材料既保持PBT+GB(GF)优异的机械性能，又具有优异的导电发热特性、优异的导热性能、优异的抗静电性能等，且制备所得的材料(导电发热层)与普通塑料相比，不仅能够发热，还具有良好的散热性能，能够在短时间内将热量散失传递至玻璃上，材料本身不聚集多余热量，停止加热后在40-50s内能够将自身温度降至常温，使用寿命得到显著的延长。
GB的粒度从10到250微米，所述GF的单丝直径从1到50微米，所述石墨烯包括但不限于单层石墨烯和多层石墨烯，单壁碳纳米管，多壁纳米管等，所述石墨烯的厚度在1-30层，平面尺寸在1-5微米。
所制得的材料通过注塑或加热压延制成薄膜、膜片或器件，在薄膜、膜片或器件上施加一定的电压，可以达到发热目的。所制得的材料还可以用于汽车玻璃、车灯、后视镜等部件的除霜除雾，也可以用于汽车座椅加热等。
该支架除霜试验：
试验环境温度：-5℃；
试验车内初始温度：-5℃；
试验车内初始相对湿度：60％RH；
除霜方式 主要热量传递方式 相关设置 除霜时间
车内水循环暖风 热传导 内循环风，最大风量及温度 约5min
支架发热 热辐射 12V、8W 约1min
备注：车内水循环暖风模式：①由于热量是由发动机冷却水提供的，所以在刚发动汽车时需等待较长时间达到较高温度；②摄像头区域处于封闭空间内，实际暖风是吹不到的，热量是通过周边物质传导过去的，比如玻璃。所以这种车内水循环暖风除霜模式需要很长时间。
该支架性能试验：

Claims (7)

1.一种具备自除雾功能的前挡玻璃，包括玻璃本体(8)、与玻璃本体(8)固连用于安装摄像头(1)的支架本体(2)，其特征在于：所述的支架本体(2)与玻璃本体(8)之间借助粘结层或吸盘连接，所述的支架本体(2)包裹于摄像头(1)的外侧，并在摄像头(1)的视野方向开设有豁口(3)，所述的豁口(3)内安装有位于摄像头(1)下前方、位于玻璃本体(8)下方的遮光罩(4)，所述的遮光罩(4)包括导电塑料层(5)、与导电塑料层(5)连接的引出电极(6)及位于导电塑料层(5)外侧的绝缘层(7)，导电塑料层(5)借助引出电极(6)与电源连接。
2.根据权利要求1所述的一种具备自除雾功能的前挡玻璃，其特征在于：所述的导电塑料层(5)包括镶嵌于遮光罩(4)本体中的迂回段(51)和与迂回段(51)的端部连接的直线段(52)，引出电极(6)分别与两直线段(52)的端部连接。
3.根据权利要求2所述的一种具备自除雾功能的前挡玻璃，其特征在于：所述的迂回段(51)由上至下沿遮光罩(4)本体均匀设置，两直线段(52)的上端平齐设置并分别与引出电极(6)连接。
4.根据权利要求1所述的一种具备自除雾功能的前挡玻璃，其特征在于：所述的导电塑料层(5)为遮光罩(4)本体，所述的引出电极(6)分别设置于遮光罩(4)本体的前端两侧，所述的绝缘层(7)位于遮光罩(4)本体的外侧。
5.根据权利要求1所述的一种具备自除雾功能的前挡玻璃，其特征在于：所述的引出电极(6)为导电银浆或金属电极。
6.根据权利要求1所述的一种具备自除雾功能的前挡玻璃，其特征在于：所述的遮光罩(4)中间段的两侧分别设置有限位柱(9)，遮光罩(4)的下端设置带有卡槽的凸起(10)，所述的支架本体(2)上分别设置有与限位柱(9)、凸起(10)的卡槽配套的安装块(11)，限位柱(9)、卡槽与安装块(11)配套形成遮光罩(4)的安装单元。
7.根据权利要求1所述的一种具备自除雾功能的前挡玻璃，其特征在于：所述的导电塑料层(5)的材料配方按质量百分比计，包括PBT20-90％，GB或GF1-50％，石墨烯1-70％。
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