压力传感器和座椅的制作方法

1.本发明涉及占用识别设备技术领域，特别是涉及一种压力传感器和座椅。


背景技术：

2.压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，已广泛应用于各种工业自控环境。其中，压力传感器是汽车座椅实现主被动安全的必要的配置，一般安装于汽车的副驾驶座椅和后排座椅内，具体为安装于座椅坐垫发泡垫的上部，介于坐垫和座椅面套之间，用于探测出座椅是否被占用，且能够准确判别出该座椅是被人员还是物体所占用。车辆通过对乘员座椅的使用情况进行侦测判断，可以对乘员安全带的使用情况等进行正确提醒，进而有效地降低道路交通事故发生时对人体的伤害程度。
3.目前市面上的座椅压力传感器的技术要求是：将直径为80mm、重量为3kg的铅球置于座椅h点附近放置，压力传感器不会被触发。该实验用来模拟人和物体对座椅触发的条件，若上述铅球在h点附近触发了压力传感器，则说明该压力传感器不能区分人和物品；若上述铅球在h点附近未触发压力传感器，则说明该压力传感器能区分人和物品。其中，h点表示驾驶员或乘员人体模板入座后髋关节的中点在汽车中的位置，人体模板中髋关节指二维或三维人体模型样板中人体躯干与大腿的连接点，即胯点。目前，为了满足上述技术要求，压力传感器中的导电孔(通孔)的位置的设计多采用避让h点的方式，同时受座椅布置空间的限制，需将压力传感器制作成分布式的复杂形状，不便于加工和安装，且与之配合的用于压力传感器固定的双面胶需根据压力传感器的形状进行模切，费事费力，加工成本较高；且复杂的形状耗材较多，进一步增加了制造成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种压力传感器和座椅，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，便于加工和安装，且降低了生产成本。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供了一种压力传感器，包括所述压力传感器本体包括第一保护层、第二保护层、第一导电层、第二导电层和绝缘层，所述第一导电层设置于所述第一保护层上，所述第二导电层设置于所述第二保护层上，所述第一导电层和所述第二导电层均设置于所述第一保护层和所述第二保护层之间，所述绝缘层设置于所述第一导电层和所述第二导电层之间，所述绝缘层具有至少一个通孔，所述第一保护层和所述第二保护层能够在压力作用下变形，所述第一导电层能够在所述第一保护层的带动下变形，所述第二导电层能够在所述第二保护层的带动下变形，所述第一导电层和所述第二导电层能够在所述第一保护层和所述第二保护层变形时通过所述通孔进行接触，所述第一保护层的厚度为0.125mm
±
0.005mm，所述第二保护层的厚度为0.125mm～0.188mm，所述通孔的直径为12.7mm
±
1mm。
7.优选的，所述第一保护层的厚度为0.125mm，所述通孔的直径为12.7mm。
8.优选的，所述压力传感器本体还包括第一炭层和第二炭层，所述第一炭层设置于所述第一保护层和所述第一导电层之间，所述第二炭层设置于所述第二保护层和所述第二导电层之间，所述第一炭层能够在所述第一保护层的带动下变形并带动所述第一导电层变形，所述第二炭层能够在所述第二保护层的带动下变形并带动所述第二导电层变形。
9.优选的，所述压力传感器本体呈长条形或h型。
10.优选的，所述绝缘层为绝缘胶，所述第一导电层和所述第二导电层通过所述绝缘层粘接。
11.优选的，所述第一导电层和所述第二导电层的材质为金属，所述第一保护层和所述第二保护层的材质为pet薄膜。
12.优选的，所述第一导电层、所述第一炭层和所述第一保护层的厚度之和为0.1mm～0.2mm，所述第二导电层、所述第二炭层和所述第二保护层的厚度之和为0.1mm～0.2mm。
13.优选的，所述第一导电层和所述第二导电层的材质为金属。
14.本发明还提供了一种座椅，包括坐垫和上述压力传感器，所述压力传感器固定连接于所述坐垫内。
15.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本发明提供的压力传感器和座椅，第一保护层的厚度为0.125mm
±
0.005mm，第二保护层的厚度为0.125mm～0.188mm，通孔的直径为12.7mm
±
1mm，本发明通过合理设置第一保护层、第二保护层的厚度和通孔的直径，使得压力传感器中通孔的位置设置可以不受h点的限制便可以精准地区分人和物体，进而压力传感器本体和与之配合使用的双面胶能够设计成规则的、便于加工的形状，能够简化加工过程和安装过程，省时省力，且降低了耗材的使用量，降低了生产成本。
附图说明
17.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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1本实施例1中的压力传感器的结构示意图(长条形)；
19.图2为图1中的压力传感器的剖视图(a-a)；
20.图3本实施例1中的压力传感器的导电失效率测试实验的实验数据图；
21.图4本实施例1中的压力传感器的阻值变化灵敏度测试实验的实验数据图；
22.图5本实施例1中的压力传感器的电气原理图；
23.图6本实施例1中的压力传感器的结构示意图(h形)
24.图中：100、压力传感器；1、压力传感器本体；2、第一导电层；3、第二导电层；4、绝缘层；5、通孔；6、第一保护层；7、第二保护层；8、第一炭层；9、第二炭层。
具体实施方式
25.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。
26.本发明的目的是提供一种压力传感器和座椅，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，便于加工和安装，且降低了生产成本。
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
28.实施例1
29.如图1-6所示，本实施例提供一种压力传感器100，包括压力传感器本体1，压力传感器本体1包括第一保护层6、第二保护层7、第一导电层2、第二导电层3和绝缘层4，第一导电层2设置于第一保护层6上，第二导电层3设置于第二保护层7上，第一导电层2和第二导电层3均设置于第一保护层6和第二保护层7之间，绝缘层4设置于第一导电层2和第二导电层3之间，绝缘层4具有至少一个通孔5，第一保护层6和第二保护层7能够在压力作用下变形，第一导电层2能够在第一保护层6的带动下变形，第二导电层3能够在第二保护层7的带动下变形，第一导电层2和第二导电层3能够在第一保护层6和第二保护层7变形时通过通孔5进行接触，第一保护层6的厚度为0.125mm
±
0.005mm，第二保护层7的厚度为0.125mm～0.188mm，通孔5的直径为12.7mm
±
1mm。优选的，通孔5的个数和设置位置可以按照需要检测的坐姿的需求进行合理设置。第一导电层2和第二导电层3能够分别在第一保护层6和第二保护层7在张力作用下变形并通过通孔5进行接触，即第一导电层2和第二导电层3导通；当压力撤销后，第一保护层6和第二保护层7的变形恢复，第一导电层2和第二导电层3的变形也随之恢复，即第一导电层2和第二导电层3断开。本实施例通过合理设置第一保护层6、第二保护层7的厚度和通孔5的直径，使得压力传感器100中通孔5的位置设置可以不受h点的限制便可以精准地区分人和物体，进而压力传感器本体1和与之配合使用的双面胶能够设计成规则的、便于加工的形状，能够简化加工过程和安装过程，省时省力，且降低了耗材的使用量，降低了生产成本。
30.优选的，第一保护层6的厚度为0.125mm，通孔5的直径为12.7mm。
31.压力传感器本体1还包括第一炭层8和第二炭层9，即第一炭层8和第二炭层9为炭浆，第一炭层8设置于第一保护层6和第一导电层2之间，第二炭层9设置于第二保护层7和第二导电层3之间，第一炭层8能够在第一保护层6的带动下变形并带动第一导电层2变形，第二炭层9能够在第二保护层7的带动下变形并带动第二导电层3变形。第一炭层8和第二炭层9能够分别与第一导电层2和第二导电层3共同作用进行导电，且第一炭层8和第二炭层9能够增强第一导电层2和第二导电层3的附着效果，防止第一导电层2和第二导电层3氧化。
32.优选的，压力传感器本体1呈长条形或h型。需要说明的是，长条形和h型的压力传感器100具有便于加工和节省耗材的优点，但是压力传感器100的形状并不局限于长条形和h型形状，可以根据座椅空间和坐姿检测需求进行调整，在满足座椅空间和坐姿检测需求的前提下，能够将压力传感器100设计成最为便于加工和节省成本的的形状。
33.绝缘层4为绝缘胶，第一导电层2和第二导电层3通过绝缘层4粘接。
34.优选的，第一导电层2和第二导电层3的材质为金属，更为优选的，第一导电层2和第二导电层3为银层。
35.优选的，第一保护层6和第二保护层7的材质为pet薄膜。在pet薄膜上分别镀上炭
层和银层。
36.第一导电层2、第一炭层8和第一保护层6的厚度之和为0.1mm～0.2mm，第二导电层3、第二炭层9和第二保护层7的厚度之和为0.1mm～0.2mm。厚度较小，能够减小座椅乘坐的异物感。
37.本实施例提供的压力传感器100可以不受h点的限制便可以精准地区分人和物体，验证方法如下：
38.1.测试第一保护层6在不同厚度下压力传感器100的导电失效率，其中，压力传感器100由pet薄膜层、炭层、银层和绝缘胶层组成，且炭层和银层采用电镀的方式设置于pet薄膜层上，第二保护层7的厚度为0.125mm～0.188mm，测试时仅改变多组样件的第一保护层6，其他参数保持一致或在合理误差范围内，在唯一变量的条件下进行测试，保证测试结构的准确性。导电失效包括以下两种情况：(1)将直径为80mm、重量为3kg的铅球置于座椅h点附近放置，压力传感器100被触发；(2)人员坐在安装有压力传感器100的座椅上，压力传感器100不被触发。其中，触发是指第一导电层2和第二导电层3在压力作用下变形并通过通孔5进行接触，实现导电。测试结果如图3所示：当第一保护层6和第二保护层7的厚度为0.125mm时，压力传感器100的导电失效率为0；当第一保护层6和第二保护层7的厚度大于或小于0.125mm时，压力传感器100的导电失效率为大于0，故当第一保护层6和第二保护层7厚度为0.125mm时，压力传感器100的导电失效率最低，即区分人和物体的准确性最高。
39.2.采用电阻仪测试42kg成人乘坐于安装有压力传感器100的座椅上时该压力传感器100的阻值变化的灵敏度。其中，压力传感器100由pet薄膜层、炭层、银层和绝缘胶层组成，且炭层和银层采用电镀的方式设置于pet薄膜层上。测试时仅仅改变多组样件的通孔5直径，其他参数保持一致或在合理误差范围内，在唯一变量的条件下进行测试，保证测试结构的准确性。测试结果如图4所示，当通孔5直径为12.7mm时，压力传感器100的阻值变化幅度最小，最为稳定；通孔5直径大于或小于12.7mm时，压力传感器100的阻值的不稳定。由于当通孔5直径过小时，第一导电层2和第二导电层3的变形量不足以使第一导电层2和第二导电层3持续导通，电阻仪的测试值时有时无；当通孔5直径过大时，测试人员坐姿的轻微改变也会导致第一导电层2和第二导电层3贴合面积的变化。故通孔5直径大于或小于12.7mm时，压力传感器100的阻值均不稳定，即更容易被误触发。
40.本实施例提供的压力传感器100的电气参数如下表所示：
[0041][0042]
实施例2
[0043]
本实施例提供一种座椅，包括坐垫和实施例1中的压力传感器100，压力传感器100固定连接于坐垫内。优选的，压力传感器100采用双面胶粘接于坐垫内。座椅主要为汽车座椅。安装时，第一保护层6朝向坐垫的上表面。
[0044]
本发明中应用了具体个例对本发明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的限制。

技术特征：
1.一种压力传感器，包括压力传感器本体，其特征在于：所述压力传感器本体包括第一保护层、第二保护层、第一导电层、第二导电层和绝缘层，所述第一导电层设置于所述第一保护层上，所述第二导电层设置于所述第二保护层上，所述第一导电层和所述第二导电层均设置于所述第一保护层和所述第二保护层之间，所述绝缘层设置于所述第一导电层和所述第二导电层之间，所述绝缘层具有至少一个通孔，所述第一保护层和所述第二保护层能够在压力作用下变形，所述第一导电层能够在所述第一保护层的带动下变形，所述第二导电层能够在所述第二保护层的带动下变形，所述第一导电层和所述第二导电层能够在所述第一保护层和所述第二保护层变形时通过所述通孔进行接触，所述第一保护层的厚度为0.125mm
±
0.005mm，所述第二保护层的厚度为0.125mm～0.188mm，所述通孔的直径为12.7mm
±
1mm。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述第一保护层的厚度为0.125mm，所述通孔的直径为12.7mm。3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述压力传感器本体还包括第一炭层和第二炭层，所述第一炭层设置于所述第一保护层和所述第一导电层之间，所述第二炭层设置于所述第二保护层和所述第二导电层之间，所述第一炭层能够在所述第一保护层的带动下变形并带动所述第一导电层变形，所述第二炭层能够在所述第二保护层的带动下变形并带动所述第二导电层变形。4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述压力传感器本体呈长条形或h型。5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述绝缘层为绝缘胶，所述第一导电层和所述第二导电层通过所述绝缘层粘接。6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述第一保护层和所述第二保护层的材质为pet薄膜。7.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于：所述第一导电层、所述第一炭层和所述第一保护层的厚度之和为0.1mm～0.2mm，所述第二导电层、所述第二炭层和所述第二保护层的厚度之和为0.1mm～0.2mm。8.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述第一导电层和所述第二导电层的材质为金属。9.一种座椅，其特征在于：包括坐垫和权利要求1-8中任意一项所述的压力传感器，所述压力传感器固定连接于所述坐垫内。

技术总结
本发明提供了一种压力传感器和座椅，涉及占用识别设备技术领域，压力传感器本体包括第一保护层、第二保护层、第一导电层、第二导电层和绝缘层，第一导电层设置于第一保护层上，第二导电层设置于第二保护层上，第一导电层和第二导电层均设置于第一保护层和第二保护层之间，绝缘层设置于第一导电层和第二导电层之间，绝缘层具有至少一个通孔，第一保护层和第二保护层能够在压力作用下变形，第一导电层能够在第一保护层的带动下变形，第二导电层能够在第二保护层的带动下变形，第一保护层的厚度为0.125mm


技术研发人员：袁建和
受保护的技术使用者：和美汽车零部件青县有限公司
技术研发日：2022.03.08
技术公布日：2022/5/25