[發明專利]汽車坐墊用織物傳感陣列的制造方法及產品

有效

• 申請號: 202210554284.3
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114808279B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 俞平
• 申請（專利權）人: 俞平
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/74;B32B5/02;B32B9/00;B32B9/04;B32B3/08;B32B5/06;B32B37/00;B32B37/15;G01L1/22;G01L9/04;B60N2/62
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 黃孫將

本發明涉及車輛座椅傳感器領域，具體地說是汽車坐墊用織物傳感陣列的制造方法及用該方法制造的織物傳感陣列，該汽車坐墊用織物傳感陣列從下至上依次由織物基底層、電極層、壓敏材料層和織物保護層構成。電極層呈軸對稱圖案化分布于織物基底層上，通過靜電紡絲近場直寫工藝制備出覆蓋在電極層正負電極之間的碳納米纖維網絡，形成36個力敏感單元，按六行六列布置，作為壓敏材料層，空間分辨率達70mm。本發明可實時監測人體重量及人體與坐墊的接觸區域，將碳納米纖維與織物結合，使傳感陣列更柔軟、更輕薄、更透氣。

技術領域

本發明涉及一種車輛座椅傳感器領域，特別涉及一種汽車坐墊用織物傳感陣列的制造方法及產品。

背景技術

隨著自動駕駛、人工智能、5G等尖端科技的興起，汽車上也逐漸集成了輔助自動駕駛和智能助手等功能，使得駕駛變得更輕松。汽車駕駛室也逐漸朝向智能化發展，使其能成為人們駕駛、休息、娛樂、工作的地方。

為保證乘坐的舒適性，汽車座椅因更加智能化。目前，座椅調節主要包括手動調節和電動調節這兩種方式，均需要駕乘人員的手動介入才能使座椅調整至最佳位置，過程繁瑣不便。在很多場景中，駕乘人員由于感覺座椅調整麻煩，在未嚴重影響駕乘舒適度的情況下而放棄調節，這在一定程度上影響了人們的乘坐體驗感。雖然，已有一些研究者提出了在座椅上安裝壓力傳感器來測量駕乘人員的身高、體重等信息，以實現座椅位置的自動調整，但受這些傳感器材料特性的影響，安裝在座椅上時，使得座椅透氣性變差，降低乘坐舒適度，且力空間分辨率低，無法為駕乘人員提供多樣化的乘坐功能。

為解決這些問題，有必要研究一種汽車坐墊用織物傳感陣列，使其與座椅集成時能擁有良好的透氣性，通過敏感單元的分布式布置來監測人體重量及人體與坐墊的接觸區域，為座椅位置調整、按摩、供熱、通風功能的實現提供依據，提升駕乘人員的乘坐體驗感。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種汽車坐墊用織物傳感陣列的制造方法及產品，該織物傳感陣列將無紡布與碳納米纖維組合，擁有良好的透氣性，實現接觸壓力的分布式測量，可為座椅位置調整、按摩、供熱、通風功能的實現提供依據，提高乘坐舒適性。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：汽車坐墊用織物傳感陣列的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、裁剪兩塊無紡布，分別作為織物基底層和織物保護層，然后依次用丙酮、酒精和去離子水超聲清洗除去表面雜質及油污，然后懸掛在空氣中晾干；

S2、將聚酰亞胺薄膜粘貼在織物基底層的上下表面，使用激光切割機對上表面的聚酰亞胺薄膜進行劃線，刻蝕預先設計好的電極層的圖案；

S3、將步驟S2中劃好電極層圖案的織物基底層浸入10-20g/L?SnCl₂和30-40ml/LHCl（35-45%）的混合溶液中浸泡完成敏化處理，溫度始終保持30-45℃，之后用蒸餾水洗滌，然后將其浸入0.5g/L?PdCl₂和20ml/L?HCl（38%）的混合溶液中浸泡完成活化處理，溫度也保持30-45℃，之后用蒸餾水洗滌，隨后將其浸入0.6～2g/L的NiSO₄水溶液中進行鍍鎳，用8-15%的NaOH水溶液將pH值調至8-10，溫度保持60-80℃，浸泡后取出織物基底層并剝離聚酰亞胺薄膜，最后將鍍好鎳電極的織物基底層依次用蒸餾水和酒精漂洗，除去殘留液體后置于干燥箱中烘干，得到沉積了電極層的織物基底層；

S4、稱取0.22-0.42g多壁碳納米管（MWCNT），2.73-5.62g四氫呋喃（THF），1.41-2.65g?N,N-二甲基甲酰胺（DMF），1.5-2.5g聚氨酯（PU）和0.01-0.05聚乙烯吡咯烷酮（PVP）置于燒杯中，放入水浴加熱攪拌器中恒溫20-30℃攪拌使其充分混合，之后用超聲波分散儀進行超聲分散，然后靜置得到PU重量百分比濃度為15-25%的碳納米紡絲溶液；