專利名稱：控制交通工具頭枕的系統的制作方法
技術領域：
多種實施方式涉及控制交通工具頭枕的系統。背景交通工具座椅組件可裝備有可移動的頭枕。美國專利第4，674，797號、第5，699，668號、第6，983，995號和第7，267，407號中公開了可移動頭枕的實例。概述提供了用于交通工具座椅組件的頭枕。頭枕由支撐結構支撐且可在第一位置和第二位置之間移動。致動器與頭枕連接以移動頭枕。控制器與致動器通訊以控制致動器。傳感器陣列由支撐結構和頭枕中的一個支撐且與控制器通訊。配置傳感器陣列以接收順序激活的第一區域和第二區域的輸入，其中傳感器將輸入傳遞給控制器，且控制器促使致動器移動頭枕。附圖
簡述圖I是交通工具座椅組件和頭枕的示意圖。圖2是交通工具座椅組件和頭枕的另個不意圖。圖3是根據公開的實施方式的交通工具座椅組件的示意圖。圖4是圖I的傳感器陣列的示意圖，示出了根據公開的多種實施方式向該陣列的多種輸入；和圖5是用于圖3的交通工具座椅組件的電子元件的示意圖。詳述如所需要的，本文公開了本發明的詳細實施方式；但是，應當理解所公開的實施方式僅是本發明的示例性描述，可以通過多種形式和替代形式實現本發明。附圖不必按照比例繪制；某些特征可被放大或縮小以顯示特殊部件的細節。因此，不應將本文公開的特定結構和功能的細節理解成限制性的，而僅作為用于指導本領域技術人員以多種方式實施本發明的代表性基礎。圖I示出了交通工具座椅組件10。交通工具座椅組件10可以是前排座椅,例如司機座椅組件或前排乘客座椅組件，或可以是后排座椅組件，例如交通工具的第二排或第三排座椅。座椅組件10具有支撐結構12，例如靠背。支撐結構12支撐頭枕16。頭枕16具有 調整特征件，其允許頭枕16在多個方向上移動，例如，通過調整高度、后移量(backset)和傾斜度以對不同使用者的橫截面提供人體工程學支撐和在不使用時能夠折疊和儲藏頭枕、以提高司機的可見度或座椅裝載容積或類似用途。在設計位置示出了頭枕16，并在前傾或折疊/儲藏位置以虛線示出了頭枕16。圖2示出了頭枕16的調整度和自由度。可調整頭枕的高度13以及頭枕16的后移量15。如圖3所示，頭枕16包括本領域已知的動力機構以平移或旋轉頭枕16。例如，致動器18諸如電動機、螺線管或類似裝置與多種齒條和小齒輪系統、杠桿系統、齒輪、凸輪、曲柄、連接件等連接以提供頭枕16的運動。致動器18與動力源20例如交通工具電池或交流發電機連接。致動器18還與控制致動器18的控制器22例如微控制器或集成電路或類似部件連接。控制器22可開啟和關閉致動器、控制由致動器18提供的運動方向和控制致動器18的運行時間，該時間可與頭枕16的運動量對應。例如，配置頭枕16以在多個方向移動，例如沿第一軸24移動、沿第二軸26移動和繞第三軸28旋轉。當然,考慮了平移或圍繞任何軸的旋轉,且頭枕可圍繞任何數量的軸包括單個軸或三個以上的軸運動或平移。示出第一軸24是豎直取向，或與交通工具座椅組件10或靠背12的縱軸對齊。頭枕16沿該軸24運動以改變頭枕16相對于交通工具座椅組件10或相對于座椅10的乘客的頭部的高度。示出第二軸26與頭枕16或交通工具座椅組件10的前后方向一致，其通常與安裝座椅組件10的交通工具的前/后方向對應。頭枕16沿該軸26運動以調整頭枕16相對于交通工具座椅組件10的后移量15。示出第三軸28在頭枕16或交通工具座椅組件10的側向或橫向方向上。頭枕16圍繞該軸28旋轉或轉動以相對于交通工具座椅組件10折疊或傾斜頭枕。如圖I所示,頭枕16具有圍繞軸28的角運動以在設計位置與傾斜或折疊位置之間旋轉。當交通工具座椅組件10空置時，可將頭枕16置于折疊位置。如果交通工具座椅10被占用或將被占用，可通過使頭枕16圍繞軸28旋轉 來調整頭枕16的傾斜量，例如，通過在30度、60度或某些其他量的范圍內向前或前后傾斜頭枕16以更好地適合乘客的頭部位置。如圖所示，傳感器陣列34由頭枕16支撐，或可替代地，其可位于交通工具座椅組件10上的其他位置，例如在靠背12、車門、扶手、控制臺或類似部件上。傳感器陣列34與控制器22電連接并由動力源20驅動。傳感器陣列34包括例如可被排列成列和行的多個電容傳感器36。可替代地，傳感器陣列34包括多個任何其他本領域已知的位置傳感器。每個電容傳感器36使用例如可變電容器的原理，通過電容觸摸感應進行操作。在某些實施方式中，形成了基于印刷電路板(PCB)的電容器且允許電場漏入電容器上方的區域，該區域包括傳感器陣列34的外表面。使用者作用于該外層。傳感器墊和周圍地面(ground pour)(或地下接地層)形成了可測量的基線電容。當導體例如使用者的手指接近或觸摸開放式電容器36上方的傳感器陣列34的外表面時，電場受到干擾并導致最終的電容變化。可通過連接的檢測器集成電路或控制器22調整傳感器36的靈敏度致使需要觸碰傳感器陣列34的外表面以激活傳感器36。外表面可起絕緣層的作用并提供傳感器36和使用者之間的隔離。導電手指與電容傳感器36的耦合使該結構的電容增大到超過基線電容或沒有觸碰時傳感器36的電容。在某些實施方式中，傳感器36下方的接地層幫助其屏蔽由其他電子元件產生的 潛在干擾并有助于維持更加恒定的基線電容。參考圖3和4，頭枕16可相對于支撐結構12沿軸24、26、28中的一個在第一位置和第二位置之間運動。第一位置和第二位置可以是頭枕16沿各個軸運動的最大距離的位置，例如最大高度和最小高度、最大和最小后移度、和設計位置及傾斜或折疊位置。致動器18使頭枕16沿著或圍繞軸24、26、28中的一個或多個運動。傳感器陣列34具有第一區域38和第二區域40。盡管考慮了任何尺寸或取向的區域，但圖4中示出了區域38、40。區域38,40致使使用者激活陣列34中的至少兩個傳感器36。使用者通常沿陣列34滑動手指并激活傳感器36。如果使用者激活了兩個傳感器36，激活的第一個傳感器36將處于第一區域38，且激活的第二個傳感器36將處于第二區域40。激活的傳感器36的路徑限定了頭枕16的運動。在傳感器陣列34上，第一區域38和第二區域40可以彼此相鄰或彼此分隔開。每個區域38、40包括一個或多個電容傳感器36或其他的位置傳感器。例如，使用者通過激活位于第一區域內的電容傳感器作用于第一區域38，然后在作用于第一區域38之后立即滑動手指或以其他方式激活第二區域40中的傳感器。可將時間限制編程到控制器22致使需要在來自第一區域38內的傳感器36的信號被認定為輸入之后的預定時間內接收來自第二區域40中的傳感器36的信號。控制器22接收并處理來自傳感器陣列34的信號并基于輸入來命令致動器移動頭枕。例如，如果頭枕的第一位置和第二位置沿交通工具座椅組件的縱軸或豎直軸分隔開，傳感器陣列的第一區域和第二區域在傳感器34上相似地取向。當使用者激活第一區域38然后激活第二區域40時(圖4上從底部到頂部42的運動)，頭枕16沿縱軸24遠離支撐結構12運動或平移。基于滑動的幅度，即激活的傳感器36的數量，和/或激活的傳感器陣列34的長度等，頭枕16可平移到任何位置，從第一和第二位置之間的增量到第一和第二 位置之間的全部距離。相似地，可通過激活傳感器陣列34的第二區域40然后激活第一區域38(圖4上從頂部到底部42的運動)將頭枕16從第二位置移動或平移至第一位置。如果頭枕16的第一位置和第二位置沿交通工具座椅組件10的前/后軸26分隔開，傳感器陣列的第一和第二區域38、40在傳感器陣列34上相似地取向。當使用者激活第一區域38然后激活第二區域40時(圖4上從左到右的運動44)，頭枕16沿前/后軸26向后運動或平移。基于滑動的幅度，即激活的傳感器36的數量，和/或激活的傳感器陣列34的長度等，頭枕16可平移到任何位置，從第一和第二位置之間的增量到第一和第二位置之間的全部距離。相似地，可通過激活傳感器陣列34的第二區域40然后激活第一區域38 (圖4上從右到左的運動44)將頭枕16從第二位置運動或平移至第一位置。如果第一位置和第二位置繞交通工具座椅組件10的橫軸28分隔開，以使其處于環繞軸28的不同的角度位置，傳感器陣列的第一和第二區域38、40在傳感器陣列34上相似地取向。當使用者激活第一區域38然后激活第二區域40時(圖4上的順時針運動46)，頭枕16圍繞橫軸28向著設計位置運動。由于其通過圍繞橫軸28旋轉而傾斜，頭枕16將沿弓形路徑運動。考慮了頭枕16的不同程度的前傾和后傾，包括但不限于30度、60度、至前折疊位置或任何其他量。如果頭枕16能夠前傾或后傾30度，頭枕16可被置于受該30度值限制的任何位置，例如向前10度、向后15度、向前20度等。基于滑動的幅度，即激活的傳感器36的數量，和/或激活的傳感器陣列34的長度等，頭枕16可移動到任何位置，從第一和第二位置之間的增量到第一和第二位置之間的全部距離。相似地，可通過激活傳感器陣列34的第二區域40然后激活第一區域38(圖4上的逆時針運動46)將頭枕16從第二位置運動或移動至第一位置。頭枕16可包括用泡沫墊子或其他襯墊材料覆蓋的襯底(未示出)，泡沫墊子或其他襯墊材料反過來又被護罩32例如織物、皮革或其他類似材料覆蓋。在某些實施方式中，傳感器陣列34與襯底連接，且護罩32置于傳感器陣列34之上以覆蓋傳感器陣列34。護罩32可具有邊界例如縫邊、不同材料或類似物以向使用者指明傳感器陣列34的位置。在其他實施方式中，傳感器陣列34整合到護罩32中，且包含傳感器陣列34的護罩32附在頭枕16的襯底上。傳感器34可由柔性材料制成以具有類似于護罩32的特征。對于具有常規的調節系統例如機械按鈕或杠桿的頭枕16來講，該系統受到設計約束條件的限制，即僅一個安裝按鈕或杠桿的位置，即使期望在頭枕16的相對較小的表面區域上有一個以上的用于用戶接口的位置。關于本公開內容的實施方式，因為陣列34的尺寸并不像機械裝置那樣受到限制，或在一個以上的位置可使用一個以上的陣列34，即，借助于控制器22的使用，頭枕16上的陣列34和支撐結構12或靠背上的陣列34都是可能的，傳感器陣列34可覆蓋便于使用者接近以調整頭枕16的一個以上的這些優選位置。在圖3-4所示的某些實施方式中，交通工具座椅組件10具有由支撐結構12支撐的頭枕16，其中頭枕16可相對于支撐結構運動以產生沿第一軸24的平移、沿第二軸26的平移和圍繞第三軸28的旋轉。因此，頭枕16具有6個自由度，盡管如此，考慮了任何數量的自由度，例如少于或多于6。致動器18連接到頭枕16以移動頭枕16。致動器18可包含一個以上的發動機和/或一個以上的機械系統以提供所需要的頭枕16的運動。例如，可提供3個發動機，其中一個用于每一種平移運動，且一個用于頭枕16的旋轉運動。另外，可提供單獨的齒條和小齒輪、杠桿、齒輪或其他機械機構以用于每種運動。 傳感器陣列34可包含多個電容傳感器36或其他的位置傳感器并與控制器22電連接。電容傳感器36由使用者激活，且輸入期間激活的傳感器的模式或路徑決定了頭枕16的相應運動。圖4中示出了與沿第一軸24的平移、沿第二軸26的平移和圍繞第三軸28的旋轉的頭枕16的運動對應的樣例路徑或模式。向傳感器陣列36的輸入包括至少兩個相鄰的傳感器36的激活，且為了讓控制器22確定是輸入，可能需要在預定的時間限制內激活相鄰的傳感器，使得在傳感器36的激活之間具有最大的時間延遲。當在與軸24、26、28中的一個相對應的方向上激活傳感器陣列34上的至少兩個相鄰的傳感器36時，控制器22命令致動器18沿該軸移動頭枕16。當輸入的激活的相鄰傳感器36的數量增加時，頭枕16可沿該軸移動相應的更長距離。可替代地，在頭枕16的第一位置或第二位置，需要來自使用者的至少一種輸入，例如使用兩個手指以激活頭枕16平移或圍繞軸旋轉。這將在第一區域38或第二區域40中激活傳感器陣列34的至少兩個傳感器36，并可防止頭枕16的無意激活。可替代地，在第一區域38或第二區域40中激活傳感器36并指示頭枕16的運動方向之后，如果手指仍停留在同一區域38、40并且不進入另一區域40、38，則頭枕16繼續在那個方向上運動直到來自使用者的對傳感器陣列34的輸入結束。第一、第二和第三軸24、26、28可能彼此不平行，以使其聚集于一點或起點。在某些實施方式中，第一、第二和第三軸24、26、28彼此正交。圖5示出了用于頭枕16的電子部件示意圖。陣列34中的電容傳感器36與控制器22連接。地線也可與控制器22連接。控制器22可以是集成電路或其他微控制器。使用動力驅動電路48，控制器可22與多種用于頭枕16的發動機或致動器18連接。每個致動器18控制頭枕16的一種運動，即沿軸24平移、沿軸26平移或圍繞軸28旋轉。可替代地，控制器22可命令兩個或更多個致動器18 —齊運行以提供一種運動，例如頭枕16的旋轉。通過附加的驅動電路和致動器例如可移動的舒適翼(comfort wing)、頭枕監測器、防撞擊保護等可提供選擇性特征。雖然以上描述了示例性實施方式，不是指這些實施方式描述了本發明的所有可能的形式。而是，說明書中使用的詞語是說明性而不是限制性的詞語，且應理解可做出多種改變而不偏離本發明的精神和范圍。另外，可組合多種實施方式的特征 以形成本發明的進一步的實施方式。
權利要求
1.ー種交通工具座椅組件，包括 支撐結構； 頭枕，其由所述支撐結構支撐且在第一位置和第二位置之間相對于所述支撐結構可移動； 致動器，其與所述頭枕連接以移動所述頭枕； 控制器，其與所述致動器通訊以控制所述致動器；和 傳感器陣列，其與所述控制器通訊，所述傳感器陣列具有第一區域和第二區域，其中所述傳感器陣列被配置為感應順序激活的所述第一區域和所述第二區域的輸入，所述傳感器陣列將所述輸入傳遞給所述控制器，且所述控制器促使所述致動器移動所述頭枕。
2.根據權利要求I所述的交通工具座椅組件，其中所述傳感器陣列還包括位于所述第一區域的電容傳感器和位于所述第二區域的電容傳感器。
3.根據權利要求I所述的交通工具座椅組件，其中所述頭枕的所述第一位置和所述第二位置沿所述交通工具座椅組件的縱軸隔開。
4.根據權利要求I所述的交通工具座椅組件，其中所述頭枕的所述第一位置和所述第二位置沿所述交通工具座椅組件的前/后軸隔開。
5.根據權利要求I所述的交通工具座椅組件，其中所述第一位置和所述第二位置繞所述交通工具座椅組件的橫軸旋轉地隔開。
6.根據權利要求I所述的交通工具座椅組件，還包括由所述頭枕支撐的護罩，所述護罩覆蓋所述傳感器陣列。
7.根據權利要求6所述的交通工具座椅組件，其中所述護罩包括標記以指示所述傳感器陣列的位置。
8.根據權利要求I所述的交通工具座椅組件，還包括由所述頭枕支撐的護罩，其中所述傳感器陣列整合到所述護罩中。
9.根據權利要求I所述的交通工具座椅組件，其中所述第一區域和所述第二區域在預定的時間限制內激活。
10.根據權利要求I所述的交通工具座椅組件，其中來自所述傳感器陣列的輸入促使所述致動器將所述頭枕移動所述第一位置和所述第二位置之間的距離的至少一部分。
11.根據權利要求I所述的交通工具座椅組件，其中來自所述傳感器的輸入促使所述致動器將所述頭枕從所述第一位置移動到所述第二位置。
12.—種交通工具座椅組件，包括 支撐結構； 頭枕，其由所述支撐結構支撐且相對于所述支撐結構可移動以便能沿第一軸平移、沿第二軸平移和圍繞第三軸旋轉； 致動器，其與所述頭枕連接以移動所述頭枕； 傳感器陣列，其由所述交通工具座椅組件支撐； 控制器，其與所述致動器通訊且與所述傳感器陣列通訊，其中所述控制器被配置為感應來自所述傳感器陣列的輸入，并控制所述致動器移動所述頭枕以使所述頭枕的移動與所述傳感器陣列所接收的輸入相對應。
13.根據權利要求12所述的交通工具座椅組件，其中所述傳感器陣列包括多個電容傳感器。
14.根據權利要求13所述的交通工具座椅組件，其中所述輸入激活至少兩個相鄰的傳感器。
15.根據權利要求14所述的交通工具座椅組件，其中所述相鄰的傳感器在預定的時間限制內激活。
16.根據權利要求12所述的交通工具座椅組件，其中所述第一軸、所述第二軸和所述第三軸彼此不平行。
17.根據權利要求12所述的交通工具座椅組件，其中所述第一軸、所述第二軸和所述第三軸彼此垂直。
18.一種用于交通工具座椅組件的頭枕，包括 頭枕主體，其適于由交通工具座椅靠背支撐，所述頭枕主體沿軸在第一位置和第二位置之間可移動； 致動器，其與所述頭枕主體連接，所述致動器被配置為使所述頭枕主體沿所述軸移動； 傳感器陣列，其具有由所述頭枕主體支撐的多個傳感器；和 控制器，其與所述致動器通訊且與所述傳感器陣列通訊，其中所述控制器被配置為當在與所述軸對應的方向上激活所述傳感器陣列上的至少兩個相鄰的傳感器時，所述控制器接收來自所述傳感器陣列的輸入，所述控制器被配置為控制所述致動器沿所述軸移動所述頭枕。
19.根據權利要求18所述的頭枕，其中當輸入的激活的相鄰傳感器的數量增加時，所述頭枕沿所述軸移動更長的距離。
20.根據權利要求18所述的頭枕，其中當所述多個傳感器中的ー個的激活時間增加時，所述頭枕沿所述軸移動更長的距離。
全文摘要
公開了一種控制交通工具頭枕的系統。交通工具座椅組件裝備有支撐結構和頭枕，頭枕由支撐結構支撐且可相對于支撐結構在第一位置和第二位置之間移動。致動器與頭枕連接以移動頭枕，且控制器與致動器通訊。傳感器陣列由支撐結構和頭枕中的一個支撐且與控制器通訊。傳感器陣列具有第一區域和第二區域。配置傳感器陣列以感應順序激活的第一區域和第二區域的輸入。傳感器陣列將輸入傳遞給控制器，且控制器促使致動器移動頭枕。
文檔編號B60N2/48GK102673447SQ201210054778
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月5日 優先權日2011年3月16日
發明者大衛·A·海恩, 杰拉爾德·S·洛克, 阿爾俊·葉圖庫瑞 申請人:李爾公司