[发明专利]具有选择性可变表面摩擦特性的活性织物结构

说明书

本发明公开了具有选择性可变表面摩擦特性的活性织物结构及此类结构的制造方法和使用方法、以及利用具有可改变表面摩擦特性的电控织物结构制造的车辆部件。本发明提出了一种用于调控与用户或物体的交界面处的摩擦力水平的活性织物系统。该系统包括由交织的第一和第二织物细丝制成的织物结构。每一织物细丝具有呈现不同摩擦系数的相应纹理。织物结构在与用户/物体的交界面处具有外和/或上接触表面。连接至织物结构的致动元件可操作为选择性地将织物结构在第一和第二状态之间转换。第一状态包括第一织物细丝限定织物结构的外接触表面，而第二状态包括第二织物细丝限定外接触表面。

引言

本发明总体涉及天然、合成和多材料织物结构。更具体地，本发明的各方面涉及具有可变表面摩擦特性的多材料织物结构。

目前生产的机动车辆，例如现代汽车，最初配备有各种组件和部件，这些组件和部件由全部或部分由织物材料制造的元件组成。例如，车辆座椅组件由大致竖直的座椅靠背和大致水平的座椅底部组成，两者都功能性支撑于安装在车身上的座椅平台上。标准的座椅靠背和座椅底部部分包括刚性金属或聚合物框架，该框架具有可选的基于弹簧的悬架、支撑在框架上的可膨胀泡沫垫以及覆盖框架和垫的皮革或织物座椅装饰材料。可以利用织物特征制造的其它车辆部件和组件包括但一定不限于内部装饰板、地板和垫子、膝垫、车顶加强板、中央堆叠控制台、中央通道扶手控制台、仪表板(IP)饰板、后壳板罩等。

除了覆盖和保护垫、框架和其它内部座椅部件外，座椅装饰材料还提供了与汽车座椅组件的乘员接触的外部接触表面。对于一些汽车座椅设计，座椅垫由可膨胀泡沫材料制成的，例如，这种材料被成型成预定的形状和厚度以提供所需的人体工程学和刚度特性。内饰材料、垫和悬架的组合配置决定了车辆座椅乘员的接触面积，以及就座乘员所经历的接触压力的压力分布。就座乘员的舒适度通常受就座乘员与座椅底部和座椅靠背表面接触的面积和图案、以及就座乘员所经历的最大接触压力和接触压力分布的影响。就座乘员的舒适度可能进一步受到座椅装饰材料的热特性和表面摩擦特性的影响。

发明内容

本文公开了具有选择性可变表面摩擦特性的活性织物结构和此类活性织物结构的制造方法和使用方法、以及具有车辆部件或组件的机动车辆，所述车辆部件或组件具有由具有可改变的表面纹理和摩擦特性的电控织物结构制造的特征。举例来说，本发明提供了一种由多材料预拉伸纱线图案制成的织物结构，该织物结构用活性材料细丝或嵌体编织、针织和/或缝合制成。这种活性材料细丝/嵌体对外部刺激(例如电、热或磁激活信号)作出响应并伴随有物理变化，该物理变化附带地调节织物结构的外接触表面的纹理，从而调节摩擦特性。本文公开的其它活性织物结构是使用张力针织花纹制造的，该花纹通过将上/最外层螺纹从低摩擦细丝切换到高摩擦细丝(或反之亦然)来响应边界控制变化，由此在织物结构的接触表面引发纹理和摩擦变化。纹理变化可以使用一个或多个外部致动器引发，包括气动、液压和/或热致动器。在一个实例中，振动致动器可选择性地致动以拉动、推动或以其它方式移动一个或多个织物细丝，使得一个或多个织物细丝向上或向外移动以限定织物结构的外接触表面。

本发明的方面涉及全部或部分由具有选择性可变表面摩擦特性的活性织物结构形成的部件和组件。例如，提出了一种活性织物系统，用于调控与用户或物体的交界面处的摩擦力水平。所述活性织物系统包括利用第一织物细丝与第二织物细丝交织而成的织物结构。所述第一织物细丝具有表现出第一摩擦系数(COF)的第一纹理，而所述第二织物细丝具有表现出不同于第一摩擦系数的第二摩擦系数的第二纹理。所述织物结构在与用户/物体的交界面处具有外接触表面。所述活性织物系统还包括致动元件，所述致动元件功能性地连接到织物结构，以选择性地将织物结构在第一和第二状态之间转换。当织物结构处于第一状态时，第一织物细丝限定织物结构的大部分或全部外接触表面，例如，使得接触表面类似地呈现第一摩擦系数。相反，当织物结构处于第二状态时，第二织物细丝限定织物结构的大部分或全部外接触表面，例如，使得接触表面类似地呈现第二摩擦系数。