CN108067458A - 用于清洁部件的圆柱形表面的圆形喷射喷嘴系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种喷射喷嘴系统包括：具有上盖的壳体；邻近部件用于帮助支承壳体的颈部；以及至少一个流体流动管线，其用于向壳体的内部区域供应流体。可以包括多个喷射喷嘴，其被容置在壳体中并且与至少一个流体管线连通，用于将流体分布在部件的圆周表面上。

Description

用于清洁部件的圆柱形表面的圆形喷射喷嘴系统和方法

技术领域

本公开内容涉及用于清洁传感器的系统和方法，并且更特别地涉及能够提供360度路径的清洁溶液流以清洁传感器的表面的喷射喷嘴。

背景技术

在此提供的背景描述是为了总体地呈现本公开内容的背景环境的目的。当前署名的发明人的工作——在本背景部分中描述的范围以及可以不以其他方式限定为提交时的现有技术的描述的方面——既不被明确地也不暗示地接受为本公开内容的现有技术。

光检测和测距(“LIDAR”)传感器在汽车应用中变得越来越重要和可取。当传感器与自驱动交通工具一起使用时，使用LIDAR传感器尤为重要，因为它们能够提供关于在特定自驱动交通工具的周边附近行驶的其他交通工具的存在的实时信息。

然而，在任何类型的汽车应用中使用LIDAR传感器的挑战是需要保持LIDAR传感器的镜头表面清洁。灰尘、污垢、雨水、泥土、盐和其他污染物会聚集在LIDAR传感器的表面上，并阻碍传送至/自LIDAR传感器的光信号。更为复杂的问题在于，用于汽车应用的LIDAR传感器通常需要能够在宽弧内传送光脉冲，并且在许多情况下在360度弧内传送光脉冲。这呈现将保持传感器的镜头的整个表面区域清洁免受污染物的特殊挑战，因为从单个固定点简单地喷射清洁溶液可能不足以充分保持镜头清洁。

发明内容

在一方面，本公开内容涉及一种喷射喷嘴系统。该系统可以具有：包括上盖的壳体；邻近部件用于帮助支承壳体的颈部；以及至少一个流体流动管线，其用于向壳体的内部区域供应流体。可以包括多个喷射喷嘴，其被容置在壳体中并且与所述至少一个流体管线连通，用于将流体分布在部件的圆周表面上。

在另一方面，本公开内容涉及一种喷射喷嘴系统，其具有：包括上盖的壳体；邻近部件用于帮助支承壳体的颈部；以及第一流体管线和第二流体管线。流体管线向壳体的内部区域供应第一类型的流体和第二类型的流体。还可以包括多个喷射喷嘴，其被容置在壳体中并且与第一流体管线和第二流体管线连通。喷射喷嘴将第一流体和第二流体分布在部件的360度表面上以清洁部件的表面。

根据详细描述、权利要求书和附图，本公开内容的其他适用范围将变得明显。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并不意图限制本公开内容的范围。

附图说明

根据详细描述和附图将更全面地理解本公开内容，在附图中：

图1是根据本公开内容的喷射喷嘴系统的一个实施方式的侧视图，其中喷射喷嘴系统定位于圆柱形LIDAR传感器的上端上方，并且虚线示出在镜头周围的多个圆周位置处喷射在LIDAR传感器镜头的外圆柱形表面上以实现LIDAR镜头的全方位或几乎全方位360度覆盖的流体的方向；

图2是图1的喷射喷嘴系统的透视图，其中没有系统的上盖以更好地示出喷射喷嘴系统的各个内部部件；

图3是仅更好地示出了喷射喷嘴和将每个喷射喷嘴联接至中心增压室的连接器组件的喷射喷嘴系统的仰视图；

图4是图1的喷射喷嘴系统的主要部件部分的分解透视图；

图5是可以与图1的喷射喷嘴系统一起使用的上盖的另一实施方式的平面图，其包括与滴水通道连通以将雨水从上盖引导出去的圆周凹区域；以及

图6是图5的上盖的侧视图。

在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。

具体实施方式

参照图1，根据本公开内容的一个实施方式示出了喷射喷嘴系统10。喷射喷嘴系统10意图在于安装在与LIDAR(光检测和测距)传感器14相邻的交通工具的外表面12上。在该示例中，LIDAR传感器14形成具有圆柱形镜头16的圆柱形LIDAR传感器。LIDAR传感器14用于围绕其整个360度圆周投射和接收光信号。因此，镜头16的整个圆周表面或360度圆周的至少大部分(例如90％-99％)需要保持没有灰尘、污垢、泥土、雨水和其他污染物以使LIDAR传感器14正常工作。

进一步参照图1，喷射喷嘴系统10可以包括壳体18，其具有上圆柱形部20、颈部22和覆盖喷射喷嘴系统10的内部部件的上盖24。滑盖25覆盖安装螺母(不可见)，以帮助提供防水密封，其中虚线26a和虚线26b表示的多个流体管线穿过交通工具的外表面12。在一个实施方式中，流体管线26a和流体管线26b形成用于供应清洁液体流体和加压空气的独立流体管线。然而，应当理解，喷射喷嘴系统10不需要被配置成供应清洁流体和空气两者；在本公开内容的范围内提供了仅提供空气或清洁流体中的一个或另一个的喷射喷嘴系统。在任一实现方式中，如虚线箭头28所示的清洁流体和/或空气从壳体18中围绕壳体圆周布置的多个喷射喷嘴(图1中不可见)供应。以这种方式，可以清洁LIDAR传感器14的镜头16的整个表面或基本上整个360度表面(即，90％-99％)，而不会妨碍传感器的视场(“FOV”)。

参照图2和图3，可以更详细地看到喷射喷嘴系统10的内部部件。图2示出了壳体18可以具有从圆周外侧壁32径向向内延伸的下周边壁30。下周边壁30由下支承壁34支承。下支承壁34是安装支架的一部分，这将在以下段落中进一步讨论。下支承壁34与壳体18协作以帮助壳体18形成封闭。下支承壁34具有圆柱形增压室36，其在上端38处敞开并在下端40处闭合。在该实施方式中，增压室36的内部区域在增压室中分别经由开口46和开口48与清洁流体管线42和空气管线44两者连通。增压室36的内部区域还通过多个开口(在该示例中为四个开口50)与对应数目的连接器组件52连通，所述对应数目的连接器组件52又通过多个长度的导管56与喷射喷嘴54流体连通。在该示例中，喷射喷嘴54围绕壳体18的圆周均匀地间隔开，如图3所示，尽管它们不需要完全等距间隔开。如图3最佳示出，形成在下支承壁34中的释放区域57当将活动长度的导管56连接到连接器组件52时允许更容易地使用工具。应当理解，每个喷射喷嘴54的喷射图案将确定覆盖LIDAR传感器14的镜头16的整个360度表面区域所需的总数。因此，尽管在该示例性实施方式中示出了四个喷射喷嘴54，但根据喷嘴的覆盖图案，可以需要更多或更少数目的喷射喷嘴。

喷射喷嘴54进一步优选地在安装或以其他方式形成时被定向，使得它们径向向内引导其喷射，如图1中的箭头28所示。喷射流28优选地在镜头16的上部区域附近撞击镜头16，并向下流动以覆盖镜头16的整个表面，或至少基本上整个表面(其覆盖至少约90％-55％)。当将喷射喷嘴系统10安装在交通工具上时，可以考虑该小区域的阻挡来决定如何最佳定向地对喷射喷嘴系统进行定向。可替代地，如果两个喷射喷嘴系统10安装在诸如顶表面的交通工具的外部表面上，则该两个组件的取向可以被布置成使得喷射喷嘴系统10的没有覆盖的小区域彼此面对，这使得成对的喷射喷嘴系统10仍然能够提供全部360度FOV，尽管存在每个系统上的没有覆盖的小区域也是如此。

进一步参照图1至图3，配件58(图2)与颈部22的上远端60(图1)连接。配件58可以形成下支承壁34的整体部分，但是可替代地，也可以形成固定地安装在下支承壁上的独立部件。配件58包括液体流体端口62和空气流动端口64(图3)。流体管线26a和流体管线26b(图1)——如本示例中以上所注意到的包括单独的液体清洁和空气流动管线或导管——分别延伸通过颈部18与端口62和端口64连通。

简要参照图4，可以以分解的方式看到喷射喷嘴系统10的各个部件。特别地，图4示出了可以包括安装支架66，其具有装配在壳体18的颈部22内的颈部68。安装支架68可以联接到下支承壁34，或者可以与下支承壁一体地形成。下支承壁34可以具有多个向上突出的凸台70，其与形成在上盖24的下表面上的适当尺寸的特征(例如，凹部(未示出))接合，从而利用如附接件的卡扣配件将上盖保持至下支承壁34。螺纹紧固件72可以用于将壳体18固定到下支承壁34。

颈部68可以具有狭槽74，狭槽74接纳紧固件例如螺纹紧固件(未示出)，其可以被紧固到交通工具的外表面12下方的单独的结构元件，并且用于帮助将整个组装的壳体18定位在LIDAR传感器14上方的期望高度处。在本示例性实现方式中，优选地，将壳体18定位成在LIDAR传感器14的镜头16的上边缘表面正上方。一旦安装支架66，壳体18和上盖24组装在一起，它们形成水密组件。

简要参照图5和图6，示出了可以用于覆盖壳体18的上盖100的另一实施方式。上盖100有些类似于上盖24，但是可以包括圆顶状中心部分102、周边部分104和与排放通道108连通的凹圆周通道106。圆顶状中心部分102有助于将雪泥、雨水等引导朝向圆周通道106，圆周通道106的作用有些类似于沟槽以收集流体，然后引导流体通过排放通道108。上盖100可以帮助保持LIDAR传感器14的镜头16在多雨条件下使用时是清洁的。上盖100的附加特征可以包括：稍微向上翻的后区域110，其可以帮助空气动力学性能和消除风噪声；以及弯曲的引导唇缘边缘112，其可以形成滴水突出部。并且虽然上盖24和上盖100与圆形壳体18一起已经被示出为具有圆形形状，但是应当理解，上盖24和上盖100以及壳体18可以具有椭圆形形状、长椭圆形状、泪珠形状、或最能满足特定应用需要的几乎任何其他形状。

在喷射喷嘴系统10的操作中，液体清洁流体例如风挡洗涤器溶液可以通过流体管线26a从洗涤器流体储存器(未示出)泵送通过端口62、通过导管42并且进入增压室36。液体清洁流体可以从增压室36通过导管56大致均匀分布到喷射喷嘴54。液体清洁流体可以以一个或多个脉冲施加，或作为来自喷射喷嘴54的连续的流施加以完全或至少基本上(即，90％-99％)覆盖镜头16。此外，空气可以通过流体管线26b供应进入配件58、通过端口64、进入导管44并进入增压室36。增压室36可以将空气大致均匀地分布到喷射喷嘴54，以帮助从镜头16吹掉液体清洁流体。可选地，但是优选地，单独的单向止回阀59可以被放置在配件58和导管42以及配件58和导管44之间的接合处。单向止回阀59消除了清洁液体流体被泵送到流体管线26b(即，空气管线导管)中的任何可能性，并且防止空气被泵送到液体流体管线26a中。

虽然喷射喷嘴系统10已经用提供清洁流体或空气的向下和径向向内喷射的喷射喷嘴54进行了描述，但是应当理解，壳体18可以被形成为包围LIDAR传感器14的下圆周部分，并且喷射喷嘴54可以布置成向LIDAR传感器14的镜头16提供向上、径向向内引导的喷射。

此外，虽然已经将喷射喷嘴系统10描述为用于在将清洁流体和空气流施加到传感器镜头的应用中使用，但是应当理解，该系统可以适于其他应用。例如，该系统可以潜在地用于将润滑流体直接喷射到圆周表面上。可替代地，喷射喷嘴系统10可以适于将冷却流体喷射到部件的圆周表面上。如此，喷射喷嘴系统10不限于仅在需要清洁圆周表面的应用中使用。

此外，应当理解，空气或清洁流体的量可以在每个喷射喷嘴54处变化。系统10也可以被修改以在喷射喷嘴系统10的下部区域处收集所使用的清洁流体，以便在过滤掉废弃物之后重新使用或将所使用的流体排放到系统10正在被使用的交通工具的下部。此外，清洁也可以包括对镜头16除冰。

上述描述本质上仅仅是说明性的，并不意图限制本公开内容、其应用或用途。本公开内容的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开内容包括特定示例，但是本公开内容的真实范围不应受到限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书时，其他修改将变得明显。应当理解，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行，而不改变本公开内容的原理。此外，尽管上述每个实施方式被描述为具有某些特征，但是关于本公开内容的任何实施方式描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施方式中实现和/或与任何其他实施方式中的特征组合，即使该组合没有明确描述也是如此。换句话说，所描述的实施方式不是相互排斥的，并且一个或多个实施方式的排列彼此保持在本公开内容的范围内。

使用各种术语来描述元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系，所述各种术语包括“连接”、“接合”、“联接”、“相邻”、“旁边”、“在......顶上”、“上方”、“下方”和“设置”。除非在上述公开内容中描述第一元件和第二元件之间的关系时被明确描述为“直接”，否则该关系可以是其中在第一元件和第二元件之间不存在其他介于中间的元件的直接关系，也可以是其中在第一元件和第二元件之间存在(空间上或功能上)一个或多个介于中间的元件的间接关系。如本文所使用的，短语A、B和C中的至少一个应当被解释为使用非排他性逻辑OR来表示逻辑(A OR B OR C)，并且不应被解释为表示“至少一个A、至少一个B以及至少一个C”。

在附图中，如箭头所示，箭头的方向大体上示出了图示所关注的信息(例如数据或指令)的流动。例如，当元件A和元件B交换各种信息，但是从元件A传送到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。该单向箭头并不意味着没有其他信息从元件B传送到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对该信息的请求或接收确认。

在本申请中，包括下面的定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”来替代。术语“模块”可以指如下的部分或包括如下：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或成组)；存储器电路(共享、专用或成组)，其存储由处理器电路执行的代码；提供所述功能的其他合适的硬件部件；或上述的一些或全部的组合，例如在片上系统中。

本申请中描述的设备和方法可以由通过配置通用计算机来执行体现在计算机程序中的一个或多个特定功能而创建的专用计算机部分或完全实现。上述功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，其可以通过熟练技术人员或程序员的日常工作转换成计算机程序。

权利要求书中引用的元件都不意图是35U.S.C.§112(f)的含义中的装置加功能元件，除非使用短语“用于......的装置”明确叙述了元件，或者在使用短语“用于......的操作”或“用于......的步骤”的方法权利要求的情况下。

Claims (10)

1.一种喷射喷嘴系统，其包括：

包括上盖的壳体；

邻近部件用于帮助支承所述壳体的颈部；

至少一个流体流动管线，其用于向所述壳体的内部区域供应流体；以及

多个喷射喷嘴，其被容置在所述壳体中并且与所述至少一个流体管线连通，用于将所述流体分布在所述部件的圆周表面上。

2.根据权利要求1所述的喷射喷嘴系统，其中，所述喷射喷嘴系统将所述流体分布在所述部件的360度表面区域的至少绝大部分上。

3.根据权利要求1所述的喷射喷嘴系统，其中，所述喷射喷嘴沿圆周图案等距间隔开。

4.根据权利要求1所述的喷射喷嘴系统，其中，所述至少一个流体流动管线延伸穿过所述颈部的内部。

5.根据权利要求1所述的喷射喷嘴系统，还包括用于将附加的流体供应至所述喷射喷嘴的附加的流体流动管线。

6.根据权利要求5所述的喷射喷嘴系统，其中，所述流体包括液体清洁流体，并且所述附加的流体包括空气。

7.根据权利要求1所述的喷射喷嘴系统，其中，所述壳体包括用于从所述流体管线接收所述流体并将所述流体分布至所述喷射喷嘴的增压室。

8.根据权利要求5所述的喷射喷嘴系统，其中，所述壳体包括用于接收所述流体和所述附加的流体并将所述流体和所述附加的流体分布至所述喷射喷嘴的增压室。

9.根据权利要求1所述的喷射喷嘴系统，还包括具有颈部的安装支架、以及下支承壁，所述下支承壁与所述壳体协作以帮助所述壳体形成封闭，并且所述安装支架包括实现所述壳体相对于所述喷射喷嘴系统所支承的表面可调整定位的狭槽。

10.根据权利要求6所述的喷射喷嘴系统，其中，所述上盖包括用于收集流体的凹圆周通道和与所述凹圆周通道连通以将所述流体从所述上盖排出的排放通道。