CN108568432A - 传感器和清洁设备 - Google Patents

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CN108568432A CN201810186293.5A CN201810186293A CN108568432A CN 108568432 A CN108568432 A CN 108568432A CN 201810186293 A CN201810186293 A CN 201810186293A CN 108568432 A CN108568432 A CN 108568432A
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斯科特·A·布莱克
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Abstract

一种设备包括由传感器臂支撑的传感器、安装于相对于传感器固定的位置的风扇、以及风道。传感器包括限定轴线的圆柱形窗口。风道定位成使空气从风扇朝向圆柱形窗口输送。风道具有开口，开口沿以轴线为圆心的圆弧延伸。

Description

传感器和清洁设备
技术领域
本公开设计传感器技术领域，更具体地，涉及传感器和清洁设备。
背景技术
自主车辆包括各种传感器。一些传感器检测车辆的内部状态，例如，车轮速度、车轮方向以及发动机和变速器变量。一些传感器检测车辆的位置或方向，例如，全球定位系统(GPS)传感器；像压电或微机电系统(MEMS)这样的加速计；像速率、环形激光器或光纤陀螺仪这样的陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；和磁力仪。一些传感器检测外界，例如，雷达传感器、扫描激光测距仪，光检测和测距(LIDAR)装置以及像相机这样的图像处理传感器。LIDAR装置通过发射激光脉冲并测量脉冲传播到物体和返回的飞行时间来检测到物体的距离。一些传感器是通信设备，例如，车辆至基础设施(V2I)或车辆至车辆(V2V)装置。
发明内容
根据本发明，提供一种设备，包含：
传感器，传感器由传感器臂支撑，并且传感器包括限定轴线A的圆柱形窗口；
风扇，风扇安装在相对于传感器固定的位置；以及
风道，风道定位成使空气从风扇朝向圆柱形窗口输送，风道具有开口，开口沿以轴线A为圆心的圆弧延伸。
根据本发明的一个实施例，设备进一步包含可从车辆的柱伸出的传感器臂。
根据本发明的一个实施例，设备进一步包含车辆的柱，其中，柱从挡风玻璃底部的第一端部延伸至挡风玻璃顶部的第二端部，并且传感器臂附接至与第一端部和第二端部隔开的柱。
根据本发明的一个实施例，风扇设置于传感器的下方。
根据本发明的一个实施例，开口定位成当风扇运行时形成穿过圆柱形窗口的气帘。
根据本发明的一个实施例，开口围绕轴线A延伸至少180°。
根据本发明的一个实施例，开口具有沿圆弧大致恒定的宽度W。
根据本发明的一个实施例，设备进一步包含耦接至传感器的喷雾器。
根据本发明的一个实施例，喷雾器呈环形。
根据本发明的一个实施例，圆柱形窗口具有一直径，并且喷雾器具有大于圆形窗口的直径的直径。
根据本发明的一个实施例，喷雾器具有朝向圆柱形窗口定向的多个喷雾器喷嘴。
根据本发明，提供一种设备，包含：
传感器，传感器由传感器臂支撑，并且传感器包括限定轴线A的圆柱形窗口；
风扇，风扇安装在相对于传感器固定的位置；以及
风道，风道定位成使空气从风扇朝向圆柱形窗口输送，风道具有多个空气喷嘴，每个空气喷嘴定位于以轴线A为圆心的圆上。
根据本发明的一个实施例，设备进一步包含可从车辆的柱伸出的传感器臂。
根据本发明的一个实施例，设备进一步包含车辆的柱，其中，柱从挡风玻璃底部的第一端部延伸至挡风玻璃顶部的第二端部，并且传感器臂附接至与第一端部和第二端部隔开的柱。
根据本发明的一个实施例，风扇设置于传感器的下方。
根据本发明的一个实施例，空气喷嘴定位成当风扇运行时形成穿过圆柱形窗口的气帘。
根据本发明的一个实施例，设备进一步包含耦接至传感器的喷雾器。
根据本发明的一个实施例，喷雾器呈环形。
根据本发明的一个实施例，圆柱形窗口具有一直径，并且喷雾器具有大于圆形窗口的直径的直径。
根据本发明的一个实施例，喷雾器具有朝向圆柱形窗口定向的多个喷雾器喷嘴。
附图说明
图1是示例性车辆的透视图。
图2是车辆的俯视图。
图3是包含传感器和清洁设备的车辆的一部分的侧视图。
图4是传感器和清洁设备的横截面图。
图5是传感器和清洁设备的第一示例的俯视图。
图6是传感器和清洁设备的第二示例的俯视图。
具体实施方式
设备32包括由传感器臂52支撑的传感器54、安装在相对于传感器54固定的位置的风扇72、以及风道74。传感器54包括限定轴线A的圆柱形窗口62。风道74定位成使空气从风扇72朝向圆柱形窗口62输送。风道74具有开口76，开口76沿以轴线A为圆心的圆弧延伸。
设备32还可以包括可从车辆30的柱36、38、40伸出的传感器臂52。另外，设备32可以包括车辆30的柱36、38、40，并且柱36、38、40可以从挡风玻璃44底部的第一端部98延伸至挡风玻璃44顶部的第二端部100，并且传感器臂52可以附接至与第一端部98和第二端部100隔开的柱36、38、40。另外，风扇72可以设置于传感器54的下方。
开口76可以定位成当风扇72运行时形成穿过圆柱形窗口62的气帘。
开口76可以围绕轴线A延伸至少180°。
开口76可以具有沿圆弧大致恒定的宽度W。
设备32还可以包括耦接至传感器54的喷雾器86。另外，喷雾器86可以呈环形。另外，圆柱形窗口62具有一直径，并且喷雾器86可以具有大于圆形窗口62的直径的直径。另外，喷雾器86可以具有朝向圆柱形窗口62定向的多个喷雾器喷嘴88。
在替代性实施例中，设备32包括由传感器臂52支撑的传感器54、安装在相对于传感器54固定的位置的风扇72、以及风道74。传感器54具有限定轴线A的圆柱形窗口62。风道74定位成使空气从风扇72朝向圆柱形窗口62输送。风道74具有多个空气喷嘴78，每个空气喷嘴78位于以轴线A为圆心的圆上。
设备32还可以包括可从车辆30的柱36、38、40伸出的传感器臂52。另外，设备32可以包括车辆30的柱36、38、40，并且柱36、38、40可以从挡风玻璃44底部的第一端部98延伸至挡风玻璃44顶部的第二端部100，并且传感器臂52可以附接至与第一端部98和第二端部100隔开的柱36、38、40。另外，风扇72可以设置于传感器54的下方。
设备32还可以包括耦接至传感器54的喷雾器86。另外，喷雾器86可以呈环形。另外，圆柱形窗口62具有一直径，并且喷雾器86可以具有大于圆形窗口62的直径的直径。另外，喷雾器86可以具有朝向圆柱形窗口62定向的多个喷雾器喷嘴88。
设备32清洁传感器54并因此可以允许传感器54更准确地检测外部环境。传感器54相对于车辆30的其它部分定位，从而不会因为位于车辆30的车顶而导致显著的拖曳或增加车辆30的高度，同时仍然对传感器54保持宽视野。设备32相对于车辆30的其它部分定位，以使设备32不会阻碍传感器54的视野，也不会阻碍通过挡风玻璃44或车辆30的车窗46看的车辆30的人类驾驶员的视野。
参照图1和图2，车辆30的车身34可以包括A柱36、B柱38、C柱40和车顶纵梁42。A柱36可以在挡风玻璃44和车窗46之间延伸，并且从挡风玻璃44底部的第一端部98延伸至挡风玻璃44顶部的第二端部100。B柱38可以在相邻门50的车窗46之间延伸。C柱40可以在车窗46和后窗玻璃(backlite)48之间延伸。如果车辆30是例如运动型多用途车(SUV)、跨界车(crossover)、小型货车或旅行车，则车身34还可以包括D柱(未示出)，在这种情况下，C柱40在后门50的车窗46与左右后车窗46之间延伸，并且D柱在右后车窗46和后窗玻璃48之间延伸。车顶纵梁42沿车窗46从A柱36延伸到B柱38再到C柱40。
挡风玻璃44和车窗46可以由任何合适的耐用透明材料形成，包括例如层压钢化玻璃这样的玻璃或例如树脂玻璃或聚碳酸酯之类的塑料。挡风玻璃44位于A柱36附近。
车辆30可以包括侧视镜106。侧视镜106可以位于前车门50上或靠近挡风玻璃44底部的车身34上。侧视镜106可以是人类驾驶员通过车窗46可见的，并向驾驶员提供车辆向后方向的反射视图。
继续参照图1和图2，传感器臂52从车辆30的柱36、38、40中的一个——例如A柱36——延伸至传感器54。传感器臂52可以位于A柱36的端部98、100之间，即，与挡风玻璃44的底部和挡风玻璃44的顶部隔开，即，与第一端部98和第二端部100隔开。传感器臂52可以附接至传感器54的底表面58。传感器臂52可以具有管状或其它中空形状，即，空腔可以穿过传感器臂52延伸。该空腔可以允许配线、管等穿过传感器臂52，同时与外部环境隔离。
参考图1、图3和图4，传感器54由传感器臂52支撑。传感器54可以具有含顶表面56、底表面58和侧表面60的圆柱形状。顶表面56面向上方，即在车辆向上的方向上，并且底表面58朝向下方，即在车辆向下的方向上。侧视镜106可以位于传感器54的下方，即位于传感器54的车辆向下方向上，并且每个底表面58可以面对每个侧视镜。传感器54的圆柱形状限定穿过传感器54的中心延伸的轴线A。轴线A相对于车辆30垂直定向。
传感器54可以设计成检测外界的特征；例如，传感器54可以是雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(LIDAR)装置或例如照相机这样的图像处理传感器。特别地，传感器54可以是LIDAR装置。LIDAR装置通过发射激光脉冲并测量脉冲传播到物体和返回的飞行时间来检测与物体的距离。
参照图3和图4，侧表面60可以包括圆柱形窗口62。圆柱形窗口62也可以限定轴线A。圆柱形窗口62围绕轴线A延伸。圆柱形窗口62可以完全(即360°)围绕轴线A延伸，或部分围绕轴线A延伸。圆柱形窗口62沿轴线A从底部边缘64延伸至顶部边缘66。底部边缘64可以在底表面58处或可以沿侧表面60与底表面58隔开。顶部边缘66可以在顶表面56处或可以沿侧表面60与顶表面56隔开。圆柱形窗口62具有一直径。圆柱形窗口62的直径可以与侧表面60的其余部分(如果有的话)相等；换句话说，圆柱形窗口62可以与侧表面60齐平或基本上齐平。“基本上齐平”是指圆柱形窗口62与侧表面60的其余部分之间的接缝不会导致沿着侧表面60流动的空气紊乱。至少一些圆柱形窗口62相对于传感器54能够检测的任何介质而言是透明的。例如，如果传感器54是LIDAR装置，则圆柱形窗口62相对于可见光是透明的。
参考图2、图5和图6，圆柱形窗口62具有遮住部分68和观察部分70。遮住部分68面向车辆30，并且观察部分70背向车辆30。换句话说，遮住部分68是圆柱形窗口62的区域，传感器54对于该区域被车辆30阻挡而无法检测外部环境。观察部分70是圆柱形窗口62的区域，传感器54能够通过该区域检测外部环境而不受车辆30的阻挡。如果传感器臂52从A柱36的端部98、100之间延伸，如图1所示，则观察部分70可以近似等于或大于270°。
参照图3-6，喷雾器86可以耦接至传感器54。喷雾器86可以是环形的并且可以具有大于圆柱形窗口62的直径的直径。喷雾器86可以与传感器54的侧表面60隔开，并且风道74或空气喷嘴78可以在喷雾器86和传感器54的侧表面60之间延伸或引导空气。
喷雾器86可以具有指向圆柱形窗口62的多个喷雾器喷嘴88和穿过喷雾器86延伸并伸入喷雾器喷嘴88中的通道90。喷雾器喷嘴88可以围绕传感器54周向隔开。喷雾器喷嘴88可以位于以轴线A为圆心的圆上。喷雾器喷嘴88可以围绕轴线A完全或部分地均匀周向隔开，或者喷雾器喷嘴88可以在传感器54的车辆前侧上比在传感器54的车辆后侧上更近的隔开。
参照图1，供应管线92可以从泵94和存储器96延伸到喷射器86。供应管线92可以是例如柔性管。供应管线92可延伸穿过A柱36并穿过传感器臂52并连接至通道90。存储器96可以是可填充液体——例如用于窗口清洁的清洗液——的容器。存储器96还可以向指向挡风玻璃44的喷雾器(未示出)提供清洗液。泵94可以以足够的压力迫使清洗液通过供应管线92到达喷雾器86，使清洗液从喷嘴88喷射到圆柱形窗口62上。
参照图4，入口80可以从外部环境通向风扇72。入口80可以是通路，例如管。入口80可以具有面向外部环境的入口开口82。入口开口82可相对于车辆30面向下方、面向后方或在面向下方和面向后方之间，以减少从外部环境进入入口80的碎屑量。
入口80可以包含空气过滤器84。空气过滤器84可以穿过入口80延伸并且可以覆盖空气过滤器84的横截面，以使空气不能绕过空气过滤器84穿过入口80。空气过滤器84可以由纤维材料形成，该纤维材料去除来自空气的固体微粒，例如灰尘、烟雾、花粉等。
风扇72安装在相对于传感器54固定的位置，例如在传感器54的下方。风扇72可以设置在传感器54和侧视镜106之间。风扇72可以包括具有叶片(未示出)的叶轮，当叶轮旋转时，叶轮从入口80抽出空气并将空气推向开口76。风扇72可以是离心式风扇(如图4所示)、轴流式风扇或任何其它类型的风扇。
继续参照图4，驱动马达70可以耦接至传感器54和风扇72。驱动马达70可以通过例如紧固件固定至传感器54的底表面58。驱动马达70可以设置在传感器54和侧视镜之间。驱动马达70可以是例如具有旋转输出的电动马达。
风道74被定位成使空气从风扇72朝向圆柱形窗口62输送。风道74可以围绕轴线A延伸。风道74可以围绕驱动马达70延伸。风道74可以具有相对于轴线A径向测量的宽度。风道74的宽度可以从风扇72到开口76或空气喷嘴78变窄。
在设备32的第一示例中，风道74可以具有开口76，开口76沿以轴线A为圆心的圆弧延伸。“圆弧”是指圆周的连接部分的数学术语，即部分圆。开口76可以围绕轴线A完全(即360°)延伸，或者开口76可以围绕轴线A部分地延伸。例如，开口76可以围绕轴线A延伸至少180°。开口76具有沿圆弧基本上恒定的宽度W，即，在围绕圆的不同点处通过开口76的气流差异可以忽略不计。开口76定位成当风扇72运行时在圆柱形窗口62上形成气帘。“气帘”是一层移动的空气。换句话说，来自开口76的气流垂直穿过圆柱形窗口62行进并且基本上覆盖(即覆盖)圆柱形窗口62的大部分或圆柱形窗口62的观察部分70的大部分。“穿过”意味着从某物的一侧到另一侧。气帘用作屏障并且可以使杂物或其它可能的障碍物偏转从而不接触圆柱形窗口62。
在装置32的第二示例中，风道74可以具有多个空气喷嘴78，每个空气喷嘴78位于以轴线A为圆心的圆上。空气喷嘴78可以围绕传感器54周向隔开。空气喷嘴78可以围绕轴线A均匀隔开或者围绕轴线A部分隔开，或者空气喷嘴78可以在传感器54的车辆前侧上比传感器54的车辆后侧上更近地隔开。空气喷嘴78可以定位成当风扇72运行时在圆柱形窗口62上形成气帘。换句话说，来自空气喷嘴78的气流垂直穿过圆柱形窗口62行进，即从底部边缘64到顶部边缘66，并且基本上覆盖圆柱形窗口62或圆柱形窗口62的观察部分70。
在操作中，当车辆30正在运行并向前行驶时，驱动马达70驱动风扇72。风扇72将空气吸入空气过滤器84和入口80并将空气推入风道74中。风道74重新引导空气通过开口76或空气喷嘴78。空气连续穿过圆柱形窗口62流动。连续气流可以使灰尘、颗粒等偏转而不接触圆柱形窗口62，保持圆柱形窗口62清洁并且便于传感器54的操作。如果障碍物降落并粘附在圆柱形窗口62上，则喷雾器86可用于冲走障碍物。
本公开已经以说明性方式进行了描述，并且应该理解的是，已经使用的术语旨在具有描述性而不是限制性的文字的性质。许多修改和变形在上述教导的指引下是有可能的，并且可以以与具体描述不同的方式来实施本公开。

Claims (15)

1.一种设备，包含：
传感器，所述传感器由传感器臂支撑，并且所述传感器包括限定轴线的圆柱形窗口；
风扇，所述风扇安装在相对于所述传感器固定的位置；以及
风道，所述风道定位成使空气从所述风扇朝向所述圆柱形窗口输送，所述风道具有开口，所述开口沿以所述轴线A为圆心的圆弧延伸。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包含可从车辆的柱伸出的所述传感器臂。
3.根据权利要求2所述的设备，进一步包含所述车辆的所述柱，其中，所述柱从挡风玻璃底部的第一端部延伸至所述挡风玻璃顶部的第二端部，并且所述传感器臂附接至与所述第一端部和所述第二端部隔开的所述柱。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述风扇设置于所述传感器的下方。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述开口定位成当所述风扇运行时形成穿过所述圆柱形窗口的气帘。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述开口围绕所述轴线延伸至少180°。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，进一步包含耦接至所述传感器的喷雾器，其中所述喷雾器呈环形。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述喷雾器具有朝向所述圆柱形窗口定向的多个喷雾器喷嘴。
9.一种设备，包含：
传感器，所述传感器由传感器臂支撑，并且所述传感器包括限定轴线的圆柱形窗口；
风扇，所述风扇安装在相对于所述传感器固定的位置；以及
风道，所述风道定位成使空气从所述风扇朝向所述圆柱形窗口输送，所述风道具有多个空气喷嘴，每个所述空气喷嘴定位于以所述轴线为圆心的圆上。
10.根据权利要求9所述的设备，进一步包含可从车辆的柱伸出的传感器臂。
11.根据权利要求10所述的设备，进一步包含所述车辆的所述柱，其中，所述柱从挡风玻璃底部的第一端部延伸至所述挡风玻璃顶部的第二端部，并且所述传感器臂附接至与所述第一端部和所述第二端部隔开的所述柱。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述风扇设置于所述传感器的下方。
13.根据权利要求9所述的设备，其中所述空气喷嘴定位成当所述风扇运行时形成穿过所述圆柱形窗口的气帘。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的设备，进一步包含耦接至所述传感器的喷雾器，其中所述喷雾器呈环形。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述喷雾器具有朝向所述圆柱形窗口定向的多个喷雾器喷嘴。
CN201810186293.5A 2017-03-14 2018-03-07 传感器和清洁设备 Withdrawn CN108568432A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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