CN109383460A - 传感器总成 - Google Patents

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Abstract

一种传感器总成，包括基座、附接于基座的传感器以及对传感器透明并且与基座一起形成球形接头的盖。盖可以具有局部球形形状。传感器总成可以包括具有孔的外部面板，并且盖可以设置在该孔中。盖可以相对于基座围绕平行于外部面板延伸的任何轴线旋转。

Description

传感器总成
技术领域
本发明涉及一种传感器总成。
背景技术
诸如自主车辆之类的车辆通常包括各种传感器。一些传感器检测车辆的内部状态，例如车轮转速、车轮取向以及发动机和变速器变量。一些传感器检测车辆的位置和/或取向，这样的传感器例如全球定位系统(global positioning system，GPS)传感器；诸如压电或微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)的加速度计；速率陀螺仪、环形激光器陀螺仪或光纤陀螺仪等的陀螺仪；惯性测量单元(inertial measurements unit，IMU)；和磁力计。一些传感器检测外部世界，这样的传感器例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(light detection and ranging，LIDAR)装置以及图像处理传感器(如摄像机)。光检测和测距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。一些传感器是通信装置，例如车辆-基础设施(vehicle-to-infrastructure，V2I)或车辆-车辆(vehicle-to-vehicle，V2V)装置。
发明内容
根据本发明，提供了一种传感器总成，包括：
基座；
连接到基座的传感器；和
对传感器透明并且与基座一起形成球形接头的盖。
根据本发明的一个实施例，其中盖具有局部球形形状。
根据本发明的一个实施例，还包括具有孔的外部面板，盖设置在孔中。
根据本发明的一个实施例，其中，盖可相对于基座围绕平行于外部面板延伸的任何轴线旋转。
根据本发明的一个实施例，其中，盖具有表面特征部。
根据本发明的一个实施例，其中，表面特征部是多个凹坑。
根据本发明的一个实施例，其中，表面特征部是翼片。
根据本发明的一个实施例，还包括具有孔的外部面板，盖布置在孔中。
根据本发明的一个实施例，还包括沿着孔的边缘延伸的刮水器。
根据本发明的一个实施例，其中，刮水器定位成当盖旋转时保持与盖接触。
根据本发明的一个实施例，其中，盖具有防眩光涂层。
根据本发明的一个实施例，其中，盖具有可旋转地定位在孔中的暴露部分和不可旋转地定位在孔中的未暴露部分，并且暴露部分具有防眩光涂层。
根据本发明的一个实施例，其中，未暴露部分缺少防眩光涂层。
根据本发明的一个实施例，其中，刮水器是叶片形的。
根据本发明的一个实施例，其中，刮水器是刷子。
根据本发明的一个实施例，还包括瞄准盖的喷嘴。
根据本发明的一个实施例，其中，喷嘴定位成在打开时使盖旋转。
根据本发明的一个实施例，还包括定位成向盖施加热量的加热元件。
根据本发明的一个实施例，其中，盖包括磁敏元件，传感器总成还包括电磁体，电磁体定位成经由磁敏元件使盖旋转。
根据本发明，提供了一种传感器总成，包括：
基座；
附接到基座的传感器；
对传感器透明并且可移动地连接至基座的盖；和
用于允许盖相对于基座围绕至少两个彼此横向延伸的轴线旋转的手段。
附图说明
图1是车辆的立体图；
图2是车辆的传感器总成的立体图；
图3是传感器总成的横截面图；
图4是传感器总成的示例盖的立体图；
图5是另一个示例盖的立体图；
图6是用于传感器总成的示例液体供应系统的图。
具体实施方式
传感器总成包括基座、附接于基座的传感器以及对传感器透明并且与基座一起形成球形接头的盖。
盖可以具有局部球形形状。传感器总成可以包括具有孔的外部面板，并且盖可以设置在孔中。盖可以围绕平行于外部面板延伸的任何轴线相对于基座旋转。
盖可以具有表面特征部。表面特征部可以是多个凹坑。表面特征部可以是翼片。
传感器总成可以包括具有孔的外部面板，并且盖可以设置在孔中。传感器总成可以包括沿着孔的边缘延伸的刮水器。刮水器可以定位成在盖旋转时保持与盖的接触。盖可以具有防眩光涂层。盖可以具有可旋转地定位在孔中的暴露部分和不可旋转地定位在孔中的未暴露部分，并且暴露部分可以具有防眩光涂层。未暴露部分可以缺少防眩光涂层。刮水器可以是叶片形状的。刮水器可以是刷子。
传感器总成可以包括瞄准盖的喷嘴。喷嘴可以定位成使盖在打开时旋转。
传感器总成可以包括定位成将热量施加到盖的加热元件。
盖可以包括磁敏元件，并且传感器总成还可以包括被定位成使盖经由磁敏元件旋转的电磁体。
传感器总成包括基座、附接于基座的传感器、对传感器透明并且可移动地连接至基座的盖、以及用于允许盖相对于基座围绕至少两个彼此横向延伸的轴线旋转的手段。
这里描述的清洁系统清洁传感器总成的盖并且因此可以允许传感器在被污垢、水、冰、冷凝物等完全或部分污染或覆盖后继续提供有用数据和/或更准确地检测车辆移动通过的外部环境。盖上方的气流和车辆的运动导致盖旋转，并且盖的旋转通过离心力并通过使盖相对于固定位置的刮水器移动来移除碎屑。清洁系统通过允许车辆的气流和移动来清洁盖，从而减少和/或消除使用液体和/或压缩气体来清洁盖的需要，从而有效地运行。清洁系统也可以使用更少的部件，并且可以只需要更简单的控制系统。
参照图1，车辆30可以是自主车辆。计算机可以被配置为完全独立于人类驾驶员的介入或以较小的程度的介入而操作车辆30。计算机可以被编程以操作推进器、制动系统、转向装置和/或其他车辆系统。为了本公开的目的，自主操作意指计算机控制推进器、制动系统和转向装置；半自主操作意指计算机控制推进器、制动系统和转向装置中的一个或两个，并且人类驾驶员控制其余部分；并且非自主操作意指人类驾驶员控制推进器、制动系统和转向装置。
车辆30包括车身32。车辆30可以是承载式车身构造，其中车辆30的框架和车身32是单个部件。或者，车辆30可以是非承载式车身构造，其中框架支撑作为与框架分离的部件的车身32。框架和车身32可以由任何合适的材料(例如钢、铝等)形成。
参考图1-3，车身32包括多个外部面板34。外部面板34设置在车辆30的外部上并且可以具有精加工的外表面。至少一个外部面板34具有外部孔36，并且传感器总成38安装到该外部面板34。外部孔36可以是圆形的。
参照图2和图3，传感器总成38包括相对于具有外部孔36的外部面板34固定的基座40。换句话说，基座40直接或间接地附接于外部面板34并且不相对于外部面板34移动。基座40可以包括局部球形和凹入的接收部分42。
传感器总成38包括附接于基座40的传感器44。传感器44可以相对于基座40固定，即，直接或间接地附接于基座40并且不能相对于基座40移动。具体地，传感器44可以经由止动构件46间接地附接于基座40。止动构件46可以从基座40的接收部分42延伸。止动构件46可以是将传感器44连接到在车辆30中的其他电子器件的中空的屏蔽线等。
继续参考图2和3，传感器44可以检测外部世界。例如，传感器44可以是雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(LIDAR)装置或诸如摄像机的图像处理传感器。传感器44具有始于外部孔36并且从外部孔36向外的视野(即，传感器44能够检测诸如光、声音等现象的区域)。
参考图2-5，传感器总成38包括盖48。盖48设置在外部孔36中和基座40的接收部分42中。外部孔36和基座40保持盖48在位。盖48围绕传感器44延伸。盖48具有圆形形状，并且盖48可以具有局部球形形状。具体地，盖48可以被成形为具有移除部分的中空球体，形成进入孔50。止动构件46延伸穿过进入孔50，并且进入孔50具有比止动构件46更长的宽度或直径。
传感器总成38具有用于允许盖48相对于基座40围绕至少两个彼此横向延伸的轴线旋转的手段。该手段可以包括盖48可移动地联接到基座40。例如，盖48可以与基座40一起形成球形接头。也就是说，盖48与接收部分42和外部孔36一起形成球窝(ball-and-socket)。接收部分42可以具有与盖48的低摩擦接触，允许盖48抵靠接收部分42自由滑动。盖48可以在任何方向(例如图2和3中所示的方向A、B、C)上抵靠接收部分42旋转。换句话说，盖48通常可以沿任何方向自由旋转，直到进入孔50的边缘压靠止动构件46。例如，盖48可以在外部孔36处相对于基座40围绕平行于外部面板34延伸(例如沿方向A和B)的任何轴线旋转。盖48可在外部孔36处具有围绕平行于外部面板34延伸的轴线(例如方向A和B)的运动范围，使得在运动范围一端处在外部孔36中暴露的盖48的一部分在运动范围的另一端处完全在外部孔36的外部。运动范围的端部由进入孔50的与止动构件46接触的边缘界定。再例如，盖48可以围绕横向于外部面板34延伸的轴线(例如沿方向C)旋转，由于进入孔50的边缘不会接触止动构件46并阻碍旋转，因此盖48可以具有围绕该轴线360°的运动范围。可选地，进入孔50可以是非圆形(例如槽形)的，并且盖48可以是非球形的，而是可以围绕多于一个轴线滑动旋转的另一圆形形状，例如具有圆形尖端的圆锥形状。
传感器44的视场被引导通过盖48。盖48对传感器44是透明的。具体地，盖48相对于传感器44能够检测的任何介质都是透明的。例如，如果传感器44是摄像机，则盖48相对于可见光是透明的。又例如，如果传感器44是LIDAR装置，则盖48相对于由传感器44产生的激光脉冲的波长处的可见光是透明的。
参考图4和5，盖48包括可旋转地定位在外部孔36中的暴露部分52和不可旋转地定位在外部孔36中的未暴露部分54。为了本公开的目的，“可旋转地定位”意指对于暴露部分52中的任何点，盖48可以例如通过沿方向A、B、C旋转盖48而移动到该点位于外部孔36中的位置。因此，盖48可以被定位成使得暴露部分52中的任何点位于外部孔36中，但是不能被定位成使得未暴露部分54中的任何点位于外部孔36中。
盖48通常包括防眩光涂层。防眩光涂层可以施加到整个盖48上。或者，可以将防眩光涂层施加到盖48的暴露部分52上，并且未暴露部分54可以缺少防眩光涂层。防眩光涂层也称为抗反射涂层(antireflective coating)，是一种减少反射的涂层。例如，防眩光涂层可以由具有对比折射率的交替透明薄膜形成。
盖48可以包括一个或多个表面特征部56、58。表面特征部56、58增加了由位于外部孔36中的盖48的一部分所经受的阻力。例如，如图4中所示，表面特征部56、58可以是多个凹坑56、58。又例如，如图5中所示，表面特征部56、58可以是翼片58。当车辆30处于运动中或者当风吹过外部面板34时，增加的阻力可能导致盖48旋转。
参考图2，盖48可以包括磁敏元件60。磁敏元件60可以嵌入盖48的壁中。磁敏元件60可以是永磁体或者可以是能够承载电流的导体。
传感器总成38包括定位成经由磁敏元件使盖48旋转的电磁体62。电磁体62可以附接于基座40和/或相对于基座40固定。例如，电磁体62和磁敏元件60可以用作电动马达，其中盖48具有用作转子的磁敏元件60以及用作定子的电磁体62。电磁体62可以包括永磁体和/或电极上的绕组。
参照图2和图3，刮水器64沿着外部孔36的边缘延伸。刮水器64固定到外部面板34。例如，刮水器64可以沿着外部孔36的边缘粘附、紧固等等到外部面板34。刮水器64是静止的并且定位成当盖48旋转时保持与盖48的接触。当盖48旋转时，刮水器64擦拭盖48，具体而言，擦拭盖48的暴露部分52。刮水器64可以是圆形的并且可以沿着外部孔36的整个边缘延伸。
如图3中所示，刮水器64可以是叶片形状。刮水器64的叶片形状可以成锐角朝向盖48的表面。或者，刮水器64可以是具有刷毛的刷子。刷毛可朝向外部孔36的中心，垂直于外部面板34，朝向盖48的中心等。
参考图6，车辆30的流体系统66包括贮液器68、泵70、供应管线72和喷嘴74。流体系统66可将储存在贮液器68中的洗涤流体分配到喷嘴74。“洗涤流体”是指储存在贮液器68中用于清洁的任何液体。洗涤流体可以包括溶剂、去垢剂、稀释剂(如水)等。替代地或另外地，流体系统66可以通过喷嘴74分配压缩空气。
贮液器68可以是可填充有液体(例如用于窗户清洁的洗涤流体)的罐。贮液器68可以设置在车辆30的前部，具体地，设置在客舱前方的发动机舱中。贮液器68可以储存仅用于供应传感器总成38，或者也用于其他目的(例如供应至挡风玻璃)的洗涤流体。
继续参照图6，泵70可以采用足够的压力使洗涤流体通过供应管线72到达喷嘴74，使得洗涤流体从喷嘴74喷出。泵70流体连接到贮液器68。泵70可以附接于贮液器68或设置在贮液器68中。
参考图2、3和6，传感器总成38包括至少一个喷嘴74。喷嘴74流体连接到泵70和/或空气压缩机(未示出)。喷嘴74可以由外部面板34支撑并从外部面板34突出。例如，喷嘴74可以粘附、紧固等等到外部面板34，或者喷嘴74可以通过外部面板34摩擦配合于孔或槽中。喷嘴74可以与外部孔36间隔开。喷嘴74定位成当打开时(即在允许经加压的液体或压缩空气通过时)导致盖48旋转。喷嘴74对准盖48。特别地，喷嘴74可以被固定地定位以在盖48处以与盖48的表面成锐角地喷射液体或压缩空气。液体或空气撞击盖48的力和角度可以导致盖48旋转。
参照图2，加热元件76可以定位成将热量施加到盖48上。加热元件76可以定位在外部孔36附近。加热元件76可以相对于外部面板34或基座40附接和/或固定。加热元件76可具有高电阻并响应流过加热元件76的电流而产生热量，即电阻或焦耳加热。加热元件76可由响应于电流而产生足够热量的任何材料(例如铬铝钴耐热钢(Kanthal)、镍铬合金、铜镍合金、二硅化钼、正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)陶瓷等、或这些材料的组合)形成。加热元件76可以成形为具有高表面积与体积的比，例如线圈。
已经以说明性方式描述了本公开，并且应该理解的是，已经使用的术语旨在为描述性不是限制性的词语的性质。鉴于上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且可以以与具体描述不同的方式实施本公开。

Claims (16)

1.一种传感器总成，包括：
基座；
附接于所述基座的传感器；和
对所述传感器透明并且与所述基座形成球形接头的盖。
2.根据权利要求1所述的传感器总成，其中，所述盖具有局部球形形状。
3.根据权利要求2所述的传感器总成，还包括具有孔的外部面板，所述盖设置在所述孔中。
4.根据权利要求3所述的传感器总成，其中，所述盖可相对于所述基座围绕平行于所述外部面板延伸的任何轴线旋转。
5.根据权利要求2所述的传感器总成，其中，所述盖具有表面特征部。
6.根据权利要求5所述的传感器总成，其中，所述表面特征部是多个凹坑和翼片中的一个。
7.根据权利要求1所述的传感器总成，还包括具有孔的外部面板以及沿着所述孔的边缘延伸的刮水器，其中所述盖设置在所述孔中。
8.根据权利要求7所述的传感器总成，其中，所述刮水器被定位成当所述盖旋转时保持与所述盖接触。
9.根据权利要求8所述的传感器总成，其中，所述盖具有防眩光涂层。
10.根据权利要求9所述的传感器总成，其中，所述盖具有可旋转地定位在所述孔中的暴露部分和不可旋转地定位在所述孔中的未暴露部分，并且所述暴露部分具有所述防眩光涂层。
11.根据权利要求10所述的传感器总成，其中，所述未暴露部分缺少所述防眩光涂层。
12.根据权利要求8所述的传感器总成，其中，所述刮水器是叶片形状和刷子中的一种。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的传感器总成，还包括瞄准所述盖并且定位成当所述盖打开时使所述盖旋转的喷嘴。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的传感器总成，还包括加热元件，所述加热元件被定位成向所述盖施加热量。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的传感器总成，其中，所述盖包括磁敏元件，所述传感器总成还包括电磁体，所述电磁体被定位成使所述盖经由所述磁敏元件旋转。
16.一种传感器总成，包括：
基座；
附接到所述基座的传感器；
对所述传感器透明并且可移动地连接至所述基座的盖；和
用于允许所述盖相对于所述基座围绕彼此横向延伸的至少两个轴线旋转的手段。
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