CN110703269B - 雷达防护装置和雷达系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种雷达防护装置和雷达系统。该雷达防护装置包括：顶盖、侧壁、底座和紧固件，侧壁连接于顶盖和底座之间；底座包括支撑柱，支撑柱的顶部与顶盖接触；紧固件用于从顶向下紧固连接顶盖和支撑柱。采用本雷达防护装置能够在实现对雷达部件的防尘防水等作用的同时，降低了紧固件对支撑柱的强度和稳定性的削弱程度，具有结构简单、稳定性高、强度高等优势。

Description

雷达防护装置和雷达系统

技术领域

本申请涉及雷达技术领域，特别是涉及一种雷达防护装置和雷达系统。

背景技术

激光雷达作为一种测距传感器，由于具有分辨率高、受环境因素干扰小等优点，在无人驾驶、机器人等领域有着重要的应用，一般是用于视场扫描。

为了保证激光雷达的正常工作，一般需要雷达防护装置对雷达部件进行防尘、防水、防冲击等多方面的雷达防护。雷达防护装置需要有空腔，能够容纳和固定雷达部件；尤为重要的是，雷达防护装置需要具有简单、稳定的结构以及必要的结构强度。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种结构简单、稳定性高、强度高的雷达防护装置和雷达系统。

一种雷达防护装置，包括：顶盖、侧壁、底座和紧固件，所述侧壁连接于所述顶盖和底座之间；所述底座包括支撑柱，所述支撑柱的顶部与所述顶盖接触；所述紧固件用于从顶向下紧固连接所述顶盖和所述支撑柱。

在本申请的一个或多个实施例中，所述支撑柱为实心结构。

在本申请的一个或多个实施例中，所述紧固件为螺钉。

在本申请的一个或多个实施例中，所述雷达防护装置还包括：防水垫圈，所述防水垫圈套在所述螺钉的杆部，位于所述螺钉的头部和所述顶盖之间。

在本申请的一个或多个实施例中，所述雷达防护装置还包括：防水盖，所述防水盖可拆卸地包覆所述螺钉的头部。

在本申请的一个或多个实施例中，所述雷达防护装置还包括：防水圈；所述防水圈填充于所述顶盖和所述侧壁之间，以及所述侧壁和所述底座之间。

在本申请的一个或多个实施例中，所述顶盖和所述侧壁通过卡槽连接，所述侧壁和所述底座通过卡槽连接，所述防水圈嵌入在所述卡槽中。

在本申请的一个或多个实施例中，所述紧固件插入所述支撑柱的部分的长度与所述支撑柱的长度的比值小于预设长度比例。

在本申请的一个或多个实施例中，所述紧固件插入所述支撑柱的部分的直径与所述支撑柱的顶部直径的比值小于预设直径比例。

在本申请的一个或多个实施例中，所述底座的侧面设置有防水槽，所述防水槽包括用于布线的空腔。

在本申请的一个或多个实施例中，所述底座的底部设置有固定腔，用于固定所述雷达防护装置。

在本申请的一个或多个实施例中，所述固定腔具有内螺纹。

在本申请的一个或多个实施例中，所述侧壁为透光材质。

在本申请的一个或多个实施例中，所述顶盖和/或所述底座，设置有肋状散热结构。

在本申请的一个或多个实施例中，所述底座为一体成型结构，或者所述支撑柱固定连接在所述底座的基板上。

在本申请的一个或多个实施例中，所述雷达防护装置为圆柱中空结构。

在本申请的一个或多个实施例中，所述支撑柱为柱状，位于所述底座中心。

在本申请的一个或多个实施例中，所述支撑柱为从底向上的塔形柱体。

一种雷达系统，包括雷达部件和如上任一项所述的雷达防护装置；所述雷达防护装置容纳所述雷达部件，所述雷达部件包括相互电连接的旋转体和电路板，所述支撑柱与所述旋转体旋转连接。

在本申请的一个或多个实施例中，所述雷达系统还包括散热片，位于所述旋转体和所述顶盖之间，并与所述旋转体固定连接；所述电路板内嵌于所述散热片中。

在本申请的一个或多个实施例中，所述雷达系统还包括电磁屏蔽板，位于所述旋转体和所述散热片之间，并与所述散热片贴合。

在本申请的一个或多个实施例中，所述雷达部件为固态激光雷达部件或机械式激光雷达部件。

上述雷达防护装置和雷达系统，采用紧固件从顶向下贯穿顶盖后插入支撑柱顶部，实现顶盖、侧壁和底座之间的压紧连接；紧固件插入支撑柱顶部的深度较短，只需插入深度满足顶盖和支撑柱之间的连接强度即可，相比于将长螺钉从底座的底部向上完全贯穿支撑柱并插入顶盖中的连接方式而言，在实现对雷达部件的防尘防水等作用的同时，降低了紧固件对支撑柱的强度和稳定性的削弱程度，具有结构简单、稳定性高、强度高等优势。

附图说明

图1为一个实施例中雷达防护装置的剖面结构示意图；

图2为一个实施例中对应A区域的局部放大图；

图3为一个实施例中雷达防护装置的立体示意图；

图4为一个实施例中对应B区域的局部放大图；

图5为一个实施例中雷达系统中电路板、散热片和电磁屏蔽板之间的位置关系示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参照图1所示，示出了本实施例的一种雷达防护装置的结构，包括：顶盖10、侧壁20、底座30和紧固件40，侧壁20连接于顶盖10和底座30之间；底座30包括支撑柱31，支撑柱31的顶部311与顶盖10接触；紧固件40用于从顶向下紧固连接顶盖10和支撑柱31。

其中，雷达防护装置具有由顶盖、侧壁和底座所形成的空腔，该空腔可以容纳雷达部件。底座30可以包括支撑柱31和基板32，还可以包括弯折延伸至侧面的侧板33；基板32可以支撑雷达部件；支撑柱可以固定在基板上，用于固定雷达部件，和/或作为雷达部件的旋转轴。顶盖10可以包括顶板11，还可以包括弯折延伸至侧面的侧板12。侧壁20位于顶盖10和底座30之间，可以分别与顶板和基板连接，具体可以是焊接等不可拆卸的连接，也可以是铆接、卡接、螺接等可拆卸地连接。

为了便于顶盖、侧壁和底座之间的紧固连接，在本实施例中，支撑柱的顶部311可以与顶盖10的底面接触，或者与顶盖10的底面的间隙很小，从而可以采用紧固件从顶向下贯穿顶盖后插入支撑柱顶部，实现顶盖、侧壁和底座之间的压紧连接。可以理解的是，紧固件插入支撑柱顶部的深度较短，只需插入深度满足顶盖和支撑柱之间的连接强度即可，相比于将长螺钉从底座的底部向上完全贯穿支撑柱并插入顶盖中的连接方式而言，在实现对雷达部件的防尘防水等作用的同时，降低了紧固件对支撑柱的强度和稳定性的削弱程度，具有结构简单、稳定性高、强度高等优势。

其中，顶盖、侧壁、底座和紧固件的材质可以但不限于是金属、塑料、复合材料，本实施例对此并不限制。另外，为了降低侧壁对雷达信号的阻挡，侧壁可以为透光材质。示例性地，顶盖、侧壁和底座均为聚碳酸酯材质(PC，Polycarbonate)，紧固件为合金钢材质。

在本申请的一个或多个实施例中，支撑柱为实心结构，可以进一步提高支撑柱的强度和稳定性。示例性地，底座可以是一体成型的结构，即支撑柱和底板之间的连接强度较高；底座也可以是分体成型结构，例如支撑柱与基板为分体结构，支撑柱可以通过焊接等不可拆卸连接固定在基板上，也可以与基板可拆卸地固定连接。

为了进一步降低紧固件对支撑柱的强度和稳定性的削弱程度，在本申请的一个或多个实施例中，参照图1和图2所示(图2为图1中对应A区域的局部放大图)，可以对紧固件插入支撑柱的部分41的长度和/或直径进行限制，例如紧固件插入支撑柱的部分41的长度与支撑柱的长度的比值小于预设长度比例，以及紧固件插入支撑柱的部分41的直径与支撑柱的顶部311直径的比值小于预设直径比例。示例性地，预设长度比例可以为五分之一、七分之一、十分之一等，预设直径比例可以为二分之一、三分之一、四分之一等；本实施例对此并不限制。

此外，参照图1所示，顶盖10可以在与紧固件40连接的位置向支撑柱的方向凸出，或者逆向支撑柱的方向凸出，从而可以灵活调整支撑柱31的高度、紧固件40的长度以及插入紧固件的部分41的长度。

另外，紧固件的作用于将底座的支撑柱与顶盖进行紧固连接，因此紧固件可以包括但不限于螺柱、螺钉、铆钉、紧固销等。在本申请的一个或多个实施例中，紧固件40可以为螺钉，于螺纹连接具有较高的连接强度，因此可以降低紧固件插入支撑柱的部分41的长度，可以进一步降低对支撑柱的强度和稳定性的削弱程度。

参照图2所示，在本申请的一个或多个实施例中，顶盖需要打螺丝孔，雷达防护装置还可以包括：防水垫圈50；防水垫圈50可以套在螺钉40的杆部，位于螺钉的头部和顶盖之间，可以分散压力、防止螺钉松脱，同时具有密封防水的作用。可选地，防水垫圈的材质可以为橡胶、聚四氟乙烯等材质。

此外，为了进一步防水，以及降低螺钉为金属材质时的腐蚀程度，雷达防护装置还可以包括：防水盖(图2中未示出)；该防水盖可拆卸地包覆螺钉的头部，并不应影响螺钉的拆卸。例如，该防水盖为可变形的碗状，且碗状开口尺寸小于螺钉头部的尺寸。示例性地，该防水盖为橡胶或硅胶材质。

在本申请的一个或多个实施例中，参照图1和图3所示，雷达防护装置为圆柱中空结构，相应地，顶盖包括圆形的顶板11和圆环状的侧板12，侧壁为圆环状，底座包括圆形的基板32和圆环状的侧板33。可选地，支撑柱为柱状，可以位于底座中心，避免作为旋转轴时发生偏心。示例性地，支撑柱可以为从底向上的塔形柱体，塔形柱体为从底到顶具有多个台阶状的结构，底部直径最大，顶部直径最小，稳定性很高，非常适合支撑柱作为旋转轴的场景。

在本申请的一个或多个实施例中，为了进一步防水，在顶盖和侧壁之间，以及侧壁和底座之间连接的部分可以设置有防水结构，具体地，雷达防护装置还可以包括：防水圈，填充于顶盖和侧壁之间，以及侧壁和底座之间。示例性地，以顶盖和侧壁之间的防水结构为例，顶盖和侧壁之间可以采用多个周形布置的螺钉紧固连接，且在顶盖和侧壁之间连接的部位存在防水圈，并在螺钉紧固连接的作用下变形并填充于顶盖和侧壁之间的空隙，实现防水效果。示例性地，以顶盖和侧壁之间的防水结构为例，参照图4(图4为图1中对应B区域的局部放大图)所示，顶盖10和侧壁20通过卡槽连接，防水圈60嵌入在卡槽中；防水圈的截面形状可以适配与卡槽形状，可以为方形、圆形等。

在本申请的一个或多个实施例中，参照图1和图3所示，底座30的侧面设置有防水槽34，防水槽34可以包括用于布线的空腔，用于将雷达部件的线束导引到外部，保障雷达部件的供电以及数据传输，避免在线束裸露时，水、虫等沿着导线进入雷达防护装置内部造成损坏。

在本申请的一个或多个实施例中，参照图1所示，底座30的底部设置有固定腔35，用于固定雷达防护装置。可以理解的是，通过该固定腔，可以方便地将雷达防护装置固定在某个特定位置，且可以调整雷达防护装置的安装方位，因此同时实现了雷达部件的方位的调整和固定。可选地，固定腔可以具有内螺纹，便于通过螺纹连接的方式进行固定，可以提高固定强度和固定灵活性。

在本申请的一个或多个实施例中，参照图1和图3所示，顶盖可以设置有肋状散热结构13；同样地，参照图3所示，底座可以设置有肋状散热结构36；因为雷达部件在工作时功率较大，存在较大的热负荷，因此可以通过加强空气对流地方式提高散热功率，保证雷达部件的工作温度。

为了进一步说明本申请中雷达防护装置的具体结构，以雷达防护装置为圆柱中空结构为例，这里示出了部分结构的尺寸的一种示例，但不可理解为对本申请中雷达防护装置的限制，参照图1、图3和图4所示，其中：

结构	尺寸(单位：mm)
		雷达防护装置(总体)	外径150～170，高度140～170
顶盖10	顶板11和侧板12的厚度1.4～3.5，侧板12高度25～45
		侧壁20	厚度1.4～3.5，高度70～100
底座30	侧板33厚度1.4～3.5，高度25～45；基板32厚度3～5
		支撑柱31	高度120～150，顶部311直径13-17
螺钉40	部分41的外径3-6，长度10-14；螺柱长度16-24
		防水垫圈50	外径8-12，内径3-6，厚度0.7-3
防水圈60	直径1.5-3

在本申请的一个或多个实施例中，雷达防护装置的外径也可以为50～150、170～200范围内的值，其它尺寸可以相对上表等比例变化。

此外，本申请还提供了一种雷达系统，包括雷达部件和上述的雷达防护装置；雷达防护装置可以容纳雷达部件，雷达部件包括相互电连接的旋转体和电路板；其中，旋转体为雷达部件的功能性部件，可以与支撑柱旋转连接；电路板可以控制旋转体以实现雷达扫描。该电路板可以但不限于是PCB(Printed Circuit Board、印制电路板)、柔性电路板等各种类型的电路板。由于雷达防护装置的高强度和高稳定性，雷达系统的稳定性也得以提高。

但是在工作过程中，电路板容易过热，影响雷达性能，因此需要进行导热设计；此外，因为旋转体中存在通信磁环、供能磁环等电磁部件，还需要对电路板进行屏蔽设计，提高EMC(电磁兼容)抗干扰能力。而传统结构只是用马口铁平板锁在电路板上面，侧面无闭合，所以散热和屏蔽性都较差。

为了解决上述散热问题，参照图5所示，雷达系统还可以包括散热片70，该散热片位于旋转体和顶盖之间，并与旋转体81固定连接；关键的是，电路板82可以内嵌于散热片70中。其中，散热片的形状可以为盘型或其它形状，以与雷达防护装置的形状或者电路板的形状匹配；散热片上可以开琦片，琦片形状不限，以提高散热片的散热面积，提高散热效率；散热片与旋转体的固定连接方式可以但并不限于螺钉连接(如图5所示的螺钉83)、卡接等；散热片的材料可以为金属材料，也可以为非金属材料，并不限制，仅需起到散热作用即可。

此外，为了进一步提高散热效果，散热片可以通过柔性方式与顶盖实现导热连接；例如，在散热片与顶盖之间填充硅胶，通过硅胶使得散热片与顶盖之间导热，进一步提高散热效率。

本实施例也不限定电路板与散热片之间的内嵌方式；例如散热片的成型结构可以包括容纳电路板的空腔结构；当然也可以在散热片成型过程中，将电路板容纳入散热片中，预留电路板与旋转体之间的电接口即可。可以理解的是，电路板内嵌于散热片内部，提高了电路板与散热片之间的接触面积，实现全方位的闭合性接触，在雷达防护装置这有限的空间里实现了散热设计并提高了散热效率。

此外，雷达系统还可以包括电磁屏蔽板90，位于旋转体81和散热片70之间，并与散热片贴合。可以理解的是，电路板内嵌于散热片内部，而电磁屏蔽板位于旋转体和散热片之间，与散热片贴合，因此实现了全方位的屏蔽，在雷达防护装置这有限的空间里实现了屏蔽设计并提高了屏蔽效果。

本申请还公开了一种雷达系统，包括雷达部件和如上述任一实施例中的雷达防护装置；其中，雷达部件通过支撑柱固定于底座。例如，雷达部件可以环绕支撑柱进行布置，甚至可以嵌套在支撑柱上，并以支撑柱作为旋转轴，本实施例对此并不限制。示例性地，雷达部件为固态激光雷达部件或机械式激光雷达部件；其中，固态激光雷达部件可以为半导体激光雷达部件、二极管泵浦激光雷达部件等；机械式激光雷达部件一般可以通过机械旋转方式改变扫描方向，可以将支撑柱作为旋转轴，实现360°全方位的扫描。

本领域技术人员可以理解，图1-5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构图，并不构成对本申请方案中雷达防护装置的限定，具体的雷达防护装置可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种雷达系统，其特征在于，包括雷达部件和雷达防护装置；所述雷达防护装置包括：顶盖、侧壁、防水圈、防水槽、固定腔、底座和紧固件，所述侧壁连接于所述顶盖和底座之间；所述底座包括支撑柱，所述支撑柱的顶部与所述顶盖接触；所述底座的底部设置有所述固定腔，所述固定腔用于将所述雷达防护装置固定在预设位置，和/或，调整所述雷达防护装置的安装方位；所述底座的侧面设置有防水槽，所述防水槽包括用于布线的空腔；所述紧固件用于从顶向下紧固连接所述顶盖和所述支撑柱；所述紧固件插入所述支撑柱的部分的长度与所述支撑柱的长度的比值小于预设长度比例；所述预设长度比例为五分之一、七分之一、十分之一中的一种比例；所述紧固件插入所述支撑柱的部分的直径与所述支撑柱的顶部直径的比值小于预设直径比例；所述预设直径比例为二分之一、三分之一、四分之一中的一种比例；所述顶盖在与所述紧固件连接的位置向所述支撑柱的方向凸出，或者逆向所述支撑柱的方向凸出；所述顶盖和所述侧壁之间可以采用多个周形布置的螺钉紧固连接，且在所述顶盖和所述侧壁之间连接的部位存在所述防水圈，所述防水圈在所述螺钉紧固连接的作用下变形并填充于所述顶盖和所述侧壁之间的空隙；

所述雷达防护装置容纳所述雷达部件，所述雷达部件包括相互电连接的旋转体和电路板，支撑柱与所述旋转体旋转连接；

所述雷达系统还包括散热片，位于所述旋转体和顶盖之间，并与所述旋转体固定连接；所述电路板内嵌于所述散热片中；所述散热片通过柔性方式与所述顶盖实现导热连接。

2.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述紧固件为螺钉。

3.根据权利要求2所述的雷达系统，其特征在于，所述雷达防护装置还包括：防水垫圈，所述防水垫圈套在所述螺钉的杆部，位于所述螺钉的头部和所述顶盖之间。

4.根据权利要求2所述的雷达系统，其特征在于，所述雷达防护装置还包括：防水盖，所述防水盖可拆卸地包覆所述螺钉的头部。

5.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述防水圈填充于所述侧壁和所述底座之间。

6.根据权利要求5所述的雷达系统，其特征在于，所述顶盖和所述侧壁通过卡槽连接，所述侧壁和所述底座通过卡槽连接，所述防水圈嵌入在所述卡槽中。

7.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述顶盖和所述底座设置有肋状散热结构。

8.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述雷达系统还包括电磁屏蔽板，位于所述旋转体和所述散热片之间，并与所述散热片贴合。

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