CN110736973A - 激光雷达的散热装置和激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光雷达的散热装置和一种激光雷达，其中散热装置设置于激光雷达的顶盖与转子之间，并且散热装置相对于转子固定设置；散热装置包括传动机构和至少一个辅助散热部件，通过传动机构，辅助散热部件随着转子的转动而转动；并且辅助散热部件的转动速度大于转子的转动速度，激光雷达的转子转动带动辅助散热部件高速旋转，这样在激光雷达内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升激光雷达内部空气的对流换热能力，降低激光雷达的转子和外壳、顶盖之间的温差，进而降低外壳的温度，提升激光雷达内的电子器件如转子的寿命和长期可靠性。

Description

激光雷达的散热装置和激光雷达

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种激光雷达的散热装置和激光雷达。

背景技术

激光雷达的转子内部布置了各类电子元器件，激光雷达壳体为密闭结构，其内部的激光器，电机等部件工作中会有较大的发热量，激光雷达的散热性能直接影响激光雷达工作的稳定性和可靠性。高温的工作环境容易导致器件工作在自身的许用温度之外，使用寿命降低，并最终影响整个雷达的使用寿命。另外，一些器件需要工作在相对合适的温度环境中，使用温度过高会使器件本身的性能下降，从而导致整个雷达的精度和测距受到影响，例如温度的变化会引起机械/器件的热胀冷缩，进而影响雷达的发射角度、接收角度等，使用精度和效率降低。故而需要尽量的降低雷达内部器件的温度，提升雷达整体的寿命和可靠性。

目前主要的发热器件集中在lidar内部的转子上，转子通过旋转将热量传递到外罩内部的空气中，内部空气再和外罩进行对流换热，将热量传递给外罩，最终外罩再通过和外部空气的对流换热，将热量散发到周围的环境中去，基于雷达自身的性能要求，转子的旋转速度维持在600r/min或者1200r/min。一般情况下，想要在小空间内引起空气剧烈搅动，旋转的速度需要达到一定的要求，风扇的转速一般在6000r/min以上。但是目前转子的转速最高也就1200r/min，常规转速是在600r/min，这种转速下，实测雷达内部的空气搅动较小，发热的转子和顶盖、外罩的对流换热效果较差，即便加上较为复杂的表面搅动结构，因为转速的限制，散热效率也无法大幅度的提升，因而造成转子温度和顶盖、外罩的温差较大，转子温度较高，降低了转子上电子器件的使用寿命和长期可靠性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中由于雷达的转子转速的限制导致散热效率不佳，使得雷达的使用寿命和长期可靠性不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施方式公开了一种激光雷达的散热装置，散热装置设置于激光雷达的顶盖与转子之间，并且散热装置相对于转子固定设置；散热装置包括传动机构和至少一个辅助散热部件，通过传动机构，辅助散热部件随着转子的转动而转动；并且辅助散热部件的转动速度大于转子的转动速度。

采用上述技术方案，激光雷达的转子转动带动辅助散热部件高速旋转，且辅助散热部件的转动速度大于转子的转动速度，这样在激光雷达内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达的转子和外壳、顶盖之间的温差，进而降低外壳的温度，提升激光雷达内的电子器件如转子的寿命和长期可靠性。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的散热装置，传动机构为齿轮传动机构，包括主动轮与从动轮；其中主动轮设置于转子的端部，并且能够随着转子的转动而转动；从动轮与主动轮啮合，并且随着主动轮的转动带动对应的辅助散热部件转动。

采用上述技术方案，传动机构为齿轮传动机构，包括主动轮与从动轮，从动轮与主动轮啮合，主动轮与从动轮之间具有一定的传动比，从而将转子的较低的转速提升，进而带动辅助散热部件高速运转，这样在激光雷达内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达的转子和外壳、顶盖之间的温差，进而降低外壳的温度。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的散热装置，每个辅助散热部件与对应的从动轮通过辅助轴可转动地设置于顶盖的内侧。

采用上述技术方案，每个辅助散热部件与对应的从动轮通过辅助轴可转动地设置于顶盖的内侧，辅助散热部件设置在辅助轴上，在转子的带动下进行高速运转，以加快激光雷达内的空气流通以充分散热。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的散热装置，每个辅助散热部件包括至少一个扇叶，每个扇叶的一端固定于辅助轴。

采用上述技术方案，每个辅助散热部件包括至少一个扇叶，每个扇叶的一端固定于辅助轴，扇叶设置在辅助轴上，在转子的带动下进行高速运转，以加快激光雷达内的空气流通以充分散热。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的散热装置，至少一个辅助散热部件为多个辅助散热部件；其中多个辅助散热部件沿转子的转动方向间隔均匀地排列。

采用上述技术方案，至少一个辅助散热部件可以设置有多个；其中多个辅助散热部件沿转子的转动方向间隔均匀地排列，多个辅助散热部的设置可以进一步在转动过程中加快激光雷达内的空气流通以充分散热。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的散热装置，传动机构为链条传动机构或皮带传动机构；其中

当传动机构为链条传动机构时，包括主动轮与从动轮；主动轮设置于转子的端部，并且能够随着转子的转动而转动；从动轮通过链条与主动轮啮合，随着主动轮的转动带动对应的辅助散热部件转动，并且辅助散热部件的转动速度大于转子的转动速度；

当传动机构为皮带传动机构时，包括主动轮与从动轮；主动轮设置于转子的端部，并且能够随着转子的转动而转动；从动轮通过皮带与主动轮啮合，随着主动轮的转动带动对应的辅助散热部件转动，并且辅助散热部件的转动速度大于转子的转动速度。

采用上述技术方案，传动机构为链条传动机构，包括主动轮与从动轮，也可以是传动机构为皮带传动机构时，包括主动轮与从动轮。从动轮与主动轮啮合，主动轮与从动轮之间具有一定的传动比，从而将转子的较低的转速提升，进而带动辅助散热部件高速运转，这样在激光雷达内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达的转子和外壳、顶盖之间的温差，进而降低外壳的温度。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的散热装置，还包括辅助驱动部件，辅助驱动部件与每个辅助散热部件动力连接，以驱动辅助散热部件。

采用上述技术方案，为进一步在转子不转动的情况下，仍能使用辅助散热部的旋转操作完成激光雷达的内部散热，也可以设置辅助驱动部件，该辅助驱动部件可以驱动辅助散热部件转动，在雷达内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低雷达的转子和外壳、顶盖之间的温差，进而降低外壳的温度。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的散热装置，辅助驱动部件包括驱动电机。

本发明还提供一种激光雷达，包括外壳、转子、主轴、以及上述的散热装置；其中，外壳内形成密封的空腔，并且散热装置设置为随着转子的转动而转动。

采用上述技术方案，本发明还提供一种激光雷达，包括外壳、转子、主轴、以及上述的散热装置，并且散热装置设置为随着转子的转动而转动，散热装置转动时在激光雷达内部形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达的转子和外壳、顶盖之间的温差，进而降低外壳的温度。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的激光雷达，还包括驱动部件，驱动部件设置于外壳的外侧，驱动部件驱动转子转动。

采用上述技术方案，为使得转子转动，进而带动散热装置转动以加快激光雷达的外壳内的空气流动以进行散热，可以设置有驱动部件，驱动部件驱动转子转动。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种激光雷达的散热装置，散热装置设置于激光雷达的顶盖与转子之间，并且散热装置相对于转子固定设置；散热装置包括传动机构和至少一个辅助散热部件，通过传动机构，辅助散热部件随着转子的转动而转动；并且辅助散热部件的转动速度大于转子的转动速度。激光雷达的转子转动以带动辅助散热部件高速旋转，这样在激光雷达内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达的转子和外壳、顶盖之间的温差，进而降低外壳的温度，提升激光雷达内的电子器件如转子的寿命和长期可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例2提供的激光雷达的整体结构示意图；

图2为图1所示的激光雷达的俯视图。

附图标记说明：

10、散热装置；

110、传动机构；

1101、主动轮；

1102、从动轮；

1103、辅助轴；

120、辅助散热部件；

1201、扇叶；

20、激光雷达；

210、顶盖；

220、转子；

230、外壳；

240、主轴。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例的实施方式公开了一种激光雷达的散热装置10，散热装置10设置于激光雷达20的顶盖210与转子220之间，并且散热装置10相对于转子220固定设置；散热装置10包括传动机构110和至少一个辅助散热部件120，通过传动机构110，辅助散热部件120随着转子220的转动而转动；并且辅助散热部件120的转动速度大于转子220的转动速度。

具体的，在本实施例中，激光雷达20的转子220转动带动辅助散热部件120高速旋转，且辅助散热部件120的转动速度大于转子220的转动速度，这样在激光雷达20内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达20内的温差，进而提升激光雷达20内的电子器件如转子220的寿命和长期可靠性。

具体的，由于转子220的转速有限，为了有效加速激光雷达20内的空气流通，辅助散热机构120需要高速运转以在激光雷达20内部形成可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达20的转子220和外壳230、顶盖210之间的温差。因此需要设定辅助散热部件120的转动速度大于转子220的转动速度，为实现辅助散热部件120的转动速度大于转子220的转动速度，可以为转子220带动辅助散热部件120转动，且其之间通过传动机构110的传动比实现不同的转速，以将转子220较低的转速通过传动机构110进行变速后将较大的转速输出给辅助散热部件120，以使得辅助散热部件120以高于转子220的转速进行运转，以加速激光雷达20内的空气流通从而进行散热。也可以是辅助散热机构120具有自己独立的动力驱动，以驱动辅助散热部件120的转速大于转子220的转速。对此将在下文做详尽描述，此处只做简述。

如图1、图2所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的散热装置10，传动机构110为齿轮传动机构，包括主动轮1101与从动轮1102；其中主动轮1101设置于转子220的端部，并且能够随着转子220的转动而转动；从动轮1102与主动轮1101啮合，并且随着主动轮1101的转动带动对应的辅助散热部件120转动。

具体的，传动机构110为齿轮传动机构，包括主动轮1101与从动轮1102，从动轮1102与主动轮1101啮合，主动轮1101与从动轮1102之间具有一定的传动比，比如通过控制主动轮1101与从动轮1102之间的齿数比来选择一定的传动比，从而将转子220的较低的转速提升，进而带动辅助散热部件120高速运转，这样在激光雷达20内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达20的转子220和外壳230、顶盖210之间的温差，进而降低外壳230的温度。另外，齿轮传动机构能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠、传递的功率和速度范围较大、结构紧凑、工作可靠，可实现较大的传动比、传动效率高，使用寿命长，可以用于需要严格控制辅助散热部件120的转速的场合中。

如图1、图2所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的散热装置10，每个辅助散热部件120与对应的从动轮1102通过辅助轴1103可转动地设置于顶盖210的内侧，辅助散热部件120设置在辅助轴1103上，在转子220的带动下进行高速运转，以加快激光雷达20内的空气流通以充分散热。

如图1、图2所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的散热装置10，每个辅助散热部件120包括至少一个扇叶1201，每个扇叶1201的一端固定于辅助轴1103。扇叶1201在转子220的带动下进行高速运转或者在外部电力驱动的方式下进行高速旋转，以加快激光雷达20内的空气流通以充分散热。扇叶1201的形状或结构类似于现有技术中常见的扇叶1201的形状和结构，且扇叶1201的材质可以根据实际需要选择，比如合金材料等，本实施例对此不作具体限定。

如图1、图2所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的散热装置10，在本实施例中，辅助散热部件120可以具有一个或者多个辅助散热部件120；其中多个辅助散热部件120沿转子220的转动方向间隔均匀地排列，多个辅助散热部件120沿转子220的转动方向间隔均匀地排列，以在激光雷达20内部形成多个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以更大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达20的转子220和外壳230、顶盖210之间的温差，进而降低外壳230的温度，提升激光雷达20内的电子器件如转子220的寿命和长期可靠性。辅助散热部件120的数目设置及其沿着转子220的转动方向间隔排列的具体间隔间隙可以根据实际需要选择，本实施例对此不作具体限定。

如图1、图2所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的散热装置10，传动机构110为链条传动机构或皮带传动机构；其中当传动机构110为链条传动机构时，包括主动轮1101与从动轮1102；主动轮1101设置于转子220的端部，并且能够随着转子220的转动而转动；从动轮1102通过链条与主动轮1101啮合，随着主动轮1101的转动带动对应的辅助散热部件120转动，并且辅助散热部件120的转动速度大于转子220的转动速度；当传动机构110为皮带传动机构时，包括主动轮1101与从动轮1102；主动轮1101设置于转子220的端部，并且能够随着转子220的转动而转动；从动轮1102通过链条与主动轮1101啮合，随着主动轮1101的转动带动对应的辅助散热部件120转动，并且辅助散热部件120的转动速度大于转子220的转动速度。

具体的，传动机构110为链条传动机构，从动轮1102与主动轮1101啮合，主动轮1101与从动轮1102之间具有一定的传动比，从而将转子220的较低的转速提升，进而带动辅助散热部件120高速运转，这样在激光雷达20内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达20的转子220和外壳230、顶盖210之间的温差，进而降低外壳230的温度。另外，链条传动机构可以在主轴240与辅助轴1103的中心相距较远的情况下传递运动和动力，传递效率高。同理传动机构110为皮带传动机构，从动轮1102与主动轮1101啮合，主动轮1101与从动轮1102之间具有一定的传动比，从而将转子220的较低的转速提升，进而带动辅助散热部件120高速运转。另外，皮带传动机构适合主轴240与辅助轴1103之间的传动中心距较大的场合；且带具有弹性，可减缓吸振，传动平稳；结构简单、成本低廉。

如图1、图2所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的散热装置10，还包括辅助驱动部件(未示出)，辅助驱动部件与每个辅助散热部件120动力连接，以驱动辅助散热部件120。

具体的，为进一步在转子220不转动的情况下，仍能使用辅助散热部120的旋转操作完成激光雷达20的内部散热，也可以设置辅助驱动部件，该辅助驱动部件可以驱动辅助散热部件120转动，在激光雷达20内部便形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光雷达20的转子220和外壳230、顶盖210之间的温差，进而降低外壳230的温度。

如图1、图2所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的散热装置10，辅助驱动部件包括驱动电机。驱动电机可以为现有技术中常采用的电机，因此，此处对于电机的型号不作示例，具体根据实际情况选择，本实施例对此不作具体限定。

实施例2

如图1、图2所示，本实施例还提供一种激光雷达20，包括外壳230、转子220、主轴240、以及上述的散热装置10；其中，外壳230内形成密封的空腔，并且散热装置10设置为随着转子220的转动而转动，散热装置10转动时在激光雷达20内部形成一个可以有效搅动空气强化对流散热的转动结构，这样可以大幅度的提升内部空气的对流换热能力，降低激光激光雷达20的转子220和外壳230、顶盖210之间的温差，进而降低外壳230的温度。

如图1、图2所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的激光雷达20，还包括驱动部件(未示出)，驱动部件设置于外壳230的外侧，驱动部件驱动转子220转动。为使得转子220转动，进而带动散热装置10转动以加快激光雷达20的外壳230内的空气流动以进行散热，可以设置有驱动部件，驱动部件驱动转子220转动。驱动部件可以为驱动电机。驱动部件可以为现有技术中常采用的电机，因此，此处对于电机的型号不作示例，具体根据实际情况选择，本实施例对此不作具体限定。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种激光雷达的散热装置，所述散热装置设置于所述激光雷达的顶盖与转子之间，并且所述散热装置相对于所述转子固定设置；其特征在于，

所述散热装置包括传动机构和至少一个辅助散热部件，通过所述传动机构，所述辅助散热部件随着所述转子的转动而转动；并且

所述辅助散热部件的转动速度大于所述转子的转动速度。

2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述传动机构为齿轮传动机构，包括主动轮与从动轮；其中

所述主动轮设置于所述转子的端部，并且能够随着所述转子的转动而转动；

所述从动轮与所述主动轮啮合，并且随着所述主动轮的转动带动对应的所述辅助散热部件转动。

3.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，每个所述辅助散热部件与对应的所述从动轮通过辅助轴可转动地设置于所述顶盖的内侧。

4.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于，每个所述辅助散热部件包括至少一个扇叶，每个所述扇叶的一端固定于所述辅助轴。

5.如权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述至少一个辅助散热部件为多个辅助散热部件；其中

所述多个辅助散热部件沿所述转子的转动方向间隔均匀地排列。

6.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述传动机构为链条传动机构或皮带传动机构；其中

当所述传动机构为所述链条传动机构时，包括主动轮与从动轮；所述主动轮设置于所述转子的端部，并且能够随着所述转子的转动而转动；所述从动轮通过链条与所述主动轮啮合，随着所述主动轮的转动带动对应的所述辅助散热部件转动，并且所述辅助散热部件的转动速度大于所述转子的转动速度；

当所述传动机构为所述皮带传动机构时，包括主动轮与从动轮；所述主动轮设置于所述转子的端部，并且能够随着所述转子的转动而转动；所述从动轮通过皮带与所述主动轮啮合，随着所述主动轮的转动带动对应的所述辅助散热部件转动，并且所述辅助散热部件的转动速度大于所述转子的转动速度。

7.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，还包括辅助驱动部件，所述辅助驱动部件与每个所述辅助散热部件动力连接，以驱动所述辅助散热部件。

8.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述辅助驱动部件包括驱动电机。

9.一种激光雷达，其特征在于，包括外壳、转子、主轴、以及如权利要求1-8中任一项所述的散热装置；其中，所述外壳内形成密封的空腔，并且所述散热装置设置为随着所述转子的转动而转动。

10.如权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，还包括驱动部件，所述驱动部件设置于所述外壳的外侧，所述驱动部件驱动所述转子转动。

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