CN111417547A - 用于清洁壳体表面的部分区域的设备和方法 - Google Patents

用于清洁壳体表面的部分区域的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备(100,200,300)，该设备具有：第一器件(201,301)，所述第一器件具有外表面和内表面，其中，所述第一器件(201,301)的外表面与所述第一器件(201,301)的内表面相对置，其中，所述第一器件(201,301)的内表面能布置在所述壳体表面的部分区域上；第二器件(202,302)，所述第二器件具有外表面和内表面，其中，所述第二器件(202,302)的外表面与所述第二器件(202,302)的内表面相对置，其特征在于，所述第二器件(202,302)的内表面布置在所述第一器件(201,301)的外表面上，其中，所述第一器件(201,301)能借助于能在所述第一器件(201,301)和所述第二器件(202,302)之间引入的流体沿第一轴线变形，并且所述第二器件(202,302)能沿第二轴线运动，其中，所述第二轴线垂直于所述第一轴线布置。

Description

用于清洁壳体表面的部分区域的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于清洁壳体表面的部分区域的设备和方法。
背景技术
文献GB 2535862 A1公开了一种清洁膜，该清洁膜布置在光学传感器的壳体上并且可以借助于齿轮运动。
文献DE 102016006039 A1公开了一种具有两个擦拭元件的清洁系统，利用所述擦拭元件来清洁光学传感器。
在此不利的是，这些系统不适用于具有大于180°、尤其360°大视野，的传感器，因为传感器的可用性与清洁装置的擦拭速度有关。此外不利的是，清洁装置永久地布置在传感器保护装置上。
发明内容
本发明的任务是，提高光学传感器或光电传感器的可用性。
用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备包括第一器件，该第一器件具有外表面和内表面，其中，第一器件的外表面与第一器件的内表面相对置。第一器件的内表面可以布置在壳体表面的部分区域上。该设备包括第二器件，该第二器件具有外表面和内表面，其中，第二器件的外表面与第二器件的内表面相对置。根据本发明，第二器件的内表面布置在第一器件的外表面上，其中，第一器件能借助于可在第一器件和第二器件之间引入的流体沿第一轴线变形。第二器件可沿第二轴线运动，其中，第二轴线垂直于第一轴线布置。换言之，这涉及一种清洁设备，在该清洁设备中，第二器件是一种保持设备，在该第二器件的内表面上布置有可变形的器件。保持设备的内表面在此面向要清洁的对象。保持设备可以在要清洁对象的纵向轴线的方向上活动、移动或者说运动。由于第二器件的内表面布置在第一器件的外表面上的事实，第一器件和第二器件彼此机械连接。由于第二器件起到保持设备的作用，因此第一器件也可以沿第二轴线运动或者说第一器件随着第二器件一起运动。
在此优点是，通过第一器件与壳体表面的部分区域的直接接触进行清洁。
在一个扩展方案中，第一器件构型为部分环，尤其是半环。
在此有利的是，可以一次性清洁壳体表面的大部分。
在另一构型中，第一器件具有至少一个开口，该开口设置为用于使流体流出。
在此优点是，流体可以被用于支持机械清洁过程。
在一个扩展方案中，至少一个开口偏心地布置。换言之，该开口平行于第一轴线地位于第一器件上，即不位于第一器件的拱曲的中心。
在此有利的是，第一器件的拱曲起到壳体表面的部分区域的干燥单元的作用，即该拱曲起到流体去除器(Abzieher)的作用。
在一个构型中，所述至少一个开口具有喷嘴。喷嘴例如安装在膜片中或直接安装在支架上。
在此优点是，可以以较高的压力将流体施加到要清洁的表面上。
光电传感器包括：具有至少一个部分区域的壳体，该部分区域对于光电传感器的光是可透过的；和用于清洁该部分区域的表面的设备，该设备具有第一器件，该第一器件具有外表面和内表面，其中，第一器件的外表面与第一器件的内表面相对置。第一器件的内表面可布置在部分区域的表面上。第二器件具有外表面和内表面，其中，第二器件的外表面与第二器件的内表面相对置。根据本发明，第二器件的内表面布置在第一器件的外表面上，其中，第一器件能借助于可在第一器件和第二器件之间引入的流体沿第一轴线变形。第二器件可以沿着第二轴线运动，其中，第二轴线垂直于第一轴线布置。
在此有利的是，提高了传感器的可用性，因为污物不会在保护设备、例如覆盖玻璃上累积。
在一个扩展方案中，第二器件与驱动装置连接，该驱动装置设置为用于使第二器件沿第二轴线运动。
车辆包括用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备，该设备具有第一器件，该第一器件具有外表面和内表面，其中，第一器件的外表面与第一器件的内表面相对置。第一器件的内表面可布置在壳体表面的部分区域上。第二器件具有外表面和内表面，其中，第二器件的外表面与第二器件的内表面相对置。根据本发明，第二器件的内表面布置在第一器件的外表面上，其中，第一器件能借助于可在第一器件和第二器件之间引入的流体沿第一轴线变形。第二器件布置在车顶上或隐藏地布置在车顶中。
在此优点是，第二器件与车辆固定连接，并且可以定期清洁光电传感器或者说其壳体表面。
在一个扩展方案中，第二器件与驱动装置连接，该驱动装置设置为用于使第二器件沿第二轴线运动，其中，第二轴线垂直于第一轴线布置。
在此有利的是，可以在车辆运行期间清洁光电传感器的壳体表面的一部分，而不必使传感器缩回(einfahren)。
用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的本发明方法包括：在第一器件和第二器件之间引入流体，使得第一器件朝着壳体表面的该部分区域拱曲；并且使第二器件沿着第二轴线运动，其中，第二轴线垂直于第一轴线布置。
在一个扩展方案中，借助第一器件中的开口将流体施加到壳体表面的部分区域上，并且借助第一器件的拱曲使壳体表面的部分区域干燥。
其他优点从以下对实施例的描述或由从属专利权利要求得出。
附图说明
下面，根据优选实施方式和附图阐述本发明。附图示出：
图1用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备，
图2用于清洁壳体表面的部分区域、在此是对称体的环绕的外表面的设备的俯视图，
图3用于清洁壳体表面的部分区域的设备的侧视图，
图4光电传感器的俯视图，该光电传感器具有用于清洁壳体表面的部分区域、在此是对称体的环绕的外表面的设备，
图5a用于清洁壳体表面的部分区域的设备的侧视图，
图5b用于清洁壳体表面的部分区域的拱曲的设备的侧视图，
图6a具有装在车顶上的光电传感器和用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备的车辆，
图6b具有用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备的车顶，其中，要清洁的对象具有不同的位置，
图6c具有装在保险杠上的光电传感器和用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备的车辆，
图6d光电传感器的壳体，该壳体具有用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备和驱动装置，和
图7用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的方法。
具体实施方式
图1示出了光电传感器103的壳体125。壳体125具有部分区域120，该部分区域、例如覆盖玻璃对于由光电传感器103发出的光是透明的或者说可透过的。在部分区域120上布置有用于清洁部分区域的设备100。设备100可沿壳体125的纵向方向、即沿z方向运动或者说移动。
图2示出了用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备200的俯视图。在当前情况下，壳体表面的要清洁的部分区域是对称体的环绕的外表面，在该对称体中安装有传感器。设备200包括第一器件201和第二器件202。第一器件201布置在第二器件202的内表面上，其中，第二器件202的内表面指向要清洁的壳体表面的方向。
第一器件201可沿第一轴线x的方向变形，或者说第一器件201可垂直于第二器件的内表面变形。第一器件201包括弹性体，例如橡胶、生胶、硅树脂或可变形的塑料。第二器件202起到第一器件201的支架的作用，并例如包括金属或硬塑料。在第一实施例中，至少两个设备200可以沿着第二轴线z彼此上下地布置，其中，第二轴线z垂直于第一轴线布置。因此，第一设备可以负责施加清洁液，而第二设备可以负责使清洁液干燥。在第二实施例中，第一器件201和第二器件202具有部分环的形状，其中，部分环的中心点彼此一致并布置在第二轴线上。在第三实施例中，第一器件201和第二器件202构型为环，其中，环的中心点彼此一致并且布置在第二轴线z上。因此，在第一器件201和第二器件202实施为环形的情况下，第二轴线z是第一器件201和第二器件202的纵向轴线，而第一轴线x代表径向轴线。换言之，使用了基本上呈环形的清洁系统，该清洁系统沿着壳体的竖直轴线清洁覆盖玻璃。这意味着可以快速清洁具有水平视野的传感器。
图3示出了用于清洁壳体表面的部分区域的设备300的侧视图，该部分区域对于传感器的光是可透过的。设备300示出了第一器件301和第二器件302。第二器件302起到第一器件301的支架的作用。第一器件301包括至少一个开口304，流体可以从该开口流出。所述开口可以偏心地布置在第一器件301上，即不是布置在第一器件301的中心线上，而是相对于该中心线侧向偏移地布置，即它们可以平行于第二轴线z地布置在第一器件301的中心线的下方或上方。如果开口布置在中心线下方，则流体由于重力作用而可以向下流走。所述开口附加地也可以具有喷嘴，尤其是喷射嘴，所述喷嘴相对于要清洁的对象成一特定角度布置。由此，流体不是沿重力方向被施加，而是相对于重力方向成一特定角度被施加。这意味着，壳体表面的部分区域由重力作用引起的润湿性更大，因此可以利用少量的喷射嘴清洗更大的面积。在图3中，在侧面分别可见第一器件301的拱曲。
图4示出了光电传感器的俯视图，其具有用于清洁壳体表面的部分区域的设备400。在当前情况下，壳体表面的要清洁的部分区域是对称体403的环绕的外表面，在该对称体中安装有传感器。对称体403是透光的或者说对于由光电传感器辐射出的光是可透过的或者说透明的并且例如由诸如聚碳酸酯或聚四氟乙烯或玻璃那样的塑料制成。对称体403例如可以构型为具有对称基面、例如圆形或椭圆形基面的柱体或者构型为长方体。第一器件401和第二器件402适配于要清洁的外表面的轮廓。如果对称体403是具有圆形基面的柱体，则第一器件401和第二器件402至少构型为部分环，尤其是半环。如果对称体403是长方体，则第一器件401和第二器件402构型为矩形，其中，这两个器件不必是环绕的。如果第一器件401和第二器件402不是环绕的，则例如也可以仅清洁长方体的一个外表面。第一器件401可以与要清洁的对象相距一个侧向距离。
图5a示出了用于清洁壳体表面的部分区域的设备在初始位置中的侧视图，该设备具有第一器件501和第二器件502以及壳体表面503的要清洁的部分区域。上下文中，初始位置意味着没有流体被引入。换言之，液体没有将压力施加在第一器件501上，使得设备500不接触要清洁的表面。在这种状态下，第一器件501在第一轴线x的方向上与要清洁的对象相距一个距离。在该初始位置中，可以使该设备沿第二轴线z无接触地在要清洁的外表面上方运动或者说移动。
图5b示出了用于清洁壳体表面的部分区域的拱曲的设备的侧视图，该设备具有第一器件501和第二器件502以及要清洁的表面503。在此，第一器件501在第一轴线x的方向上具有拱曲，该拱曲借助在第一器件501和第二器件502之间被引导的流体产生。换言之，通过流体将压力施加到在第一器件502上，使得第一器件501可以接触要清洁的表面。可选地，第一器件501可以具有开口，使得可以将流体引导到环绕的外表面上。流体可以是气态的、例如是空气，或者是液体，例如是具有或没有清洁添加剂的水。可以对该流体预热，使得也可以去除环绕的外表面上的结冰。
在一个实施例中，第二器件502与驱动装置连接，该驱动装置设置为用于使第二器件502沿着第二轴线z运动。第二器件502的驱动可以借助线性引导装置、皮带或齿轮带、齿轮、借助通过马达实现的齿轮旋转、丝杠或液压驱动器来进行。在液压驱动器的情况下，将具有压力的流体或气体引入气缸中。在该气缸中存在活塞，该活塞通过施加的压力进行直线平移运动。第二器件502布置在该活塞上。线性导向装置例如包括磁性线性驱动器，类似于磁悬浮轨道的原理。在此设置有导轨，其或者包括第一永磁体或者优选地包括电磁体。第二器件502包括第二磁体，尤其是永磁体，该第二磁体与第一永磁体或电磁体极性相反。由于所述磁体的极性不同，第二器件502悬浮在导轨上。通过主动地反转极性使第二器件502运动。
图6a示出了具有安装在车顶605上的光电传感器603和用于清洁壳体表面的部分区域的设备的车辆610。在一个实施例中，第二器件602布置在车顶605上。在另一实施例中，第二器件602隐藏地布置在车顶605中。在这种布置中，使要清洁的对象运动，在此是光电传感器603的壳体，其中，要清洁的对象是部分区域。第二器件602固定地与车顶605连接。换言之，壳体缩回和/或伸出以进行清洁。在此，将开口布置在第一器件的中心线上方是有利的。
图6b示出了具有用于清洁壳体表面的部分区域的设备的车顶605，其中，要清洁的对象具有不同的位置。图6b在左侧示出了缩回到车顶中的光电传感器的壳体，而在右侧示出了光电传感器连同清洁设备一起伸出的壳体。
图6c示出了具有光电传感器的壳体的车辆610，该壳体固定在保险杠的区域中。用于清洁壳体表面的部分区域的设备沿着壳体的纵向轴线、即第二轴线z运动以进行清洁。在该实施例中，第一器件和第二器件或者构型为部分环或者构型为半环，其中，第一器件和第二器件具有相同的形状并且具有基本相同的大小。
图6d示出了光电传感器603的壳体，该光电传感器具有用于清洁壳体表面的部分区域的设备600和驱动装置606，该驱动装置设置为用于沿壳体的纵向轴线的方向运动以进行清洁。
所述传感器可以是激光雷达传感器或是摄像机。
图7示出了用于清洁壳体表面的部分区域的方法700。方法700始于步骤710，其方式是，在第一器件和第二器件之间引导流体，使得第一器件朝着对称体的方向拱曲。在随后的步骤730中，使第二器件沿着第二轴线运动，其中，第二轴线平行于第一轴线布置。在步骤710和730之间执行的可选步骤720中，借助第一器件中的开口将流体施加到壳体表面的部分区域上。在可选的步骤740中，借助于第一器件的拱曲使壳体表面的部分区域干燥。可以在车辆启动、车辆熄火时或在驾驶员或控制单元请求时启动方法700。当存在清洁需求时、即当控制单元识别出作为壳体表面部分区域的传感器遮挡玻璃受污时，可以借助控制单元启动方法700。

Claims (11)

1.一种用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备(100,200,300)，具有：第一器件(201,301)，所述第一器件具有外表面和内表面，其中，所述第一器件(201,301)的外表面与所述第一器件(201,301)的内表面相对置，其中，所述第一器件(201,301)的内表面能布置在所述壳体表面的所述部分区域上；第二器件(202,302)，所述第二器件具有外表面和内表面，其中，所述第二器件(202,302)的外表面与所述第二器件(202,302)的内表面相对置，其特征在于，所述第二器件(202,302)的内表面布置在所述第一器件(201,301)的外表面上，其中，所述第一器件(201,301)能借助于能在所述第一器件(201,301)和所述第二器件(202,302)之间引入的流体沿第一轴线变形，并且所述第二器件(202,302)能沿第二轴线运动，其中，所述第二轴线垂直于所述第一轴线布置。
2.根据权利要求1所述的设备(100,200,300)，其特征在于，所述第一器件(201,301)是至少一个部分环。
3.根据权利要求1或2所述的设备(100,200,300)，其特征在于，所述第一器件(201,301)具有至少一个开口(304)，流体通过所述开口流出。
4.根据权利要求3所述的设备(100,200,300)，其特征在于，所述至少一个开口(304)偏心地布置。
5.根据权利要求3或4所述的设备(100,200,300)，其特征在于，所述至少一个开口(304)具有喷嘴。
6.一种光电传感器(403,503)，具有：壳体，所述壳体具有至少一个部分区域，所述部分区域对于所述光电传感器的光是能透过的；和用于清洁所述部分区域的表面的设备(400,500)，所述设备具有第一器件(401,501)，所述第一器件具有外表面和内表面，其中，所述第一器件(401,501)的外表面与所述第一器件(401,501)的内表面相对置，其中，所述第一器件(401,501)的内表面能布置在环绕的所述外表面上，所述设备还具有第二器件(402,502)，所述第二器件具有外表面和内表面，其中，所述第二器件(402,502)的外表面与所述第二器件(402,502)的内表面相对置，其特征在于，所述第二器件(402,502)的内表面布置在所述第一器件(401,501)的外表面上，其中，所述第一器件(401,501)能借助于能在所述第一器件(401,501)和所述第二器件(402,502)之间引入的流体沿第一轴线变形，并且所述第二器件(402,502)能沿着第二轴线运动，其中，所述第二轴线垂直于所述第一轴线布置。
7.根据权利要求6所述的光电传感器(403,503)，其特征在于，所述第二器件(402,502)与驱动装置连接，所述驱动装置设置为用于使所述第二器件(402,502)沿所述第二轴线运动。
8.一种车辆(610)，具有用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的设备，所述设备具有第一器件，所述第一器件具有外表面和内表面，其中，所述第一器件的外表面与所述第一器件的内表面相对置，其中，所述第一器件的内表面能布置在所述壳体表面的部分区域上，所述设备还具有第二器件(602)，所述第二器件具有外表面和内表面，其中，所述第二器件(602)的外表面与所述第二器件(602)的内表面相对置，其特征在于，所述第二器件(602)的内表面布置在所述第一器件的外表面上，其中，所述第一器件能借助于能在所述第一器件和所述第二器件(602)之间引入的流体沿第一轴线变形，并且所述第二器件(602)布置在车顶上或隐藏地布置在车顶中。
9.根据权利要求8所述的车辆(610)，其特征在于，所述第二器件(602)与驱动装置(606)连接，所述驱动装置设置为用于使所述第二器件(602)沿所述第二轴线运动，其中，所述第二轴线垂直于所述第一轴线布置。
10.一种用于清洁壳体表面的至少一个部分区域的方法(700)，具有以下步骤：
在第一器件和第二器件之间引入(710)流体，使得所述第一器件朝着所述壳体表面的所述部分区域的方向拱曲；并且
使所述第二器件沿着第二轴线运动(730)，其中，所述第二轴线垂直于第一轴线布置。
11.根据权利要求10所述的方法(700)，具有以下步骤：
借助所述第一器件中的开口将所述流体施加(720)到所述壳体表面的所述部分区域上，并且
借助所述第一器件的拱曲使所述壳体表面的所述部分区域干燥(740)。
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