CN112477768A - 一种激光雷达安装结构及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光雷达安装结构及车辆。该车辆包括激光雷达安装结构和激光雷达，激光雷达安装结构包括包括车辆覆盖件，车辆覆盖件内侧具有用于收纳雷达的容纳空间，车辆覆盖件上开设有安装口，安装口处铰接有用于封堵安装口的封口盖，容纳空间内设置有用于驱动封口盖开闭的驱动机构，封口盖内侧设有用于固定雷达的雷达固定结构，使用时雷达固定在封口盖的雷达固定结构上，以使雷达在封口盖打开时伸出容纳空间而在封口盖关闭时进入容纳空间内。该车辆可以实现在不使用雷达时将其收起隐藏。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光雷达安装结构及车辆。
背景技术
随着科技的发展，自动驾驶技术被大量的应用在各种车辆上；使用自动驾驶技术的车辆，根据驾驶员参与驾驶的程度，可分为L0-L5几个等级，除L4和L5两个等级以外，其他几个等级都是部分自动驾驶，即可在驾驶员驾驶和自动驾驶之间调整。
目前自动驾驶系统中的激光雷达都是固定安装在车辆外侧的，即使在驾驶员驾驶或停车时，激光雷达也无法隐藏，这样导致激光雷达很快就会变得很脏，需要经常清洗，且在驾驶员驾驶或停车的时候，设置在车辆外侧的激光雷达很容易被剐蹭，进而导致激光雷达的损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在不使用激光雷达时便于将其收起隐藏的激光雷达安装结构；本发明还提供一种使用上述激光雷达安装结构的车辆。
为实现上述目的，本发明所提供的激光雷达安装结构采用以下技术方案：
该激光雷达安装结构包括车辆覆盖件，车辆覆盖件内侧具有用于收纳雷达的容纳空间，车辆覆盖件上开设有安装口，安装口处铰接有用于封堵安装口的封口盖，容纳空间内设置有用于驱动封口盖开闭的驱动机构，封口盖内侧设有用于固定雷达的雷达固定结构，使用时雷达固定在封口盖的雷达固定结构上，以使雷达在封口盖打开时伸出容纳空间而在封口盖关闭时进入容纳空间内。
本发明所提供的激光雷达安装结构的有益效果是：该激光雷达安装结构具有用于收纳雷达的容纳空间，容纳空间处对应设置有安装口，安装口处铰接有封口盖，雷达可固定在封口盖上的雷达固定结构上，使用该激光雷达安装结构，在车辆停止或驾驶员驾驶时，可以将雷达收纳进容纳空间内，降低了雷达变脏的速度，可以减少清洗次数，且雷达也不会被剐蹭到，避免了雷达的损伤。
进一步的，车辆覆盖件内侧设置有收纳雷达的收纳舱，容纳空间位于收纳舱内。车辆覆盖件内侧很可能是直接对应车辆底部外侧的空间的，车辆行驶时很容易被泥水迸溅到，而将容纳空间设置在一个收纳舱内，当封口盖封闭安装口时，雷达将处于一个封闭的空间内，可以避免雷达被泥水弄脏。
进一步的，驱动机构包括驱动电机和蜗轮蜗杆机构，驱动电机通过蜗轮蜗杆机构驱动封口盖的开闭。由驱动电机配合蜗轮蜗杆机构驱动封口盖的开闭，由于蜗轮蜗杆具有自锁功能，当驱动电机停止转动时，封口盖即被锁定，而不需要再设置额外的锁定机构，可以降低该激光雷达安装结构的结构复杂性。
进一步的，容纳空间内还设有工作限位开关和收纳限位开关，工作限位开关用于在驱动机构驱动封口盖打开过程中被封口盖触碰以使驱动机构控制器控制关闭驱动机构，收纳限位开关用于在驱动机构驱动封口盖关闭过程中被封口盖或雷达触碰以使驱动机构控制器控制关闭驱动机构。这样设置便于控制驱动电机的启停，且可以防止驱动电机转动过度而导致封口盖的损坏或导致雷达与车体结构的撞击而损坏。
进一步的，封口盖包括盖板和设于盖板内侧的铰接骨架，封口盖通过铰接骨架铰接在安装口处，雷达固定结构由铰接骨架的部分结构形成。
本发明所提供的车辆采用以下技术方案：
该车辆包括激光雷达安装结构和激光雷达，激光雷达安装结构包括车辆覆盖件，车辆覆盖件内侧具有用于收纳雷达的容纳空间，车辆覆盖件上开设有安装口，安装口处铰接有用于封堵安装口的封口盖，容纳空间内设置有用于驱动封口盖开闭的驱动机构，封口盖内侧设有用于固定雷达的雷达固定结构，使用时雷达固定在封口盖的雷达固定结构上，以使雷达在封口盖打开时伸出容纳空间而在封口盖关闭时进入容纳空间内。
本发明所提供的车辆的有益效果是：该车辆的激光雷达安装结构具有用于收纳雷达的容纳空间，容纳空间处对应设置有安装口，安装口处铰接有封口盖，雷达可固定在封口盖上的雷达固定结构上，使用该激光雷达安装结构，在车辆停止或驾驶员驾驶时，可以将雷达收纳进容纳空间内，降低了雷达变脏的速度，可以减少清洗次数，且雷达也不会被剐蹭到，避免了雷达的损伤。
进一步的，车辆覆盖件内侧设置有收纳雷达的收纳舱，容纳空间位于收纳舱内。车辆覆盖件内侧很可能是直接对应车辆底部外侧的空间的，车辆行驶时很容易被泥水迸溅到，而将容纳空间设置在一个收纳舱内，当封口盖封闭安装口时，雷达将处于一个封闭的空间内，可以避免雷达被泥水弄脏。
进一步的，驱动机构包括驱动电机和蜗轮蜗杆机构，驱动电机通过蜗轮蜗杆机构驱动封口盖的开闭。由驱动电机配合蜗轮蜗杆机构驱动封口盖的开闭，由于蜗轮蜗杆具有自锁功能，当驱动电机停止转动时，封口盖即被锁定，而不需要再设置额外的锁定机构，可以降低该激光雷达安装结构的结构复杂性。
进一步的，容纳空间内还设有工作限位开关和收纳限位开关，工作限位开关用于在驱动机构驱动封口盖打开过程中被封口盖触碰以使驱动机构控制器控制关闭驱动机构，收纳限位开关用于在驱动机构驱动封口盖关闭过程中被封口盖或雷达触碰以使驱动机构控制器控制关闭驱动机构。这样设置便于控制驱动电机的启停，且可以防止驱动电机转动过度而导致封口盖的损坏或导致雷达与车体结构的撞击而损坏。
进一步的，封口盖包括盖板和设于盖板内侧的铰接骨架，封口盖通过铰接骨架铰接在安装口处，雷达固定结构由铰接骨架的部分结构形成。
附图说明
图1是本发明所提供的激光雷达安装结构的实施例的结构示意图（封口盖打开时）；
图2是本发明所提供的激光雷达安装结构的实施例的结构示意图（封口盖关闭时）；
图3是图2中结构的A向视图；
图4是本发明所提供的激光雷达安装结构的实施例中的铰接骨架的结构示意图；
图5是本发明所提供的激光雷达安装结构的实施例中雷达安装在铰接骨架上的示意图（第一视角）；
图6是本发明所提供的激光雷达安装结构的实施例中雷达安装在铰接骨架上的示意图（第二视角）；
图7是本发明所提供的车辆的实施例中激光雷达安装结构的驱动电机、工作限位开关和收纳限位开关的控制电路图；
图8是本发明所提供的车辆的实施例中的控制模块MCU的运行程序工作流程图。
附图中：1-车辆覆盖件，2-收纳舱室，3-封口盖，4-驱动电机，5-铰支座，6-雷达，7-工作限位开关，8-收纳限位开关，9-蜗轮，11-安装口，21-容纳空间，31-盖板，32-铰接骨架，321-转轴，322-固定板，323-连接段，3221-安装孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
本发明所提供的激光雷达安装结构的实施例：
该激光雷达安装结构设置在车辆上。如图1-图3所示，该激光雷达安装结构包括车辆覆盖件1，在车辆覆盖件1内侧设有收纳舱室2，收纳舱室2用于收纳雷达6，收纳舱室2内的部分空间构成收纳雷达6的容纳空间21；车辆覆盖件1对应收纳舱室2设有安装口11，在安装口11位置处设有一个封口盖3，封口盖3能够封堵住安装口11，封口盖3铰接安装在安装口11处。
如图1-图6所示，封口盖3包括一个盖板31和固定在盖板31上的铰接骨架32，盖板31的形状尺寸与安装口11适配，以用于封堵安装口11；铰接骨架32包括两个平行间隔排布的固定板322和用于与设置在车辆覆盖件1内侧的两个铰支座5铰接的转轴321，转轴321和两个固定板322之间通过连接段323连接，连接段323整体呈L形，两个固定板322中的一个与盖板31固定，以实现盖板31相对于车辆覆盖件1的铰接；雷达6安装在另一个固定板322上，固定板322上设有用于安装雷达的安装孔3221，雷达6安装后位于两固定板322之间，安装雷达6的固定板322构成用于固定雷达6的雷达固定结构。
定义图2中箭头所指方向为左方。
如图1-图3所示，在车辆覆盖件1的内侧固定有一个驱动电机4，驱动电机4设置在封口盖3的上侧，且驱动电机4的输出轴41朝下伸出且延伸至铰接骨架32的转轴321处，在转轴321上设有螺旋齿，在驱动电机4的输出轴41上安装有一个蜗轮9，蜗轮9的齿形与转轴321上的螺旋齿的齿形适配，且蜗轮9与转轴321上设置螺旋齿的轴段一起构成蜗轮蜗杆机构，驱动电机4通过蜗轮蜗杆机构驱动转轴321转动，进而实现封口盖3的转动。
如图1-图3所示，在车辆覆盖件1上、位于安装口11的上侧安装有一个工作限位开关7，在驱动电机4驱动封口盖3逐渐打开的过程中（定义此时驱动电机4为正转），封口盖3的铰接骨架32的连接段323会碰触到工作限位开关7，当连接段323碰触到工作限位开关7时，驱动电机4停止驱动，封口盖3停止转动，此时雷达6达到工作位置，开始工作；在收纳舱室2内安装有一个收纳限位开关8，在驱动电机4驱动封口盖3逐渐关闭的过程中（此时驱动电机4为反转），用于安装雷达6的固定板322会碰触到收纳限位开关8，当固定板322碰触到收纳限位开关8时，驱动电机4停止驱动，封口盖3停止转动，此时雷达6完全收入收纳舱室2内，且封口盖 3的盖板31完全封闭安装口11。
本实施例中，驱动电机4为直流电机，可通过改变电流方向而实现正反转；工作限位开关7和收纳限位开关8均为常闭式按键开关，自由状态下，两开关为闭合状态，当两开关被碰触按压时，两开关状态变为开路状态。
该激光雷达安装结构使用时，当需要雷达6工作时，驱动电机4驱动封口盖3打开，雷达6随封口盖3逐渐伸出收纳舱室2外，当封口盖3的铰接骨架32的连接段323碰触到工作限位开关7时，驱动电机4的电机控制器控制驱动电机4停止转动，雷达6达到工作位置；当雷达6需要收起隐藏时，驱动电机4驱动封口盖3关闭，雷达6随封口盖3逐渐收入收纳舱室2内，当固定板322碰触到收纳限位开关8时，驱动电机4的电机控制器控制驱动电机4停止转动，此时完成雷达6的收起。
上述实施例中，车辆覆盖件内侧设置有收纳舱室，收纳舱室的部分空间形成雷达的容纳空间。在其他实施例中，也可以不设置收纳舱室，车辆覆盖件内侧直接留有一定空间形成雷达的容纳空间，同样可以使用。
上述实施例中，驱动电机配套蜗轮蜗杆机构驱动封口盖的开闭。在其他实施例中，封口盖的开闭也可以通过其他方式实现，如在转轴上设置齿，收纳舱室内导向安装一个齿形与转轴上的齿适配的齿条，齿条由电推杆驱动，齿条导向移动的过程中，驱动转轴转动，进而实现封口盖的开闭，电推杆也可以用电机配套丝杠螺母机构代替。
上述实施例中，激光雷达安装结构包括工作限位开关和收纳限位开关，用于控制封口盖打开到位和关闭到位。在其他实施例中，也可以通过其他方式控制封口盖打开或关闭到位，如驱动电机可以设置为步进电机，步进电机可以精确的设置其转动圈数，则可以设置好步进电机转动多少圈时封口盖打开到位，然后反转多少圈时关闭到位。
上述实施例中，铰接骨架的固定板构成用于固定雷达的雷达固定结构。在其他实施例中，雷达固定结构也可以由盖板的部分结构形成，即雷达安装在盖板上，同样可以使用。
本发明所提供的车辆的实施例：
该车辆包括雷达6和供雷达6安装的激光雷达安装结构，激光雷达安装结构设于车辆的四个角处，便于雷达6在使用时全面覆盖各个方向；该激光雷达安装结构的具体结构形式与上述实施例中的激光雷达安装结构的具体结构形式相同，此处不再赘述。
车辆中还设有电机控制器，驱动电机4由电机控制器控制，电机控制器包括电机驱动模块和控制模块MCU，电机驱动模块采用H桥电路，控制模块MCU为单片机；电机控制器与整车控制器信号连接，当整车控制器向电机控制器发出正转信号时，电机驱动模块控制驱动电机4正转，驱动电机4逐渐打开封口盖3，在封口盖3打开的过程中，当控制模块MCU运行程序检测到工作限位开关7端口上的电位由闭合状态变为浮空状态时，向电机驱动模块发送信号，控制驱动电机4停止转动，此时封口盖3打开到位，雷达6达到工作位置；当整车控制器向电机控制器发出反转信号时，电机驱动模块控制驱动电机4反转，驱动电机4逐渐控制封口盖3关闭，在封口盖3关闭的过程中，当控制模块MCU运行程序检测到收纳限位开关8端口上的电位由闭合状态变为浮空状态时，向电机驱动模块发送信号，控制驱动电机4停止转动，此时封口盖3关闭到位，雷达6完全收纳入收纳舱室2内，且封口盖3的盖板31完全封闭安装口11。驱动电机4、工作限位开关7和收纳限位开关8的控制电路图如图7所示，控制模块MCU的运行程序工作流程图如图8所示。
Claims (10)
1.一种激光雷达安装结构，其特征是，包括车辆覆盖件，车辆覆盖件内侧具有用于收纳雷达的容纳空间，车辆覆盖件上开设有安装口，安装口处铰接有用于封堵安装口的封口盖，所述容纳空间内设置有用于驱动封口盖开闭的驱动机构，封口盖内侧设有用于固定雷达的雷达固定结构，使用时雷达固定在封口盖的雷达固定结构上，以使雷达在封口盖打开时伸出容纳空间而在封口盖关闭时进入容纳空间内。
2.根据权利要求1所述的激光雷达安装结构，其特征是，所述车辆覆盖件内侧设置有收纳雷达的收纳舱，所述容纳空间位于所述收纳舱内。
3.根据权利要求1或2所述的激光雷达安装结构，其特征是，所述驱动机构包括驱动电机和蜗轮蜗杆机构，所述驱动电机通过蜗轮蜗杆机构驱动封口盖的开闭。
4.根据权利要求1或2所述的激光雷达安装结构，其特征是，所述容纳空间内还设有工作限位开关和收纳限位开关，所述工作限位开关用于在驱动机构驱动封口盖打开过程中被封口盖触碰以使驱动机构控制器控制关闭驱动机构，所述收纳限位开关用于在驱动机构驱动封口盖关闭过程中被封口盖或雷达触碰以使驱动机构控制器控制关闭驱动机构。
5.根据权利要求1或2所述的激光雷达安装结构，其特征是，所述封口盖包括盖板和设于盖板内侧的铰接骨架，封口盖通过铰接骨架铰接在安装口处，所述雷达固定结构由铰接骨架的部分结构形成。
6.车辆，包括激光雷达安装结构和激光雷达，其特征是，所述激光雷达安装结构包括车辆覆盖件，车辆覆盖件内侧具有用于收纳雷达的容纳空间，车辆覆盖件上开设有安装口，安装口处铰接有用于封堵安装口的封口盖，所述容纳空间内设置有用于驱动封口盖开闭的驱动机构，封口盖内侧设有用于固定雷达的雷达固定结构，使用时雷达固定在封口盖的雷达固定结构上，以使雷达在封口盖打开时伸出容纳空间而在封口盖关闭时进入容纳空间内。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征是，所述车辆覆盖件内侧设置有收纳雷达的收纳舱，所述容纳空间位于所述收纳舱内。
8.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征是，所述驱动机构包括驱动电机和蜗轮蜗杆机构，所述驱动电机通过蜗轮蜗杆机构驱动封口盖的开闭。
9.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征是，所述容纳空间内还设有工作限位开关和收纳限位开关，所述工作限位开关用于在驱动机构驱动封口盖打开过程中被封口盖触碰以使驱动机构控制器控制关闭驱动机构，所述收纳限位开关用于在驱动机构驱动封口盖关闭过程中被封口盖或雷达触碰以使驱动机构控制器控制关闭驱动机构。
10.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征是，所述封口盖包括盖板和设于盖板内侧的铰接骨架，封口盖通过铰接骨架铰接在安装口处，所述雷达固定结构由铰接骨架的部分结构形成。
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