CN113352994B - 车用激光雷达安装结构和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车用激光雷达安装结构，包括激光雷达本体、盖板和驱动件；激光雷达本体固定在车辆覆盖件的内部；车辆覆盖件的预设位置设有开口；盖板能够活动地安装于车辆覆盖件，并用于封盖上述开口；盖板具有打开状态和关闭状态；驱动件安装在车辆覆盖件内，并用于驱动盖板切换状态；在盖板处于打开状态时盖板的内侧面能将车辆覆盖件外的激光反射至激光雷达本体处。上述车用激光雷达安装结构中，激光雷达本体布置在车辆覆盖件的内部，避免汽车外部因安装激光雷达形成凸出结构而影响整车的风阻风噪性能还能降低激光雷达本被外界污染物污染的频率，减小外界杂质对激光雷达本体造成的伤害，延长寿命，降低后期维护成本。本发明还提供一种汽车。

Description

车用激光雷达安装结构和汽车

技术领域

本发明涉及机械工业技术领域，更具体地说，涉及一种车用激光雷达安装结构，还涉及一种汽车。

背景技术

目前，汽车智能驾驶发展日益壮大，激光雷达作为智能驾驶系统的重要零部件在汽车上的应用日益增多。

激光雷达体积较大，因此现汽车中激光雷达一般布置在汽车的外部，会造成汽车外部形成凸出结构，影响整车的风阻风噪性能。

因此，如何避免激光雷达因布置在汽车外部导致车辆外部形成凸出结构，影响整车的风阻风噪性能，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种车用激光雷达安装结构，其激光雷达本体布置在车辆覆盖件的内部，避免汽车外部形成凸出结构而影响整车的风阻风噪性能。本公开实施例还提供一种汽车，应用上述车用激光雷达安装结构，整车的风阻风噪性能好。

为实现上述目的，本公开实施例提供如下技术方案：

一种车用激光雷达安装结构，包括：

激光雷达本体，所述激光雷达本体固定在车辆覆盖件的内部；所述车辆覆盖件的预设位置设有开口；

盖板，所述盖板能够活动地安装于所述车辆覆盖件，并用于封盖所述开口；所述盖板具有打开状态和关闭状态；

驱动件，所述驱动件安装在所述车辆覆盖件内，并用于驱动所述盖板切换状态；

其中，在所述盖板处于打开状态时所述盖板的内侧面能将激光反射至所述激光雷达本体处。

例如，在本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构中，所述盖板通过铰链能够转动地安装于所述车辆覆盖件；

移动块，所述移动块由所述驱动件驱动，能沿预设轨迹移动；

连杆，所述连杆的两端分别通过铰链与所述移动块和所述盖板铰接；

其中，所述移动块沿预设轨迹移动过程中能通过所述连杆驱动所述盖板切换状态。

例如，在本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构中，所述驱动件为步进电机，所述步进电机的输出轴上固定有丝杆，且所述丝杆的轴线与所述输出轴的轴线重合；

所述移动块套装在所述丝杆外，并与所述丝杆螺纹配合。

例如，在本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构中，所述丝杆上固定有两个限位块，所述移动块位于两个所述限位块之间。

例如，在本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构中，还包括清洁组件，所述清洁组件包括：

齿轮，所述齿轮固定于所述丝杆；

齿条，所述齿条能够沿导轨移动地设置于导轨；所述导轨设置在所述车辆覆盖件内部；

清洁刮片，所述清洁刮片固定于所述齿条，用于在随所述齿条沿所述导轨移动的过程中刮擦所述雷达本体的镜面；

当所述盖板切换至打开状态时，所述驱动件驱动所述丝杆正向转动，所述丝杆带动所述移动块向第一方向移动，并带动所述齿轮正向转动，所述移动块推动所述连杆转动，以推动所述盖板翻转打开，所述齿轮带动所述齿条沿着所述导轨正向滑移，以带动所述清洁刮片从所述雷达本体的第一侧移动至第二侧的过程中刮擦所述镜面；

当所述盖板切换至关闭状态时，所述驱动件驱动所述丝杆反向转动，所述丝杆带动所述移动块向第二方向移动，并带动所述齿轮反向转动，所述移动块推动所述连杆转动，以带动所述盖板翻转闭合，所述齿轮带动所述齿条沿着所述导轨反向滑移，以带动所述清洁刮片从所述雷达本体的第二侧移动至第一侧的过程中刮擦所述镜面。

例如，在本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构中，还包括反射镜片，所述反射镜片安装在所述车辆覆盖件内，位于所述激光雷达本体前方或者后方，且所述反射镜片的反射面面向所述镜面，用于将经所述盖板反射的激光反射至所述激光雷达本体；

当所述盖板切换至打开状态时，入射光经依次经由所述盖板内侧反射和所述反射镜片的反射面反射，进入所述激光雷达本体内。

例如，在本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构中，所述驱动件为电机，并且所述电机的输出轴与所述盖板固定连接，用于驱动所述盖板绕所述电机的输出轴转动。

例如，在本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构中，所述盖板用于直接将所述车辆覆盖件外的激光反射至所述激光雷达本体。

例如，在本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构中，所述电机的输出轴能够沿两个不同方向转动，以带动所述盖板向不同方向翻转。

一种汽车，包括车用激光雷达安装结构，所述车用激光雷达安装结构为上述技术方案中任意一项所述的车用激光雷达安装结构。

本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构包括激光雷达本体、盖板和驱动件；激光雷达本体固定在车辆覆盖件的内部；车辆覆盖件的预设位置设有开口；盖板能够活动地安装于车辆覆盖件，并用于封盖上述开口；盖板具有打开状态和关闭状态；驱动件安装在车辆覆盖件内，并用于驱动盖板切换状态；其中，在盖板处于打开状态时盖板的内侧面能将车辆覆盖件外的激光反射至激光雷达本体处。

本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构中，激光雷达本体布置在车辆覆盖件的内部，避免汽车外部因安装激光雷达形成凸出结构而影响整车的风阻风噪性能。

另外，本公开实施例提供的车用激光雷达安装结构使激光雷达本体布置在车辆覆盖件内部，能够有效降低激光雷达本体被外界污染物污染的频率，有效降低外界杂质对激光雷达本体造成的伤害，延长激光雷达本体的使用寿命，降低后期维护成本。

本公开实施例还提供一种汽车，应用上述车用激光雷达安装结构，整车的风阻风噪性能好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种车用激光雷达安装结构中盖板处于关闭状态时的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一种车用激光雷达安装结构中盖板处于打开状态时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第一种车用激光雷达安装结构中盖板处于关闭状态时的立体结构图；

图4为本发明实施例提供的第一种车用激光雷达安装结构中盖板处于关闭状态时的另一角度立体结构图；

图5为本发明实施例提供的第一种车用激光雷达安装结构中盖板处于打开状态时的立体结构图；

图6为本发明实施例提供的第二种车用激光雷达安装结构中盖板处于打开状态时的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第三种车用激光雷达安装结构中盖板沿一个方向旋转后处于打开状态时的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第三种车用激光雷达安装结构中盖板沿另一个方向旋转后处于打开状态时的结构示意图；

其中，图1-图8中：

激光雷达本体1；驱动件2；丝杆3；限位块4；移动块5；齿轮6；盖板7；反射镜片8；连杆9；清洁刮片10；齿条11；导轨12；车辆覆盖件20；铰链A1、A2、A3。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种车用激光雷达安装结构，其激光雷达本体布置在车辆覆盖件的内部，避免汽车外部形成凸出结构而影响整车的风阻风噪性能。本发明实施例还提供一种汽车，应用上述车用激光雷达安装结构，整车的风阻风噪性能好。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图8，本发明实施例提供一种车用激光雷达安装结构，包括激光雷达本体1、盖板7和驱动件2；激光雷达本体1固定在车辆覆盖件20的内部；车辆覆盖件20的预设位置设有开口；盖板7能够活动地安装于车辆覆盖件20，并用于封盖上述开口；盖板7具有打开状态和关闭状态；驱动件2安装在车辆覆盖件20内，并用于驱动盖板7切换状态；其中，在盖板7处于打开状态时盖板7的内侧面能将车辆覆盖件20外的激光反射至激光雷达本体1处。

本发明实施例提供的车用激光雷达安装结构中，激光雷达本体1布置在车辆覆盖件20的内部，避免汽车外部因安装激光雷达形成凸出结构而影响整车的风阻风噪性能。

另外，本实施例提供的车用激光雷达安装结构使激光雷达本体1布置在车辆覆盖件20内部，能够有效降低激光雷达本体1被外界污染物污染的频率，有效降低外界杂质对激光雷达本体1造成的伤害，延长激光雷达本体1的使用寿命，降低后期维护成本。

具体的，上述车用激光雷达安装结构中，盖板7通过铰链A1能够转动地安装于车辆覆盖件20；

移动块5，移动块5由驱动件2驱动，能沿预设轨迹移动；

连杆9，连杆9的两端分别通过铰链A2、A3与移动块5和盖板7铰接；

其中，移动块5沿预设轨迹移动过程中能通过连杆9驱动盖板7切换状态。上述预设轨迹为直线型轨迹。

驱动件2可设置为步进电机，步进电机的输出轴上固定有丝杆3，且丝杆3的轴线与上述输出轴的轴线重合；移动块5套装在丝杆3外，并与丝杆3螺纹配合。当然，驱动件2还可设置为气缸等，本实施例不做限定。

上述车用激光雷达安装结构中，丝杆3外周固定有两个限位块4，移动块5位于两个限位块4之间。两个限位块4用于限定移动块5在盖板7分别处于打开状态和关闭状态时所处的极限位置。

例如，上述车用激光雷达安装结构中，还包括清洁组件，清洁组件包括：

齿轮6，齿轮6固定于丝杆3；

齿条11，齿条11能够沿导轨12移动地设置于导轨12；导轨12设置在车辆覆盖件20内部；

清洁刮片10，清洁刮片10固定于齿条11，用于在随齿条11沿导轨12移动的过程中刮擦雷达本体的镜面。

本实施例提供的车用激光雷达安装结构中设有清洁组件，保证激光雷达本体1表面的相对清洁，降低其维修保养频率，提升车辆整体系统的使用效率和客户满意度。

具体地，当盖板7切换至打开状态时，驱动件2驱动丝杆3正向转动，丝杆3带动移动块5向第一方向移动，并带动齿轮6正向转动，移动块5推动连杆9转动，以推动盖板7翻转打开，齿轮6带动齿条11沿着导轨12正向滑移，以带动清洁刮片10从激光雷达本体1的第一侧移动至第二侧的过程中刮擦镜面。

当盖板7切换至关闭状态时，驱动件2驱动丝杆3反向转动，丝杆3带动移动块5向第二方向移动，并带动齿轮6反向转动，移动块5推动连杆9转动，以带动盖板7翻转闭合，齿轮6带动齿条11沿着导轨12反向滑移，以带动清洁刮片10从激光雷达本体1的第二侧移动至第一侧的过程中刮擦镜面。

可以理解地，这里的正向转动和反向转动的转动方向相反，可以设置正向转动为顺时针转动，反向转动为逆时针转动，当然，也可以设置正向转动为逆时针转动，反向转动为顺时针转动。正向滑移及反向滑移的移动方向相反，具体移动方向分别取决于正向转动和反向转动的方向。第一方向和第二方向是指与导轨垂直的方向，两者运动方向相反，以图3中的方向为例，第一方向是指向右移动的方向，第二方向是指向左移动的方向。

上述实施例提供的车用激光雷达安装结构中，还包括反射镜片8，反射镜片8安装在车辆覆盖件20内，位于激光雷达本体1前方或者后方，且反射镜片8的反射面面向镜面的位置处，用于将经盖板7反射的激光反射至激光雷达本体1。

当盖板7切换至打开状态时，入射光经依次经由盖板7内侧反射和反射镜片8的反射面两次反射，进入激光雷达本体1内。

在上述实施例提供的技术方案，盖板7还可设置为通过如下驱动结构进行状态切换：

驱动件2为电机，并且电机的输出轴与盖板7固定连接，用于驱动盖板7绕电机的输出轴转动。

进一步的，该方案中盖板7用于直接将车辆覆盖件外的激光反射至激光雷达本体1。

更进一步的，上述实施例中，电机的输出轴能沿两个不同方向转动，以带动盖板7向不同方向翻转，进而实现雷达不同方向的信号探测工作。

需要说明的是，电机的输出轴沿着两个不同方向转动是指电机的逆时针转动及顺时针转动。而盖板7向不同方向翻转是指盖板7在电机的输出轴的带动下，实现盖板7第一侧向上翻转打开，而第二侧向下翻转闭合，及盖板7的第二侧向上翻转打开，盖板7的第一侧向下翻转闭合。

下面结合附图，具体介绍本发明实施例提供的车用激光雷达安装结构：

实施例1

请参阅图1-图5，本实施例提供的车用激光雷达安装结构主要包括：1、激光雷达本体，2、驱动件，3、丝杆，4、限位块，5、移动块，6、齿轮，7、盖板，8、反射镜片，9、连杆，10、清洁刮片，11、齿条，12、导轨，以及铰链A1、A2、A3。其中，激光雷达本体1固定安装在车辆覆盖件20内部；驱动件2为盖板7的状态切换动力来源；驱动件2应选用能够进行精确控制的步进电机；丝杆3与驱动件2通过联轴器连接(或直接固连)；限位块4与丝杆3固定连接，其作用为限制移动块5的极限位置，以达到盖板7两个极限位置的精确定位；移动块5安装在丝杆3上，其与丝杆3相配合，完成转动向直线运动的转变，移动块5可设置为螺母；齿轮6与丝杆3固定连接，同时与齿条11配合，实现相应的清洗功能；盖板7为运动部件，通过盖板7的转动实现激光雷达本体1的正常工作需求；反射镜片8同样固定安装在车辆覆盖件20的内部，其作用为实现光路的路径改变，确保激光雷达本体1正常工作。连杆9连接盖板7和移动块5，完成移动块5到盖板7之间相应运动和力的传递；齿条11与齿轮6相配合，同时清洁刮片10固定在齿条11上，当齿轮6转动时，清洁刮片10能够随齿条11移动，从而实现清洁刮片对雷达镜面的刮擦清洁作用。在齿条11下方布置有导轨12，导轨12为齿条11的滑动提供运动轨道；铰链A1、A2、A3为车用激光雷达安装结构中的旋转运动副。其中，铰链A1的作用为实现盖板7和车辆覆盖件20之间的相对转动，铰链A2的作用为实现盖板7和连杆9之间的相对转动，铰链A3的作用为实现连杆9和移动块5之间的相对转动。

本实施例提供的车用激光雷达安装结构主要有两种工作状态，即盖板关闭状态和盖板打开状态，盖板关闭状态和打开状态下各零部件的相对位置如图4和图5所示：

当需要盖板7打开时，驱动件2工作，带动丝杆3转动，丝杆3的转动带动移动块5向左移动，进而推动连杆9运动，使盖板7打开，与此同时，丝杆3还会带动齿轮6转动，齿轮6转动带动齿条11沿垂直于齿轮6的轴线的方向移动，进而带动与齿条11固连的清洁刮片10运动，实现对激光雷达本体1表面的清洁(示例图中只表现出了对激光雷达本体1表面进行清洗的机构，同理，可以在结构中增加对反射镜片8和盖板7内侧的清洗结构，暂不在此示出)。

当盖板7处于打开状态时，激光的传递路径如图2所示，入射光经由盖板7内侧和反射镜片8靠近激光雷达本体1的一侧先后进行两次反射之后进入到激光雷达本体1的采集窗口，实现激光雷达本体1对相应信号的采集。由于盖板7内侧和反射镜片8靠近雷达一侧要起到对光的反射作用，因此需要将这两个表面进行一定的加工处理，使其能够较好的实现光的反射效果。

本发明可以包括多个其它实施例，实施例1中激光雷达布置在反射镜的前方位置，也可以将激光雷达布置在镜片的后方位置或其它位置，此处不做具体限定。

实施例2

请参阅图6，本发明实施例提供车用激光雷达安装结构相较于实施例1省去了反射镜片8，采用仅一次反射(由盖板7内侧实现反射)的方案，同样可以实现激光雷达本体1的相应功能，还简化结构。同理，本实施例中激光雷达本体1还可配合反射镜片8使，且激光雷达本体1布置在反射镜片8的前方位置、后方位置或其它位置，此处不做具体限定。

实施例3

请参阅图7-图8，本实施例提供的车用激光雷达安装结构中，电机和安装于盖板7的旋转轴配合实现利用电机转动驱动盖板7绕旋转轴转动，通过控制电机的正反转可以实现盖板结构向两个方向的翻转，实现激光雷达本体1在不同使用场景下对车辆前方、后方信号的检测功能。

同理，可以通过旋转轴的安装方向实现激光雷达本体1对车辆左右方向信号的接收。进一步的，可以通过电机和旋转轴(如分别安装驱动盖板向前后和左右方向翻转的旋转轴和电机)的增加实现激光雷达本体1不同方向的信号探测工作。本实施例提供的方案可以有效的提高激光雷达本体1的探测范围，实现一机多用，有效降低系统成本。

本实施例提供的技术方案中运动部件是盖板，并不需要将激光雷达本体1整体进行升降，可以有效的降低整体布置难度。同时，采用本实施例提供的方案还可以通过合理的反射镜片8位置角度的设计和控制算法的设计实现有效增加激光雷达本身的探测范围，进而较少车辆系统中应用的激光雷达的数量，降低车辆系统的生产制造成本。

本发明实施例还提供一种汽车，包括车用激光雷达安装结构，车用激光雷达安装结构为上述实施例提供的车用激光雷达安装结构。

本实施例提供的汽车应用上述实施例提供的车用激光雷达安装结构，整车的风阻风噪性能好。当然，本实施例提供的汽车还具有上述实施例提供的有关车用激光雷达安装结构的其他效果，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种车用激光雷达安装结构，其特征在于，包括：

激光雷达本体，所述激光雷达本体固定在车辆覆盖件的内部；所述车辆覆盖件的预设位置设有开口；

盖板，所述盖板能够活动地安装于所述车辆覆盖件，并用于封盖所述开口；所述盖板具有打开状态和关闭状态，且通过铰链能够转动地安装于所述车辆覆盖件；

驱动件，所述驱动件安装在所述车辆覆盖件内，并用于驱动丝杆正向转动或者反向转动以驱动所述盖板切换状态；

移动块，所述移动块由所述驱动件驱动，能沿预设轨迹移动，所述移动块套装在所述丝杆外，并与所述丝杆螺纹配合；

连杆，所述连杆的两端分别通过铰链与所述移动块和所述盖板铰接；

其中，所述激光雷达本体位于可接收被反射激光的位置，所述被反射激光由所述盖板进行内侧反射，所述移动块沿预设轨迹移动过程中能通过所述连杆驱动所述盖板切换状态，在所述盖板处于打开状态时所述盖板的内侧面能将激光反射至所述激光雷达本体处；

当所述盖板切换至打开状态时，所述驱动件驱动所述丝杆正向转动，所述丝杆带动所述移动块向第一方向移动，所述移动块推动所述连杆转动，以推动所述盖板翻转打开；

当所述盖板切换至关闭状态时，所述驱动件驱动所述丝杆反向转动，所述丝杆带动所述移动块向第二方向移动，所述移动块推动所述连杆转动，以带动所述盖板翻转闭合。

2.根据权利要求1所述的车用激光雷达安装结构，其特征在于，所述驱动件为步进电机，所述步进电机的输出轴上固定有所述丝杆，且所述丝杆的轴线与所述输出轴的轴线重合。

3.根据权利要求2所述的车用激光雷达安装结构，其特征在于，所述丝杆上固定有两个限位块，所述移动块位于两个所述限位块之间。

4.根据权利要求2或3所述的车用激光雷达安装结构，其特征在于，还包括清洁组件，所述清洁组件包括：

齿轮，所述齿轮固定于所述丝杆；

齿条，所述齿条能够沿导轨移动地设置于导轨；所述导轨设置在所述车辆覆盖件内部；

清洁刮片，所述清洁刮片固定于所述齿条，用于在随所述齿条沿所述导轨移动的过程中刮擦所述雷达本体的镜面；

当所述盖板切换至打开状态时，所述驱动件驱动所述丝杆正向转动，所述丝杆带动所述移动块向第一方向移动，并带动所述齿轮正向转动，所述齿轮带动所述齿条沿着所述导轨正向滑移，以带动所述清洁刮片从所述雷达本体的第一侧移动至第二侧的过程中刮擦所述镜面；

当所述盖板切换至关闭状态时，所述驱动件驱动所述丝杆反向转动，所述丝杆带动所述移动块向第二方向移动，并带动所述齿轮反向转动，所述齿轮带动所述齿条沿着所述导轨反向滑移，以带动所述清洁刮片从所述雷达本体的第二侧移动至第一侧的过程中刮擦所述镜面。

5.根据权利要求1所述的车用激光雷达安装结构，其特征在于，还包括反射镜片，所述反射镜片安装在所述车辆覆盖件内，位于所述激光雷达本体前方或者后方，且所述反射镜片的反射面面向所述雷达本体的镜面，用于将经所述盖板反射的激光反射至所述激光雷达本体；

当所述盖板切换至打开状态时，入射光经依次经由所述盖板内侧反射和所述反射镜片的反射面反射，进入所述激光雷达本体内。

6.根据权利要求1所述的车用激光雷达安装结构，其特征在于，所述驱动件为电机，并且所述电机的输出轴与所述盖板固定连接，用于驱动所述盖板绕所述电机的输出轴转动。

7.根据权利要求6所述的车用激光雷达安装结构，其特征在于，所述盖板用于直接将所述车辆覆盖件外的激光反射至所述激光雷达本体。

8.根据权利要求7所述的车用激光雷达安装结构，其特征在于，所述电机的输出轴能够沿两个不同方向转动，以带动所述盖板向不同方向翻转。

9.一种汽车，包括车用激光雷达安装结构，其特征在于，所述车用激光雷达安装结构为权利要求1-8任意一项所述的车用激光雷达安装结构。

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