CN118209144A - 具有流体管理功能的传感器总成 - Google Patents

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文卡特什·克里希南
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Abstract

本公开提供了“具有流体管理功能的传感器总成”。一种传感器总成包括基座、安装到所述基座的传感器、安装到所述基座的壳体以及围绕所述基座延伸的密封件。所述密封件被压缩在所述基座与所述壳体之间。所述密封件包括凹口，所述凹口的尺寸被设定成允许流体从由所述基座和所述壳体封闭的空间离开。

Description

具有流体管理功能的传感器总成
技术领域
本公开涉及车辆中的传感器总成。
背景技术
自主车辆和半自主车辆通常包括多种传感器。一些传感器检测车辆的内部状态，例如车轮转速、车轮取向以及发动机和变速器变量。一些传感器检测车辆的位置或定向，例如全球定位系统(GPS)传感器；加速度计，诸如压电或微机电系统(MEMS)；陀螺仪，诸如速率陀螺仪、环形激光陀螺仪或光纤陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；以及磁力计。一些传感器检测外部世界，所述传感器例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(激光雷达)装置以及图像处理传感器(诸如，相机)。激光雷达装置通过发出激光脉冲并测量脉冲行进到对象并且返回的飞行时间来检测与对象的距离。
发明内容
一种传感器总成包括基座、安装到所述基座的传感器、安装到所述基座的壳体以及围绕所述基座延伸的密封件。所述密封件被压缩在所述基座与所述壳体之间。所述密封件包括凹口，所述凹口的尺寸被设定成允许流体从由所述基座和所述壳体封闭的空间离开。
在一个示例中，所述凹口可以是所述密封件中的间隙。
在一个示例中，所述传感器总成还可包括车辆车身面板，所述基座安装到所述车辆车身面板。在另外的示例中，所述密封件可被压缩在所述基座与所述车辆车身面板之间。
在另一另外的示例中，所述壳体可包括壳体周边边缘，所述壳体周边边缘可被定位成限定所述壳体周边边缘与所述车辆车身面板之间的间隙，并且所述间隙可围绕所述壳体延伸。
在一个示例中，所述基座可包括基座周边边缘，并且所述密封件可覆盖所述基座周边边缘。在另外的示例中，所述凹口可位于所述基座周边边缘的局部最低点处。
在另一另外的示例中，所述密封件可被成形为利用卡扣配合来附接到所述基座周边边缘。
在一个示例中，所述壳体可包括壳体周边边缘，并且所述密封件可在所述壳体周边边缘的内部接触所述壳体并与所述壳体周边边缘间隔开。
在一个示例中，所述密封件可具有沿着围绕所述基座的路径投影的均匀横截面形状。
在一个示例中，所述壳体可被布置成隐藏所述密封件。
在一个示例中，所述基座可包括安装平台，所述传感器安装到所述安装平台，并且所述基座可被成形为将重力引起的流体流从所述安装平台引导到所述凹口。在另外的示例中，所述基座可包括围绕所述安装平台延伸的沟槽和从所述沟槽向下延伸的通道。
在另一另外的示例中，所述基座可包括定位在所述安装平台下方的凹陷部，所述凹陷部可包括位于所述凹陷部的最低点处的排放孔，并且所述排放孔可被定位成将重力引起的流体流从所述凹陷部引导到所述凹口。在又一另外的示例中，所述传感器总成还可包括软管，所述软管从所述排放孔伸长到所述基座的基座周边边缘。
在另一另外的示例中，所述安装平台可位于所述基座的最高点处。
在另一另外的示例中，所述传感器可向上延伸穿过所述壳体的端口。
在一个示例中，所述密封件可包括包含所述凹口在内的多个凹口，并且所述凹口的尺寸可被设定成允许流体从由所述基座和所述壳体封闭的所述空间离开。
在一个示例中，所述传感器可定位在所述基座与所述壳体之间的所述空间中。
在一个示例中，所述传感器可以是光学传感器。
附图说明
图1是具有传感器总成的示例性车辆的透视图。
图2是传感器总成的分解图。
图3是传感器总成的基座的透视图。
图4是基座的一部分的顶视图。
图5是基座的一部分的透视图。
图6是传感器总成的底视图。
图7是基座和密封件的一部分的透视图。
图8是传感器总成的一部分的透视剖视图。
具体实施方式
参考附图，其中贯穿若干视图，相同的附图标记指示相同的部分，车辆100的传感器总成105包括基座205、安装到基座205的传感器110、安装到基座205的壳体115和围绕基座205延伸的密封件210。密封件210被压缩在基座205与壳体115之间。密封件210包括凹口605，所述凹口的尺寸被设定成允许流体从由基座205和壳体115封闭的空间215离开。
随着车辆100行驶穿过环境，流体(例如，雨水、在传感器110上使用的清洗液等)可进入传感器总成105。传感器总成105为流体穿过密封件210中的凹口605离开传感器总成105提供了途径。例如，凹口605可位于基座205的低点处，使得流体排放到凹口605。密封件210还可防止污垢和碎屑以及流体进入传感器总成105，因为凹口605占据密封件210的一小部分。因此，基座205与壳体115之间的连接几乎完全密封。
参考图1，车辆100可以是任何乘用或商用汽车，诸如轿车、卡车、运动型多功能车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。
车辆100包括车身120。车辆100可以是一体式构造，其中车辆100的车架和车身120是单个部件。替代地，车辆100可以是非承载式车身结构，其中车架支撑车身120，所述车身是与车架分开的部件。车架和车身120可由任何合适的材料(例如，钢、铝等)形成。
车身120包括部分地限定车辆100的外部的车辆车身面板125。车辆车身面板125可呈现A级表面，例如暴露于客户视线并且没有不美观的瑕疵和缺陷的精制表面。车辆车身面板125包括例如车顶130等。
传感器总成105包括用于传感器110的壳体总成135。壳体总成135可附接到车辆100，例如附接到车辆100的车辆车身面板125中的一个(例如，车顶130)。例如，壳体总成135可成形为可附接到车顶130，例如可具有与车顶130的轮廓匹配的形状。壳体总成135可附接到车顶130，这可为传感器110提供车辆100周围区域的无障碍视场。壳体总成135可由例如塑料或金属形成。
传感器总成105包括多个传感器110。传感器110可提供关于车辆100的操作的数据，例如，车轮转速、车轮取向以及发动机和变速器数据(例如，温度、燃料消耗等)。传感器110可检测车辆100的位置和/或取向。例如，传感器110可包括全球定位系统(GPS)传感器；加速度计，例如压电系统或微机电系统(MEMS)；陀螺仪，诸如速率陀螺仪、环形激光陀螺仪或光纤陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；以及磁力计。传感器110可检测外部世界，例如车辆100周围环境的对象和/或特征，诸如其他车辆、道路车道标记、交通信号灯和/或标志、行人等。例如，传感器110可包括光学传感器，诸如雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(激光雷达)装置以及图像处理传感器(诸如相机)。
参考图2，壳体总成135包括壳体115和基座205。壳体115和基座205被成形为装配在一起，其中壳体115装配在基座205的顶部上。基座205安装到车辆车身面板125中的一个(例如，车顶130)，并且壳体115安装到基座205。壳体115覆盖基座205，例如，隐藏基座205。壳体115固定到基座205。壳体115包括在壳体115的顶部处水平取向的端口140(在图1中示出)。端口140是圆形的，例如具有圆形或略微椭圆形形状，其尺寸被设定成适于传感器110中的一个(例如，激光雷达传感器)穿过。基座205可以是一体的，即，由单件均匀材料制成，而没有将其保持在一起的接缝、接头、紧固件或粘合剂。
传感器总成105包括辅助传感器110操作的多个部件。例如，传感器总成105可包括用于将基座205附接到车顶130的支架220(也在图6中示出)。传感器总成105可包括多个鼓风机225、空气挡板230和空气分配系统235。鼓风机225被定位成将气流供应到空气挡板230和空气分配系统235。空气挡板230可被成形为将气流从鼓风机225引导到延伸穿过端口140的传感器110。空气分配系统235可包括风道和喷嘴，所述风道和喷嘴被成形为将气流引导到定位在基座205与壳体115之间的传感器110(例如，相机)。传感器总成105可包括被定位成向传感器110和鼓风机225供电的导线线束240。
壳体总成135可封闭并限定空间215；例如，基座205和壳体115可封闭并限定它们之间的空间215。壳体总成135(例如，基座205和壳体115)可完全封闭空间215。空间215可包含传感器110、鼓风机225、空气挡板230、空气分配系统235和/或导线线束240。壳体总成135(例如，壳体115)可保护空间215的内容物免受诸如风、雨、碎屑等外部因素的影响。
传感器110中的至少一些可设置在壳体总成135中，例如定位在基座205与壳体115之间的空间215中。传感器110安装到基座205，并且基座205支撑传感器110。例如，传感器110可包括由基座205支撑并设置在空间215中的多个相机，以及由基座205支撑并向上延伸穿过壳体115的端口140的至少一个激光雷达装置。
参考图3，基座205被成形为将重力引起的流体流从基座205的最高点(例如，用于传感器110中的一个的安装平台305)引导到一个或多个局部最低点310。基座205的局部最低点310是基座205上低于基座205上与该点相邻的所有点的点。基座205可被成形为使得放置在基座205的任何点上的水滴能够连续向下流动到局部最低点310中的一个，即，遵循由基座205的形状限定的梯度下降到局部最低点310中的一个。基座205可包括用于将流体收集在一起以朝向局部最低点310中的一个流动的特征，如下所述。基座205包括基座周边边缘315，所述基座周边边缘是基座205的横向外边界，即，外接基座205的覆盖区。局部最低点310可位于基座周边边缘315上，从而允许已流动到局部最低点310的流体离开基座205。
基座205可包括用于直接或间接地安装传感器110中的一个的安装平台305。安装平台305可具有与传感器110的底表面匹配的形状，例如，安装平台305可以是圆形的，例如可具有圆形或略微椭圆形形状。安装平台305可以是平坦的且横向水平的。安装平台305可位于基座205的最高点处。
基座205可包括沟槽320。沟槽320围绕安装平台305周向地延伸，例如，围绕安装平台305周向地伸长360°。沟槽320可外接安装平台305。例如，沟槽320可具有遵循安装平台305的外边缘(即，沿着遵循安装平台305的外边缘的圆形路径投影)的u形或v形横截面。沟槽320的位置和形状有助于沟槽320捕获从安装到安装平台305的传感器110的外表面排放的流体(例如，雨水或清洗液)。
参考图3和图4，基座205可包括从沟槽320向下延伸的一个或多个通道325。每个通道325(即，通道325的上端)可从沟槽320相对于安装平台305径向向外延伸。每个通道325可低于沟槽320的上部高度，即低于沟槽320的径向外壁的顶部。每个通道325可从上端伸长到下端，从而排空到基座205的底部面板330上。每个通道325可被成形为围绕在底部面板330上方安装到基座205的部件(例如，鼓风机225)引导从沟槽320所接收的流体。
基座205可包括定位在安装平台305下方的凹陷部335。凹陷部335可被成形为接纳鼓风机225中的一个或多个。凹陷部335可位于底面板330上方，以将鼓风机225定位在端口140附近。凹陷部335可部分地围绕安装平台305延伸。凹陷部335可定位在通道325之间，同时与通道325分开。
参考图4，凹陷部335可包括位于凹陷部335的最低点处的排放孔405。排放孔405可延伸穿过凹陷部335的厚度，例如，从凹陷部335的顶侧延伸到凹陷部335的下侧。排放孔405可相对于安装平台305向下和/或径向向外延伸。例如通过溢出沟槽320的顶部而进入凹陷部335的流体可向下流到排放孔405。排放孔405可被定位成例如经由软管505将重力引起的流体流从凹陷部335引导到凹口605。
参考图5，传感器总成105可包括软管505。软管505可从排放孔405伸长到底部面板330，例如，伸长到基座205的基座周边边缘315。软管505可以是例如柔性管。
参考图6，密封件210围绕基座205延伸。密封件210可完全围绕基座205(凹口605除外)遵循基座周边边缘315。密封件210可具有沿着围绕基座205的路径(例如，遵循基座周边边缘315的路径)投影的均匀横截面形状(在下面的图8中示出)。
凹口605位于基座205的局部最低点310处，所述局部最低点可位于基座周边边缘315上。基座周边边缘315的局部最低点310可对应于车顶130的被传感器总成105覆盖的部分的最低点。例如，传感器总成105的覆盖区可以是大致四边形的，并且基座周边边缘315的局部最低点310可以是基座205的最靠近车顶130的相应拐角的四个点。
参考图7，每个凹口605的尺寸被设定成允许流体从由基座205和壳体115封闭的空间215离开(即，流过凹口605)。例如，每个凹口605可以是密封件210中的间隙。密封件210的沿着基座周边边缘315投影的横截面可在末端705处停止，并且然后在另一末端705处重新开始，并且凹口605可由两个相邻末端705限定。
参考图8，密封件210可覆盖基座周边边缘315，例如，密封件210的均匀横截面形状可围绕基座周边边缘315从基座205的顶侧延伸到基座205的底侧。例如，密封件210可被成形为利用卡扣配合来附接到基座周边边缘315，从而消除对粘合剂或紧固件的需要。密封件210的横截面形状可包括围绕基座周边边缘315延伸的基座部分805、从基座部分805延伸到车顶130的车顶部分810以及从基座部分805延伸到壳体115的壳体部分815。基座部分805可具有C形横截面形状(即，围绕基座周边边缘315延伸超过180°的部分环)以提供卡扣配合。车顶部分810可包括一个或多个肋以吸收能量并维持基座周边边缘315与车顶130之间的连续接触。壳体部分815可具有远离基座805鼓起的半圆形形状，以吸收基座周边边缘315与壳体115之间的能量并维持与壳体115的连续接触。
密封件210被压缩在基座205与壳体115之间，例如，密封件210的基座部分805和壳体部分815被压缩在基座205与壳体115之间。基座部分805接触基座周边边缘315。壳体部分815在壳体周边边缘820的内部接触壳体115并与壳体周边边缘820间隔开。密封件210被压缩在基座205与安装有传感器总成105的车辆车身面板125(例如，车顶130)之间。例如，密封件210的基座部分805和车顶部分810被压缩在基座周边边缘315与车顶130之间。因此，密封件210在三个不同的部件之间提供能量吸收和密封。
壳体115包括壳体周边边缘820，所述壳体周边边缘是壳体115的横向外边界，即，外接壳体115的覆盖区。壳体周边边缘820被定位成限定壳体周边边缘820与安装有传感器总成105的车辆车身面板125(例如，车顶130)之间的间隙825。间隙825可允许流过凹口605的流体从传感器总成105流出到车辆100的车顶130上。间隙825可例如沿着整个壳体周边边缘820完全围绕壳体115延伸。间隙825可沿着整个壳体周边边缘820具有均匀的高度。壳体115可被布置成隐藏密封件210，从而为密封件210提供一些保护，使其免受外部环境的影响。例如，间隙825可比密封件210的均匀横截面形状的高度窄，例如完全围绕壳体115。因此，间隙825的尺寸被设定成允许流体离开，同时隐藏密封件210。
已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语意在是描述性的词语的性质，而不是限制性的。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以不同于具体描述的其他方式来实践。
根据本发明，提供了一种传感器总成，所述传感器总成具有：基座；传感器，所述传感器安装到所述基座；壳体，所述壳体安装到所述基座；以及密封件，所述密封件围绕所述基座延伸，所述密封件压缩在所述基座与所述壳体之间；其中所述密封件包括凹口，所述凹口的尺寸被设定成允许流体从由所述基座和所述壳体封闭的空间离开。
根据实施例，所述凹口是所述密封件中的间隙。
根据实施例，本发明的特征还在于车辆车身面板，所述基座安装到所述车辆车身面板。
根据实施例，所述密封件被压缩在所述基座与所述车辆车身面板之间。
根据实施例，所述壳体包括壳体周边边缘，并且所述壳体周边边缘被定位成限定所述壳体周边边缘与所述车辆车身面板之间的间隙，所述间隙围绕所述壳体延伸。
根据实施例，所述基座包括基座周边边缘，并且所述密封件覆盖所述基座周边边缘。
根据实施例，所述凹口位于所述基座周边边缘的局部最低点处。
根据实施例，所述密封件被成形为利用卡扣配合来附接到所述基座周边边缘。
根据实施例，所述壳体包括壳体周边边缘，并且所述密封件在所述壳体周边边缘的内部接触所述壳体并与所述壳体周边边缘间隔开。
根据实施例，所述密封件具有沿着围绕所述基座的路径投影的均匀横截面形状。
根据实施例，所述壳体被布置成隐藏所述密封件。
根据实施例，所述基座包括安装平台，所述传感器安装到所述安装平台，并且所述基座被成形为将重力引起的流体流从所述安装平台引导到所述凹口。
根据实施例，所述基座包括围绕所述安装平台延伸的沟槽和从所述沟槽向下延伸的通道。
根据实施例，所述基座包括定位在所述安装平台下方的凹陷部，所述凹陷部包括位于所述凹陷部的最低点处的排放孔，并且所述排放孔被定位成将重力引起的流体流从所述凹陷部引导到所述凹口。
根据实施例，本发明的特征还在于软管，所述软管从所述排放孔伸长到所述基座的基座周边边缘。
根据实施例，所述安装平台位于所述基座的最高点处。
根据实施例，所述传感器向上延伸穿过所述壳体的端口。
根据实施例，所述密封件包括包含所述凹口在内的多个凹口，并且所述凹口的尺寸被设定成允许流体从由所述基座和所述壳体封闭的所述空间离开。
根据实施例，所述传感器定位在所述基座与所述壳体之间的所述空间中。
根据实施例，所述传感器是光学传感器。

Claims (15)

1.一种传感器总成，其包括：
基座；
传感器，所述传感器安装到所述基座；
壳体，所述壳体安装到所述基座；以及
密封件，所述密封件围绕所述基座延伸，所述密封件压缩在所述基座与所述壳体之间；
其中所述密封件包括凹口，所述凹口的尺寸被设定成允许流体从由所述基座和所述壳体封闭的空间离开。
2.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述凹口是所述密封件中的间隙。
3.如权利要求1所述的传感器总成，其还包括车辆车身面板，所述基座安装到所述车辆车身面板。
4.如权利要求3所述的传感器总成，其中所述密封件被压缩在所述基座与所述车辆车身面板之间。
5.如权利要求3所述的传感器总成，其中所述壳体包括壳体周边边缘，并且所述壳体周边边缘被定位成限定所述壳体周边边缘与所述车辆车身面板之间的间隙，所述间隙围绕所述壳体延伸。
6.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述基座包括基座周边边缘，并且所述密封件覆盖所述基座周边边缘。
7.如权利要求6所述的传感器总成，其中所述凹口位于所述基座周边边缘的局部最低点处。
8.如权利要求6所述的传感器总成，其中所述密封件被成形为利用卡扣配合来附接到所述基座周边边缘。
9.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述壳体包括壳体周边边缘，并且所述密封件在所述壳体周边边缘的内部接触所述壳体并与所述壳体周边边缘间隔开。
10.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述密封件具有沿着围绕所述基座的路径投影的均匀横截面形状。
11.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述基座包括安装平台，所述传感器安装到所述安装平台，并且所述基座被成形为将重力引起的流体流从所述安装平台引导到所述凹口。
12.如权利要求11所述的传感器总成，其中所述基座包括围绕所述安装平台延伸的沟槽和从所述沟槽向下延伸的通道。
13.如权利要求11所述的传感器总成，其中所述基座包括定位在所述安装平台下方的凹陷部，所述凹陷部包括位于所述凹陷部的最低点处的排放孔，并且所述排放孔被定位成将重力引起的流体流从所述凹陷部引导到所述凹口。
14.如权利要求13所述的传感器总成，其还包括软管，所述软管从所述排放孔伸长到所述基座的基座周边边缘。
15.如权利要求1至14中的一项所述的传感器总成，其中所述传感器定位在所述基座与所述壳体之间的所述空间中。
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