CN207790628U - 一种无人驾驶车辆及其传感器装置和清洁机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种无人驾驶车辆及其传感器装置和清洁机构。该清洁机构包括壳体、清洁元件、与清洁元件传动连接的驱动件、以及安装于容置空腔内的控制单元；壳体的一侧表面设置有透光元件；清洁元件能够绕其一端摆动地安装于壳体；清洁元件摆动时，清洁元件与透光元件背离容置空腔的一侧表面摩擦配合，以对透光元件进行清洁；控制单元与驱动件信号连接，用于控制驱动件动作。该清洁机构能够通过清洁元件对透光元件进行清洁，以解决现有传感器装置因灰尘等污物的污染而出现影响传感器正常工作的问题。

Description

一种无人驾驶车辆及其传感器装置和清洁机构

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种无人驾驶车辆及其传感器装置和清洁机构。

背景技术

随着计算机、传感器以及人工智能技术的迅猛发展，无人驾驶车辆逐渐成为研发热点，无人驾驶车辆通过车载传感系统感知道路环境、自动规划行车路线并控制车辆到达预定目的地。因此，在无人驾驶车辆上设置有用于图像采集、测量、导航等各种传感器装置。

但是，在无人驾驶车辆行驶过程中，传感器装置容易因灰尘等污物的污染而出现影响传感器正常工作的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种无人驾驶车辆及其传感器装置和清洁机构，该清洁机构能够通过清洁元件对透光元件进行清洁，以解决现有传感器装置因灰尘等污物的污染而出现影响传感器正常工作的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种清洁机构，包括：

壳体，所述壳体的内部形成容置空腔，且所述壳体的一侧表面设置有透光元件，所述透光元件用于使光线能够从所述壳体的外部进入所述容置空腔；

清洁元件，所述清洁元件能够绕其一端摆动地安装于所述壳体；所述清洁元件摆动时，所述清洁元件与所述透光元件背离所述容置空腔的一侧表面摩擦配合，以对所述透光元件进行清洁；

与所述清洁元件传动连接的驱动件，所述驱动件用于驱动所述清洁元件动作；

以及安装于所述容置空腔内的控制单元，所述控制单元与所述驱动件信号连接，用于控制所述驱动件动作。

优选地，还包括安装于所述壳体且与所述透光元件对应的至少一个喷头，每个喷头设置有开口朝向所述透光元件的至少一个喷孔；

所述喷头用于向所述透光元件背离所述容置空腔的一侧表面喷射液体和/或气体，以对所述透光元件进行清洁。

优选地，还包括与所述至少一个喷头连通的储液容器和储气容器。

优选地，所述至少一个喷头通过第一管路、以及设置于所述第一管路上的第一电磁阀与所述储液容器连通；

所述至少一个喷头通过第二管路、以及设置于所述第二管路上的第二电磁阀与所述储气容器连通；

所述控制单元与所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均信号连接，用于控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的启闭。

优选地，所述第一管路上还设置有第一止逆阀、且所述第二管路上设置有第二止逆阀。

优选地，还包括设置于所述第一电磁阀和所述储液容器之间的所述第一管路上的水泵、以及与所述储气容器连通的气泵；

所述控制单元与所述水泵和所述气泵均信号连接，用于控制所述水泵和所述气泵动作。

优选地，还包括安装于所述透光元件的电热膜、以及安装于所述壳体的透气阀；

所述控制单元与所述电热膜信号连接，用于控制所述电热膜对所述透光元件进行加热。

本实用新型还提供了一种传感器装置，该传感器装置包括上述技术方案提供的任意一种清洁机构、以及设置于所述清洁机构的所述壳体内的传感器。

优选地，所述传感器为摄像头。

另外，本实用新型还提供了一种无人驾驶车辆，该无人驾驶车辆包括至少一个上述技术方案提供的任意一种传感器装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种无人驾驶车辆及其传感器装置和清洁机构，该清洁机构通过驱动件驱动清洁元件摆动，以通过清洁元件与透光元件的摩擦配合，对透光元件进行清洁，使透光元件始终处于正常的透光状态，以使传感器发射的射线、光波、电磁波等信号能够正常穿过透光元件，以使传感器能够实现正常的图像采集、导航、测量等功能，解决现有传感器装置因灰尘等污物污染而使传感器不能正常工作的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种传感器装置的立体结构示意图；

图2为图1中传感器装置在A向的结构示意图；

图3为图1中传感器装置在B向的结构示意图；

图4为图1中传感器装置的透光元件和电热膜在C-C向的横截面剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种无人驾驶车辆及其传感器装置和清洁机构，上述无人驾驶车辆包括具有图像采集、定位、导航、测量等功能的传感器装置；传感器装置包括清洁机构和设置于清洁机构内的传感器，传感器可以为红外相机、高清摄像头等图像采集传感器，还可以为激光雷达、毫米波雷达、定位传感器等各种传感器；该清洁机构能够通过清洁元件对透光元件进行清洁，以解决现有传感器装置因灰尘等污物的污染而出现影响传感器正常工作的问题。

其中，请参考图1、图2以及图3，本实用新型一种实施例提供的清洁机构，包括：

壳体10，壳体10的内部形成容置空腔，且壳体10的一侧表面设置有透光元件20，透光元件20用于使光线能够从壳体10的外部进入容置空腔；壳体10可以为整体结构，也可以分体结构，如图1和图2结构所示的壳体10包括前壳体11和后壳体12，并且前壳体11和后壳体12可以通过螺钉13等紧固件固定连接在一起；前壳体11和后壳体12之间形成容置空腔；并且前壳体11的一侧表面设置有透光元件20，透光元件20也可以通过紧固件固定于前壳体11上，也可以通过粘接等连接方式固定于前壳体11上，使壳体10外部的光线能够通过透光元件20进入壳体10内部的容置空腔中；透光元件20可以为玻璃、塑料等材料制成的能够透过光线的零部件；

清洁元件30，清洁元件30能够绕其一端摆动地安装于壳体10；清洁元件30摆动时，清洁元件30与透光元件20背离容置空腔的一侧表面摩擦配合，以对透光元件20进行清洁；如图1结构所示，清洁元件30可以为雨刮器、抹布等清洁用品，清洁元件30的第一端32能够转动的安装于驱动件(图中未示出)的转轴41上，清洁元件30的第二端31能够绕第一端32转动，为了实现清洁元件30对透光元件20的清洁，清洁元件30与透光元件20背离容置空腔的一侧表面(即透光元件20的外表面)摩擦接触，使清洁元件30仅在透光元件20范围内摆动即可，并且通过清洁元件30与透光元件20的摩擦实现对透光元件20外表面的清洁；

与清洁元件30传动连接的驱动件(图中未示出)，驱动件用于驱动清洁元件30动作；驱动件可以为直流电机、步进电机等电动机；

以及安装于容置空腔内的控制单元，控制单元与驱动件信号连接，用于控制驱动件动作。

当透光元件20外表面吸附或粘附有污物而阻挡光线不能透过透光元件20进入容置空腔时，控制单元控制驱动件动作，使清洁元件30进行摆动，通过清洁元件30摆动的过程中与透光元件20的外表面的摩擦接触，将吸附或粘附于透光元件20外表面的污物清理掉，使光线能够继续透过透光元件20而进入容置空腔，进而使传感器能够正常工作。

上述清洁机构因设置有清洁元件30、以及驱动清洁元件30的驱动件和控制单元，在透光元件20外表面吸附或粘附有污物时，能够通过清洁元件30将污物清理掉，以使传感器发射的光线、射线、光波、电磁波等信号能够正常穿过透光元件20，进而使安装于壳体10内的传感器能够正常工作，因此，该清洁机构能够通过清洁元件30对透光元件20进行清洁，以解决现有传感器装置因灰尘等污物的污染而出现影响传感器正常工作的问题。

一种具体的实施方式中，上述清洁机构还包括安装于壳体10且与透光元件20对应的至少一个喷头50，每个喷头50设置有开口朝向透光元件20的至少一个喷孔51；如图1结构所示的清洁机构包括安装于壳体10顶部的两个喷头50，具体的喷头50数量可以根据实际情况进行配置，可以设置一个喷头50、两个喷头50、三个喷头50或多个喷头50，喷头50的具体位置也可以根据实际情况进行设置，如，将喷头50设置在透光元件20的顶部和/或底部和/或一侧均可；当清洁机构设置有多个喷头50时，喷头50之间可以为连通设置，也可以为独立设置；每个喷头50均设置有一个管接头52，并且设置有开口朝向透光元件20的至少一个喷孔51，喷孔51的数量可以为一个、二个、三个或多个，具体数量和位置可以根据实际情况进行设置；

喷头50用于向透光元件20背离容置空腔的一侧表面喷射液体和/或气体，以对透光元件20进行清洁。

由于上述清洁机构还包括至少一个喷头50，并且通过喷头50可以向透光元件20的表面喷射带有或不带有压力的液体、气体或气液混合物，通过喷头喷向透光元件20表面的液体、气体或气液混合物能够对透光元件20表面进行清洗或吹扫，以将透光元件20表面的污物清洗干净，能够通过喷头50进一步对透光元件20实现清洁。

具体地，上述清洁机构还可以包括与至少一个喷头50连通的储液容器和储气容器。

由于上述清洁机构还包括与喷头50连通的储液容器和储气容器，因此，上述清洁机构能够通过储液容器为喷头50提供液体、通过储气容器为喷头50提供气体、或通过储液容器和储气容器同时为喷头50提供气液混合物，能够通过喷头50实现对透光元件20的多种清洁方式。储液容器可以为水箱、水罐等容器，储气容器可以为储气罐、压力容器等容器。

当然，当将上述清洁机构安装于无人驾驶车辆时，也可以采用无人驾驶车辆自备的液体或气体，即，清洁机构也可以不配备储液容器和储气容器。

为了方便对喷头50喷射物体的控制，至少一个喷头50通过第一管路、以及设置于第一管路上的第一电磁阀与储液容器连通；

至少一个喷头50通过第二管路、以及设置于第二管路上的第二电磁阀与储气容器连通；第一管路和第二管路均可以与喷头50的管接头52连通；

控制单元与第一电磁阀和第二电磁阀均信号连接，用于控制第一电磁阀和第二电磁阀的启闭。

由于通过控制单元能够控制第一电磁阀和第二电磁阀的启闭，因此，上述清洁机构能够通过对第一电磁阀的控制实现喷头50与储液容器之间的通断，并通过对第二电磁阀的控制实现喷头50与储气容器之间的通断，即，通过控制第一电磁阀和第二电磁阀的启闭即可选择喷头50所喷射的物体；如：当第一电磁阀和第二电磁阀均开启时，此时，喷头50与储液容器和储气容器均连通，喷头50能够喷射液体和气体的混合物；当第一电磁阀开启、且第二电磁阀关闭时，喷头50即可喷射液体；当第一电磁阀关闭、且第二电磁阀开启时，喷头50即可喷射气体。

因此，通过设置在管路中的电磁阀实现了对喷头50喷射物体的选择，方便清洁机构的控制。

为了提高控制精度、防止液体或气体出现逆流，上述清洁机构在第一管路上还设置有第一止逆阀、且在第二管路上设置有第二止逆阀。

上述清洁机构通过设置在第一管路上的第一止逆阀，能够防止液体或气体倒流入储液容器，并且能够通过设置在第二管路上的第二止逆阀防止液体或气体倒流入储气容器；在提高控制精度的同时，还提高了作业的安全性和可靠性。

为了进一步提高清洁效率和洁净度，上述清洁机构还包括设置于第一电磁阀和储液容器之间的第一管路上的水泵、以及与储气容器连通的气泵；

控制单元与水泵和气泵均信号连接，用于控制水泵和气泵动作。

在上述清洁机构的具体使用过程中，控制单元可以通过控制上述第一电磁阀和第二电磁阀实现对喷头50的控制，也可以通过控制水泵和气泵来实现对喷头50喷射物体的选择；同时，还可以通过调节水泵和/或气泵的压力，实现喷头50对透光元件20的清洗效果的调节，以达到对透光元件20的洁净度要求。

在上述各种实施例的基础上，如图2、图3和图4结构所示，上述清洁机构还可以包括安装于透光元件20的电热膜60、以及安装于壳体10的透气阀70；

控制单元与电热膜60信号连接，用于控制电热膜60对透光元件20进行加热。

通过设置于透光元件20的电热膜60能够对透光元件20进行加热，以在透光元件20表面结霜或附着有液体、雾气时，通过控制单元控制电热膜60开启，以实现对透光元件20进行加热，除去透光元件20表面的结霜，或使液体或雾气蒸发，进而提高透光元件20的透光度。同时，上述清洁机构还可以通过设置在壳体10上的透气阀70能够实现壳体10内外的压力平衡，防止因容置空腔内的压力变化而出现透光元件20雾化、凝露等现象，进而影响传感器正常工作。

较佳的是，电热膜60设置于透光元件20靠近容置空腔的一侧表面，并且当电热膜60对光线的透光产生阻碍时，可以在电热膜60上设置通孔，以减小电热膜60对光线的阻挡效果。

同时，为了保证壳体10内的各个零部件能够正常工作，壳体10内的电气元件在通过线缆与壳体10外的器件实现电连接时，在壳体10上设置有防水接头12，使线缆能够通过防水接头12实现与外部器件的穿墙连接，防止因密封性能差而出现进水影响各部件正常工作的情况发生。另外，为了提高壳体10的密封性，壳体10可以采用防水壳体，在贯穿壳体10的通孔处设置有密封圈等密封件，以提高壳体10的容置空腔与壳体10外部的气密性；当壳体10包括前壳体11和后壳体12时，在前壳体11和后壳体12之间可以设置密封垫。

上述控制单元可以为单片机、印刷电路板、控制器等控制元件。

上述清洁机构由于设置有清洁元件30、喷头50和电热膜60，因此，在清洁机构的工作过程中，可以具有以下几种清洁方式：

方式一，清洁机构中的清洁元件30在控制单元对驱动件的控制下单独工作，仅通过清洁元件30对透光元件20的外表面进行清洁；

方式二，清洁机构中的喷头50在控制单元的控制下独立工作，通过从喷头50的喷孔51中喷出的液体、气体或气液混合物对透光元件20进行清洁；

方式三，清洁机构中的电热膜60在控制单元的控制下独立工作，通过电热膜60对透光元件20进行加热，以对透光元件20进行除霜、除雾、干燥等操作，实现对透光元件20的清洁；

方式四，清洁机构中的清洁元件30和喷头50在控制单元的控制下联合工作，通过从喷头50的喷孔51中喷出的液体、气体或气液混合物对透光元件20进行清洁，同时通过清洁元件对透光元件20进行清洁，使用联合清洁方式，能够对透光元件20进行深度清洁；

方式五，清洁机构中的清洁元件30和电热膜60在控制单元的控制下联合工作，通过清洁元件30和电热膜60两种清洁方式一起对透光元件20进行清洁；

方式六，清洁机构中的喷头50和电热膜60在控制单元的控制下联合工作，可以先通过从喷头50的喷孔51中喷出的液体、气体或气液混合物对透光元件20进行清洁，然后再通过电热膜60对透光元件20进行加热清洁；

方式七，清洁机构中的清洁元件30、喷头50和电热膜60在控制单元的控制下对透光元件20进行深度清洁；

采用上述清洁机构的几种清洁方式对透光元件20进行清洁的过程中，清洁元件30、喷头50和电热膜60的先后工作顺序不受上述描述限制，可以根据透光元件20的实际脏污情况进行设定，只要是通过上述清洁方式使透光元件20的清洁度达到要求即可。

本实用新型实施例还提供了一种传感器装置1，该传感器装置1包括上述实施例提供的任意一种清洁机构、以及设置于清洁机构的壳体10内的传感器。传感器可以设置在容置空腔内与透光元件20相对的位置。上述传感器可以为摄像头、高清摄像头、红外相机、测距传感器、位移传感器、位置传感器、定位传感器等各种实际需要的传感器。

另外，本实用新型实施例还提供了一种无人驾驶车辆，该无人驾驶车辆包括至少一个上述实施例提供的任意一种传感器装置1。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种清洁机构，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的内部形成容置空腔，且所述壳体的一侧表面设置有透光元件，所述透光元件用于使光线能够从所述壳体的外部进入所述容置空腔；

清洁元件，所述清洁元件能够绕其一端摆动地安装于所述壳体；所述清洁元件摆动时，所述清洁元件与所述透光元件背离所述容置空腔的一侧表面摩擦配合，以对所述透光元件进行清洁；

与所述清洁元件传动连接的驱动件，所述驱动件用于驱动所述清洁元件动作；

以及安装于所述容置空腔内的控制单元，所述控制单元与所述驱动件信号连接，用于控制所述驱动件动作。

2.根据权利要求1所述的清洁机构，其特征在于，还包括安装于所述壳体且与所述透光元件对应的至少一个喷头，每个喷头设置有开口朝向所述透光元件的至少一个喷孔；

所述喷头用于向所述透光元件背离所述容置空腔的一侧表面喷射液体和/或气体，以对所述透光元件进行清洁。

3.根据权利要求2所述的清洁机构，其特征在于，还包括与所述至少一个喷头连通的储液容器和储气容器。

4.根据权利要求3所述的清洁机构，其特征在于，所述至少一个喷头通过第一管路、以及设置于所述第一管路上的第一电磁阀与所述储液容器连通；

所述至少一个喷头通过第二管路、以及设置于所述第二管路上的第二电磁阀与所述储气容器连通；

所述控制单元与所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均信号连接，用于控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的启闭。

5.根据权利要求4所述的清洁机构，其特征在于，所述第一管路上还设置有第一止逆阀、且所述第二管路上设置有第二止逆阀。

6.根据权利要求4所述的清洁机构，其特征在于，还包括设置于所述第一电磁阀和所述储液容器之间的所述第一管路上的水泵、以及与所述储气容器连通的气泵；

所述控制单元与所述水泵和所述气泵均信号连接，用于控制所述水泵和所述气泵动作。

7.根据权利要求1-6任一项所述的清洁机构，其特征在于，还包括安装于所述透光元件一侧表面的电热膜、以及安装于所述壳体的透气阀；

所述控制单元与所述电热膜信号连接，用于控制所述电热膜对所述透光元件进行加热。

8.一种传感器装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的清洁机构、以及设置于所述清洁机构的所述壳体内的传感器。

9.根据权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，所述传感器为摄像头。

10.一种无人驾驶车辆，其特征在于，包括至少一个如权利要求8或9所述的传感器装置。