CN210835224U - 一种超声波传感器外壳结构及超声波传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波传感器外壳结构及超声波传感器，属于车用传感器技术领域。解决了现有的车用超声波传感器的外壳大都为铝壳且具有一体成型的光滑侧壁结构，此种结构的外壳制成的超声波传感器在使用时，只能探测到2米左右的距离，使得其应用在汽车上能实现的功能有限，尤其在自动泊车时，更是十分不理想的问题。包括外壳本体，所述外壳本体包括下壳体和与下壳体固定连接的上壳体，下壳体内设有第一安装腔，上壳体内设有与第一安装腔连通的第二安装腔，且上壳体的密度和/或比重比下壳体大。该种组合结构的外壳制成的传感器巧妙的解决了因为外壳整体是相同的材料，重量，密度、比重都一样导致的能量减弱、角度较大的问题。

Description

一种超声波传感器外壳结构及超声波传感器

技术领域

本实用新型涉及车用传感器技术领域，更具体的说是涉及一种超声波传感器外壳结构及超声波传感器。

背景技术

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。

基于上述特点，超声波传感器被广泛应用在汽车泊车上，但是现有的车用超声波传感器的外壳大都为铝合金且具有一体成型的光滑侧壁结构，该种外壳整体是相同的的铝合金，那么重量，密度、比重都一样。工作状态下，铝壳底部工作开始振动，随着振动传递至铝合金上部，铝合金外壳的上部也随之振动，而上部的振动耗散掉一部分能量，进而将整体的能量减弱。故只能实现常规2米左右的测试距离。同时因为铝合金外部侧壁振动，加大了传感器主角度的两侧，故整体传感器角度较大，易造成安装到车上后因角度较大而探测到地面导致传感器误判。使得其应用在汽车上能实现的功能有限，尤其在自动泊车时，更是十分不理想。自动泊车需要超声波传感器能探测到4米以上的距离。

实用新型内容

现有的车用超声波传感器的外壳大都为铝壳且具有一体成型的光滑侧壁结构，此种结构的外壳制成的超声波传感器在使用时，只能探测到2米左右的距离，使得其应用在汽车上能实现的功能有限，尤其在自动泊车时，更是十分不理想的问题，本实用新型提供一种超声波传感器外壳结构及超声波传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种超声波传感器外壳结构，包括外壳本体，所述外壳本体包括下壳体和与下壳体固定连接的上壳体，下壳体内设有第一安装腔，上壳体内设有与第一安装腔连通的第二安装腔，且上壳体的密度和/或比重比下壳体大。

由本实用新型超声波传感器外壳结构制成的超声波传感器，在工作时：外壳底部工作开始振动，当振动由下壳体向上壳体传递时，即是向另一个材料传递，因上壳体材料密度或比重比下壳体高，振动被阻隔在两者的结合位置，而无法继续往上壳体传递。这样带来的结果是，高密度或高比重材料制成的上壳体未进行振动或振动极小，故能量没有被耗散或耗散极小，所以振动能量被集中于下壳体即外壳本体的底部，能量高了测试距离就远，最终能够达到自动泊车4米以上的测试距离。

同时因为侧壁的振动只有下壳体的侧壁部分，侧壁振动面积减小一半以上，传感器主角度未被加大，故传感器整体角度较小。角度小后在4米以上的测试距离上，不会出现探测到地面的情况。

进一步的，所述下壳体呈环状且横截面呈U字型，上壳体呈环状，上壳体的侧壁底端和下壳体的侧壁顶端紧配合固定连接。上壳体和下壳体均呈环状便于两者通过侧壁进行紧配合实现固定连接。

进一步的，所述下壳体的侧壁设有定位柱，所述上壳体的侧壁上在与定位柱相对应的位置上开设有定位槽，所述下壳体和上壳体通过定位柱和定位槽的配合实现紧配合固定连接。

进一步的，所述上壳体的侧壁设有定位柱，所述下壳体的侧壁上在与定位柱相对应的位置上开设有定位槽，所述下壳体和上壳体通过定位柱和定位槽的配合实现紧配合固定连接。

进一步的，所述下壳体的侧壁的定位柱的横截面呈凸字型。

进一步的，所述下壳体的侧壁的定位槽的横截面呈凹字型。

进一步的，所述下壳体的侧壁顶端设有第一台阶，所述上壳体的侧壁底端设有第二台阶，所述下壳体和上壳体通过第一台阶和第二台阶的配合实现紧配合固定连接。设置了第一台阶和第二台阶是为了便于上壳体和下壳体实现紧配合进而实现固定连接。

进一步的，所述第一台阶设置在下壳体的侧壁内侧，所述第二台阶设置在上壳体的侧壁外侧，上壳体的第二台阶紧配合在下壳体的第一台阶内实现固定连接。

进一步的，所述第一台阶设置在下壳体的侧壁外侧，所述第二台阶设置在上壳体的侧壁内侧，下壳体的第一台阶紧配合在上壳体的第二台阶内实现固定连接。

进一步的，所述上壳体的侧壁底部向内凸出形成内环，所述内环的孔径为2-14mm。

进一步的，所述上壳体的侧壁的厚度为0.2-7.0mm，所述下壳体的侧壁的厚度为0.55-4.8mm。

进一步的，所述上壳体的侧壁的高度为0.5-7.0mm，所述下壳体的侧壁的高度为0.5-1.5mm。

进一步的，所述上壳体由不锈钢或陶瓷体制成，所述上壳体由铝或铝合金制成，在上壳体和下壳体的连接处填充有胶水。

本实用新型还提供了一种超声波传感器，是使用了上述的任一种超声波传感器外壳结构制成的。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

1、上壳体的密度和/或比重比下壳体大，通过两者的过盈配合将两种材料和而为一个整体。该种组合结构的外壳制成的传感器巧妙的解决了因为外壳整体是相同的材料，重量，密度、比重都一样导致的能量减弱、角度较大的问题。

2、由本实用新型超声波传感器外壳结构制成的超声波传感器，当振动由下壳体向上壳体传递时，即是向另一个材料传递，因上壳体材料密度或比重比下壳体高，振动被阻隔在两者的结合位置，而无法继续往上壳体传递。这样带来的结果是，高密度或高比重材料制成的上壳体未进行振动或振动极小，故能量没有被耗散或耗散极小，所以振动能量被集中于下壳体即外壳本体的底部，能量高了测试距离就远，最终能够达到自动泊车4米以上的测试距离。

3、因为侧壁的振动只有下壳体的侧壁部分，侧壁振动面积减小一半以上，传感器主角度未被加大，故传感器整体角度较小。角度小后在4米以上的测试距离上，不会出现探测到地面的情况。

附图说明

图1、图2、图3和图4分别是本实用新型的实施例7和实施例10中，带有不同孔径的内环的外壳结构的结构示意图；其中，图1、图3和图4还是本实用新型的实施例8和实施例11中，带有不同孔径的内环的外壳结构的结构示意图；

图5、图6和图7是分别是本实用新型的实施例6和实施例9中，带有不同壁厚的外壳结构的结构示意图；

图8是实施例13中，应用本实新型的超声波传感器外壳结构制成的双绞线出线方式的超声波传感器；

图9是实施例13中，应用本实新型的超声波传感器外壳结构制成的塑料插针出线方式的超声波传感器；

图10是实施例13中，应用本实新型的超声波传感器外壳结构制成的FPC出线方式的超声波传感器；

图11是应用本实新型的超声波传感器外壳结构制成的超声波传感器的角度图；

图12是应用本实新型的超声波传感器外壳结构制成的超声波传感器的声压级值图；

图13是应用本实新型的超声波传感器外壳结构制成的超声波传感器的旁瓣图；

图14是是本实用新型的实施例3的结构示意图；

图15是是本实用新型的实施例4的结构示意图。

图中标记：1-下壳体，2-上壳体，3-第一台阶，4-内环，5-第一安装腔，6-第二台阶，7-第二安装腔，8-定位柱，9-定位槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1:

如图1-7所示，一种超声波传感器外壳结构，包括外壳本体，所述外壳本体包括下壳体1和与下壳体1固定连接的上壳体2，下壳体1内设有第一安装腔5，上壳体2内设有与第一安装腔5连通的第二安装腔7，且上壳体2的密度和/或比重比下壳体1大。在本实施例中，上壳体2由不锈钢制成，下壳体1由铝合金制成。

由本实用新型超声波传感器外壳结构制成的超声波传感器，在工作时：外壳底部工作开始振动，当振动由下壳体1向上壳体2传递时，即是向另一个材料传递，因上壳体2材料密度或比重比下壳体1高，振动被阻隔在两者的结合位置，而无法继续往上壳体2传递。这样带来的结果是，高密度或高比重材料制成的上壳体2未进行振动或振动极小，故能量没有被耗散或耗散极小，所以振动能量被集中于下壳体1即外壳本体的底部，能量高了测试距离就远，最终能够达到自动泊车4米以上的测试距离。

同时因为侧壁的振动只有下壳体1的侧壁部分，侧壁振动面积减小一半以上，传感器主角度未被加大，故传感器整体角度较小。角度小后在4米以上的测试距离上，不会出现探测到地面的情况。

实施例2：

如图1所示，本实施是在实施例1的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述下壳体1呈环状且横截面呈U字型，上壳体2呈环状，上壳体2的侧壁底端和下壳体1的侧壁顶端紧配合固定连接。上壳体2和下壳体1均呈环状便于两者通过侧壁进行紧配合实现固定连接。

实施例3：

如图14所示，本实施是在实施例1的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述下壳体1的侧壁设有定位柱8，所述上壳体2的侧壁上在与定位柱8相对应的位置上开设有定位槽9，所述下壳体1和上壳体2通过定位柱8和定位槽9的配合实现紧配合固定连接。

优选的，所述下壳体1的侧壁的定位槽9的横截面呈凹字型。本实施例中，定位柱8是连续设置的，也可以不是连续设置的。当定位柱8不是连续设置时，在不连续设置的位置下壳体1的侧壁的横截面为一字型。

实施例4：

如图15所示，本实施是在实施例1的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述上壳体2的侧壁设有定位柱8，所述下壳体1的侧壁上在与定位柱8相对应的位置上开设有定位槽9，所述下壳体1和上壳体2通过定位柱8和定位槽9的配合实现紧配合固定连接。本实施例中，定位柱8是连续设置的，也可以不是连续设置的。当定位柱8不是连续设置时，在不连续设置的位置下壳体1的侧壁的横截面为一字型。

优选的，所述下壳体1的侧壁的定位柱8的横截面呈凸字型。

实施例5：

如图1所示，本实施是在实施例1的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述下壳体1的侧壁顶端设有第一台阶3，所述上壳体2的侧壁底端设有第二台阶6，所述下壳体1和上壳体2通过第一台阶3和第二台阶6的配合实现紧配合固定连接。设置了第一台阶3和第二台阶6是为了便于上壳体2和下壳体1实现紧配合进而实现固定连接。在上壳体2和下壳体1的连接处填充有胶水，以便填充满间隙，且防止上壳体2和下壳体1因为工作时间久了产生松动，在本实施例中，胶水为单组分环氧树脂胶。

在这里需要说明的是，本实施例所说的紧配合不只是装配中的过盈紧配合，还可以是螺纹连接、胶水粘接、过盈配合加胶水粘接。同时，在本实施例中，所说的第一台阶3和第二台阶6是指连续的环状台阶。

实施例6：

如图5-7所示，本实施是在实施例5的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述第一台阶3设置在下壳体1的侧壁内侧，所述第二台阶6设置在上壳体2的侧壁外侧，上壳体2的第二台阶6紧配合在下壳体1的第一台阶3内实现固定连接。在本实施例中，所述上壳体2的侧壁的厚度为0.2-7.0mm，所述下壳体1的侧壁的厚度为0.55-4.8mm。

实施例6：

如图1-4所示，本实施是在实施例5的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述第一台阶3设置在下壳体1的侧壁内侧，所述第二台阶6设置在上壳体2的侧壁外侧，上壳体2的第二台阶6紧配合在下壳体1的第一台阶3内实现固定连接。在本实施例中，所述上壳体2的侧壁底部向内凸出形成内环4，所述内环4的孔径为2-14mm。

实施例7：

如图1、图3和图4所示，本实施是在实施例5的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述第一台阶3设置在下壳体1的侧壁内侧，所述第二台阶6设置在上壳体2的侧壁外侧，上壳体2的第二台阶6紧配合在下壳体1的第一台阶3内实现固定连接。在本实施例中，所述上壳体2的侧壁的高度为0.5-7.0mm，所述下壳体1的侧壁的高度为0.5-1.5mm。

实施例8：

如图5-7所示，本实施是在实施例5的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述第一台阶3设置在下壳体1的侧壁外侧，所述第二台阶6设置在上壳体2的侧壁内侧，下壳体1的第一台阶3紧配合在上壳体2的第二台阶6内实现固定连接。在本实施例中，所述上壳体2的侧壁的厚度为0.2-7.0mm，所述下壳体1的侧壁的厚度为0.55-4.8mm。

实施例9：

如图1-4所示，本实施是在实施例5的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述第一台阶3设置在下壳体1的侧壁外侧，所述第二台阶6设置在上壳体2的侧壁内侧，下壳体1的第一台阶3紧配合在上壳体2的第二台阶6内实现固定连接。在本实施例中，所述上壳体2的侧壁底部向内凸出形成内环4，所述内环4的孔径为2-14mm。

实施例10：

如图1、图3和图4所示，本实施是在实施例5的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述第一台阶3设置在下壳体1的侧壁外侧，所述第二台阶6设置在上壳体2的侧壁内侧，下壳体1的第一台阶3紧配合在上壳体2的第二台阶6内实现固定连接。在本实施例中，所述上壳体2的侧壁的高度为0.5-7.0mm，所述下壳体1的侧壁的高度为0.5-1.5mm。

实施例11：

如图1所示，本实施是在实施例5的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述上壳体2还可以由陶瓷体或合成石等制成，所述上壳体2还可以由铝等制成，总之，上壳体2的密度和/或者比重比下壳体1大。

实施例12：

本实用新型还提供了一种超声波传感器，是使用了实施例1-11任一种超声波传感器外壳结构制成的。传感器的内部结构和现有技术中只能探测到2米左右的距离的传感器内部结构相同，包括了双绞线(图8)、塑料插针(图9)、FPC(图10)等各种出现方式。

如图11所示，由本实用新型的外壳制成的超声波传感器在58KHz状态下为44°，目前市面上的传感器在58KHz时为55°，目前在单角度探芯领域，能够在58KHz状态下低于50°的产品还没有。

如图12所示，由本实用新型的外壳制成的超声波传感器的声压级值为99dB，目前市面上的传感器多数的声压级为90dB，声压级越高，探测灵敏度越高，同时声压级每增高3dB，探芯探测灵敏度增加30％。

如图13所示，由本实用新型的外壳制成的超声波传感器的声压级角度图中的旁瓣＜-27dB，目前市面上的传感器多数旁瓣都在-20dB左右。旁瓣越小探芯误报的问题就能解决。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，包括外壳本体，所述外壳本体包括下壳体(1)和与下壳体(1)固定连接的上壳体(2)，下壳体(1)内设有第一安装腔(5)，上壳体(2)内设有与第一安装腔(5)连通的第二安装腔(7)，且上壳体(2)的密度和/或比重比下壳体(1)大。

2.根据权利要求1所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述下壳体(1)呈环状且横截面呈U字型，上壳体(2)呈环状，上壳体(2)的侧壁底端和下壳体(1)的侧壁顶端紧配合固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述下壳体(1)的侧壁设有定位柱(8)，所述上壳体(2)的侧壁上在与定位柱(8)相对应的位置上开设有定位槽(9)，所述下壳体(1)和上壳体(2)通过定位柱(8)和定位槽(9)的配合实现紧配合固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述上壳体(2)的侧壁设有定位柱(8)，所述下壳体(1)的侧壁上在与定位柱(8)相对应的位置上开设有定位槽(9)，所述下壳体(1)和上壳体(2)通过定位柱(8)和定位槽(9)的配合实现紧配合固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述下壳体(1)的侧壁的定位柱(8)的横截面呈凸字型。

6.根据权利要求4所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述下壳体(1)的侧壁的定位槽(9)的横截面呈凹字型。

7.根据权利要求2所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述下壳体(1)的侧壁顶端设有第一台阶(3)，所述上壳体(2)的侧壁底端设有第二台阶(6)，所述下壳体(1)和上壳体(2)通过第一台阶(3)和第二台阶(6)的配合实现紧配合固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述第一台阶(3)设置在下壳体(1)的侧壁内侧，所述第二台阶(6)设置在上壳体(2)的侧壁外侧，上壳体(2)的第二台阶(6)紧配合在下壳体(1)的第一台阶(3)内实现固定连接。

9.根据权利要求7所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述第一台阶(3)设置在下壳体(1)的侧壁外侧，所述第二台阶(6)设置在上壳体(2)的侧壁内侧，下壳体(1)的第一台阶(3)紧配合在上壳体(2)的第二台阶(6)内实现固定连接。

10.根据权利要求8或9所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述上壳体(2)的侧壁底部向内凸出形成内环(4)，所述内环(4)的孔径为2-14mm。

11.根据权利要求8或9所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述上壳体(2)的侧壁的厚度为0.2-7.0mm，所述下壳体(1)的侧壁的厚度为0.55-4.8mm。

12.根据权利要求8或9所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述上壳体(2)的侧壁的高度为0.5-7.0mm，所述下壳体(1)的侧壁的高度为0.5-1.5mm。

13.根据权利要求1-9任一所述的一种超声波传感器外壳结构，其特征在于，所述上壳体(2)由不锈钢或陶瓷体制成，所述上壳体(2)由铝或铝合金制成，在上壳体(2)和下壳体(1)的连接处填充有胶水。

14.一种超声波传感器，其特征在于，使用了权利要求1至13任一权利要求所述的超声波传感器外壳结构。

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