CN216374482U - 一种车载传感器的清洗装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载传感器的清洗装置及车辆，包括安装于传感器的顶部的清洗机构，传感器为安装于车体侧身的传感器，清洗机构在工作状态下能够对传感器的前端面进行清洗，传感器的左右两侧中的至少一侧设置有挡风板，且至少当清洗机构处于工作状态时，挡风板处于第一预设位置；其中，第一预设位置为挡风板处于探出传感器的前端面预设距离的位置。该清洗装置，能够使得清洗机构的喷嘴所喷射的清洁剂能够更多的喷射到传感器的前端面，从而降低车身侧部的高速气流对喷嘴喷出清洁剂的影响，有助于清洗效率。

Description

一种车载传感器的清洗装置及车辆

技术领域

本实用新型涉及传感器应用技术领域，更具体地说，涉及一种车载传感器的清洗装置及车辆。

背景技术

无人驾驶车辆上的传感器在自动驾驶及其安全性能上扮演了重要角色，诸如摄像头，激光雷达等传感器表面若被污染物遮盖会降低传感器灵敏度引起严重后果，因此传感器配套的清洗装置的性能在安全方面发挥了重要作用。

目前的清洗方案主要有气体清洗，液体清洗，和机械式清洗三种方式，这三种方案面对不同的应用场景各有利弊。气体清洗和液体清洗由于没有机械结构，其生产工艺及工作稳定性方面有着天然优势，从而逐渐成为主流。

由于摄像头，激光雷达一类的传感器在工作时处于车身外部，在汽车行驶时外部空气流场往往会对气体和液体清洗方案起到负面作用。尤其是车身两侧安装的传感器，可能会随着车速的增加，清洗性能会受到明显影响。特别是在车以高速行驶的状况下车辆外空气流场的速度较大，如果传感器的外形和安装位置不够理想，很有可能导致清洗效率大幅下降，间接的导致传感器失效，造成严重的事故。

综上所述，如何解决清洗装置对车身两侧的传感器清洗时容易受到车外空气流场影响，继而导致清洗效率下降的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种车载传感器的清洗装置及车辆，以解决清洗装置对车身两侧的传感器清洗时容易受到车外空气流场影响，继而导致清洗效率下降的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种车载传感器的清洗装置，包括安装于传感器的顶部的清洗机构，所述传感器为安装于车体侧身的传感器，所述清洗机构在工作状态下能够对所述传感器的前端面进行清洗，所述传感器的左右两侧中的至少一侧设置有挡风板，且至少当所述清洗机构处于工作状态时，所述挡风板处于第一预设位置；其中，所述第一预设位置为所述挡风板处于探出所述传感器的前端面预设距离的位置。

可选地，所述挡风板设置于车辆向前行驶时所述传感器所对应的迎风侧。

可选地，所述挡风板以可滑动的方式设置于所述传感器的迎风侧，且当所述清洗机构处于工作状态时，所述挡风板处于所述第一预设位置；当所述清洗机构处于非工作状态时，所述挡风板位于第二预设位置；其中，所述第二预设位置为所述挡风板处于未探出所述传感器的前端面的位置。

可选地，所述清洗机构包括导流腔体、连接有清洗管路的喷嘴和用于驱动所述导流腔体横向运动的驱动组件；

所述导流腔体位于所述传感器的顶部且自所述传感器的左侧向所述传感器的右侧延伸布置，所述导流腔体的一端为开口端，所述导流腔体的另一端为封闭端，且所述开口端位于所述迎风侧；

所述喷嘴集成于所述导流腔体的下腔壁，所述下腔壁上设置有沿所述喷嘴的喷射方向布置的出风口；

当所述清洗机构处于工作状态时，所述导流腔体自所述传感器的顶部横向探出所述传感器的前端面；当所述清洗机构处于非工作状态时，所述导流腔体收纳于所述传感器的顶部且未探出所述传感器的前端面。

可选地，所述挡风板以竖向布置的方式集成于所述导流腔体的开口端的下边沿，且当所述导流腔体横向探出到位时，所述挡风板处于所述第一预设位置；当所述导流腔体收纳到位时，所述挡风板处于所述第二预设位置。

可选地，任意相邻两个所述喷嘴之间至少设置有一个所述出风口。

可选地，所述驱动组件包括直线驱动器和支撑杆，所述支撑杆的一端与所述直线驱动器的运动端固定连接，所述支撑杆的另一端与所述导流腔体的外壁固定连接。

可选地，所述支撑杆为中空结构，所述清洗管路位于所述支撑杆的中空结构内。

可选地，所述挡风板的厚度取值为2mm。

相比于背景技术介绍内容，上述车载传感器的清洗装置，包括安装于传感器的顶部的清洗机构，传感器为安装于车体侧身的传感器，清洗机构在工作状态下能够对传感器的前端面进行清洗，传感器的左右两侧中的至少一侧设置有挡风板，且至少当清洗机构处于工作状态时，挡风板处于第一预设位置；其中，第一预设位置为挡风板处于探出传感器的前端面预设距离的位置。该清洗装置，在实际应用过程中，当清洗机构处于工作状态时，挡风板处于第一预设位置，也即挡风板处于探出传感器的前端面预设距离的位置，车辆向前行驶时，车身侧部的高速空气流需要绕过挡风板流动，安装于车身侧部的传感器的前端面的空气流体呈涡流形态，继而清洗机构在工作状态下对传感器的前端面进行清洗的过程中，能够使得清洗机构的喷嘴所喷射的清洁剂能够更多的喷射到传感器的前端面，从而降低车身侧部的高速气流对喷嘴喷出清洁剂的影响，有助于清洗效率。

另外，本实用新型还提供了一种车辆，包括车载传感器的清洗装置，且该车载传感器的清洗装置为上述任一方案所描述的车载传感器的清洗装置。由于上述车载传感器的清洗装置具有上述技术效果，因此具有该车载传感器的清洗装置的车辆也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的挡风板设置于传感器的侧部且探出传感器的前端面较短的透视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的挡风板设置于传感器的侧部且探出传感器的前端面较长的透视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的传感器和清洗机构处于非工作状态的透视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的导流腔体及驱动组件的透视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的导流腔体的局部放大透视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的传感器和清洗机构处于工作状态的透视结构示意图；

图7为图1结构所对应的流场图；

图8为图2结构所对应的流场图；

图9为本实用新型实施例提供的清洗机构处于工作状态的俯视流场图；

图10为本实用新型实施例提供的清洗机构处于工作状态时导流腔体内的流场图。

其中，图1-图10中：

传感器1、清洗机构2、导流腔体21、开口端21a、出风口21b、喷嘴22、驱动组件23、挡风板3。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种车载传感器的清洗装置及车辆，以解决清洗装置对车身两侧的传感器清洗时容易受到车外空气流场影响，继而导致清洗效率下降的问题。

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。

请参阅图1-图10，本实用新型实施例提供一种车载传感器的清洗装置，包括安装于传感器1的顶部的清洗机构2，传感器1为安装于车体侧身的传感器，清洗机构在2工作状态下能够对传感器1的前端面进行清洗，传感器1的左右两侧中的至少一侧设置有挡风板3，且至少当清洗机构2处于工作状态时，挡风板3处于第一预设位置；其中，第一预设位置为挡风板3处于探出传感器1的前端面预设距离的位置。前端面也即传感器的探测面，传感器1可以为摄像头，激光雷达等需要对前端面进行清洗的车载传感器。

该清洗装置，在实际应用过程中，当清洗机构2处于工作状态时，挡风板3处于第一预设位置，也即挡风板3处于探出传感器1的前端面预设距离的位置，车辆向前行驶时，车身侧部的高速空气流需要绕过挡风板3流动，安装于车身侧部的传感器1的前端面的空气流体呈涡流形态，继而清洗机构2在工作状态下对传感器1的前端面进行清洗的过程中，能够使得清洗机构2的喷嘴所喷射的清洁剂能够更多的喷射到传感器的前端面，从而降低车身侧部的高速气流对喷嘴喷出清洁剂的影响，有助于清洗效率。

需要说明的是，前述至少当清洗机构2处于工作状态时，挡风板3处于第一预设位置，具体可以理解为：挡风板可以设计成始终保持在第一预设位置，也可以设计成位置可调控的方式，比如，当清洗机构2处于工作状态时，挡风板3被调控至第一预设位置，当清洗机构2处于非工作状态时，挡风板3被调控至其他位置。

另外需要说明的是，一般认为前述挡风板探出传感器的前端面的预设距离越长，越有助于提升清洗效率，降低高速气流的影响，但挡风板伸出长度过长会影响传感器(比如，雷达)的视野，同时挡风板伸出过长的结构强度也会受到影响，存在易折断的问题；另外挡风板伸出长度过长会导致低速区内分布差异较大，容易出现清洗不均匀的现象，不利于清洁系统性能稳定发挥，因此也不宜探出过长，并且还需要考虑清洗机构工作时喷嘴所处传感器的前端面的具体设计位置。申请人经过大量试验验证发现，上述预设距离设计一般选取为5mm-15mm，基本可以满足大部分车型的设计需求。

此外，需要说明的是，一般来说，挡风板的长度一般与传感器一致或短于传感器长度，宽度需要根据传感器(比如，激光雷达)的视野进行调整。以激光雷达为例，由于激光雷达在近距离存在盲区，而挡风板往往会挡住一部分近距离的视野，所以挡风板的具体宽度需要配合激光雷达的视野进行调整，挡风板厚度主要取决于强度是否能够承受车辆高速行驶下迎面吹来的风压以及设备材料本身强度，以一般车辆所使用的结构钢为例，在车速30m/s的情况下，2mm的厚度足够支撑强度，在来流速度为30m/s时挡风板最大变形量仅为0.01mm。结合加工难度，如果挡风板过薄会加大加工难度，降低挡板平面度，所以权衡这两方面因素挡风板保持在2mm厚度为较为合理的选择。当然2mm厚度仅仅是本新型的可选厚度值，实际应用过程中，还可以根据实际需求选择其他数值。

在一些具体的实施方案中，上述挡风板3可选设置于车辆向前行驶时传感器1所对应的迎风侧。通过设计在传感器的迎风侧，使得挡风板处于第一预设位置时，也即探出传感器的前端面时，挡风板能够直接阻挡高速空气流体对喷嘴位置冲击，高速空气流必须要绕过挡板后才能到达传感器的前端面，能够更有效地降低高速空气流对喷嘴喷射的清洗剂的流向产生影响。当然可以理解的是，上述挡风板设置于传感器的迎风侧的方式仅仅是可选的方案，也可以设计成传感器的背风侧布置挡风板，又或者传感器的迎风侧和背风侧同时布置挡风板，只不过相比于挡风板设计于迎风侧的效果最好。

进一步的实施方案中，挡风板3具体可以设计成以可滑动的方式设置于传感器1的迎风侧，且当清洗机构2处于工作状态时，挡风板3处于第一预设位置；当清洗机构2处于非工作状态时，挡风板3位于第二预设位置；其中，第二预设位置为挡风板3处于未探出传感器的前端面的位置。通过将挡风板设计成可滑动的方式，使得清洗机构在非工作状态时，挡风板能够被收纳于传感器的前端面的后方，有助于提升车身侧部的整齐性和美观性。

进一步的实施方案中，上述清洗机构2具体可以包括导流腔体21、连接有清洗管路的喷嘴22和用于驱动导流腔体横向运动的驱动组件23；该导流腔体21位于传感器1的顶部且自传感器1的左侧向传感器1的右侧延伸布置，导流腔体21的一端为开口端21a，导流腔体21的另一端为封闭端，且开口端位于迎风侧；喷嘴22集成于导流腔体21的下腔壁，下腔壁上设置有沿喷嘴22的喷射方向布置的出风口21b；当清洗机构2处于工作状态时，导流腔体21自传感器1的顶部横向探出传感器1的前端面；当清洗机构2处于非工作状态时，导流腔体21收纳于传感器1的顶部且未探出传感器1的前端面。通过将清洗机构设计成上述结构形式，由于导流腔体的开口端位于传感器的迎风侧，高速空气流体进入自开口端进入导流腔体的内部，并通过出风口吹出，而出风口的出风方向又与喷嘴喷射清洗剂的方向相同，因此能够对喷嘴喷射的清洗剂起到一定的引流作用，从而使得更多的清洗剂被喷射到传感器的前端面的需要位置，更进一步的提升了清洗装置的清洗效率。另外，需要说明的是，由于清洗机构以可横向探出且可收纳的方式布置于传感器的顶部，也有助于提高清洗机构的隐藏性，有助于提升车身的美观。其中，横向是指传感器的探测面所朝向的方向，传感器的左侧对应于传感器的迎风侧。

进一步的实施方案中，上述挡风板3以竖向布置的方式集成于导流腔体21的开口端21a的下边沿，且当导流腔体21横向探出到位时，挡风板3处于第一预设位置；当导流腔体21收纳到位时，挡风板3处于第二预设位置。通过将挡风板3集成于导流腔体的开口端的下边沿，使得挡风板能够对导流腔体的运动而在第一预设位置和第二预设位置之间切换，避免了单独对挡风板设置驱动机构。

进一步的实施方案中，为了更好的保证喷嘴的喷射效果，一般在任意相邻两个喷嘴22之间至少设置有一个出风口21b。通过将出风口设计成上述结构形式，使得出风口对各个喷嘴的引流效果相对比较均匀，有助于提升喷射效果。需要说明的是，由于清洗剂喷嘴的加工成本通常较高，所以数量一般被控制在4个，相应的根据仿真结果清洗剂喷嘴与气流出口(出风口)配合相间布置为最优方式。

在一些具体的实施方案中，上述驱动组件23具体可以包括直线驱动器和支撑杆，支撑杆的一端与直线驱动器的运动端固定连接，支撑杆的另一端与导流腔体21的外壁固定连接。通过直线驱动器带动支撑杆横向运动，从而实现导流腔体的横向运动。其中，直线驱动器具体可以采用直线电机，又或者是本领域技术人员常用的其他直线驱动结构，比如，丝杠机构等，在此不做更具体的限定。

进一步的实施方案中，上述支撑杆可选设计为中空结构，清洗管路可以布置在支撑杆的中空结构内，从而使得清洗机构整体外观更加整洁。

另外，本实用新型还提供了一种车辆，包括车载传感器的清洗装置，且该车载传感器的清洗装置为上述任一方案所描述的车载传感器的清洗装置。由于上述车载传感器的清洗装置具有上述技术效果，因此具有该车载传感器的清洗装置的无人驾驶车辆也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。其中，本文中的车辆可以为无人驾驶车辆，或者辅助驾驶车辆等安装有上述任一方案所描述的车载传感器的清洗装置的车辆。

以上对本实用新型所提供的车载传感器的清洗装置及车辆进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。

应当理解，本实用新型中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。

如本实用新型和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本实用新型实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本实用新型实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载传感器的清洗装置，其特征在于，包括安装于传感器(1)的顶部的清洗机构(2)，所述传感器(1)为安装于车体侧身的传感器，所述清洗机构(2)在工作状态下能够对所述传感器(1)的前端面进行清洗，所述传感器(1)的左右两侧中的至少一侧设置有挡风板(3)，且至少当所述清洗机构(2)处于工作状态时，所述挡风板(3)处于第一预设位置；

其中，所述第一预设位置为所述挡风板(3)处于探出所述传感器(1)的前端面预设距离的位置。

2.如权利要求1所述的车载传感器的清洗装置，其特征在于，所述挡风板(3)设置于车辆向前行驶时所述传感器(1)所对应的迎风侧。

3.如权利要求2所述的车载传感器的清洗装置，其特征在于，所述挡风板(3)以可滑动的方式设置于所述传感器(1)的迎风侧，且当所述清洗机构(2)处于工作状态时，所述挡风板(3)处于所述第一预设位置；当所述清洗机构(2)处于非工作状态时，所述挡风板(3)位于第二预设位置；

其中，所述第二预设位置为所述挡风板(3)处于未探出所述传感器的前端面的位置。

4.如权利要求3所述的车载传感器的清洗装置，其特征在于，所述清洗机构(2)包括导流腔体(21)、连接有清洗管路的喷嘴(22)和用于驱动所述导流腔体(21)横向运动的驱动组件(23)；

所述导流腔体(21)位于所述传感器(1)的顶部且自所述传感器(1)的左侧向所述传感器(1)的右侧延伸布置，所述导流腔体(21)的一端为开口端(21a)，所述导流腔体(21)的另一端为封闭端，且所述开口端(21a)位于所述迎风侧；

所述喷嘴(22)集成于所述导流腔体(21)的下腔壁，所述下腔壁上设置有沿所述喷嘴(22)的喷射方向布置的出风口(21b)；

当所述清洗机构(2)处于工作状态时，所述导流腔体(21)自所述传感器(1)的顶部横向探出所述传感器(1)的前端面；当所述清洗机构(2)处于非工作状态时，所述导流腔体(21)收纳于所述传感器(1)的顶部且未探出所述传感器(1)的前端面。

5.如权利要求4所述的车载传感器的清洗装置，其特征在于，所述挡风板(3)以竖向布置的方式集成于所述导流腔体(21)的开口端(21a)的下边沿，且当所述导流腔体(21)横向探出到位时，所述挡风板(3)处于所述第一预设位置；当所述导流腔体(21)收纳到位时，所述挡风板(3)处于所述第二预设位置。

6.如权利要求4所述的车载传感器的清洗装置，其特征在于，任意相邻两个所述喷嘴(22)之间至少设置有一个所述出风口(21b)。

7.如权利要求4所述的车载传感器的清洗装置，其特征在于，所述驱动组件(23)包括直线驱动器和支撑杆，所述支撑杆的一端与所述直线驱动器的运动端固定连接，所述支撑杆的另一端与所述导流腔体(21)的外壁固定连接。

8.如权利要求7所述的车载传感器的清洗装置，其特征在于，所述支撑杆为中空结构，所述清洗管路位于所述支撑杆的中空结构内。

9.如权利要求1-8中任一项所述的车载传感器的清洗装置，其特征在于，所述挡风板(3)的厚度取值为2mm。

10.一种车辆，包括车载传感器的清洗装置，其特征在于，车载传感器的清洗装置为如权利要求1-9中任一项所述的车载传感器的清洗装置。

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