CN218669705U - 气泵以及自动驾驶车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气泵以及车辆，涉及人工智能技术领域，尤其涉及自动驾驶技术领域。气泵包括：气体本体和电磁阀，气泵本体包括第一气室和第二气室，第一气室顶部开设有进气口，第二气室底部开设有出气口和排水口；电磁阀，电磁阀与排水口相邻设置，用于控制排水口的开启和关闭。

Description

气泵以及自动驾驶车辆

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种气泵以及自动驾驶车辆。

背景技术

气泵作为无人驾驶车辆传感器清洁系统的组成部分，当空气湿度较大时，气泵压缩空气会产生冷凝水，残留于气泵和管路内，影响气泵及其他期间使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提供了一种气泵以及自动驾驶车辆。

根据本实用新型的一方面，提供了一种气泵，包括：气泵本体，其中，气泵本体包括第一气室和第二气室，第一气室顶部开设有进气口，第二气室底部开设有出气口和排水口；电磁阀，电磁阀与排水口相邻设置，用于控制排水口的开启和关闭。

进一步地，第一气室与第二气室固定连接，第二气室位于第一气室的底部，第一气室用于压缩空气，第二气室用于储存高压气体以及收集冷凝水。

进一步地，气泵本体还包括：电动机、曲杆和活塞，其中，曲杆用于连接电动机和活塞，电动机用于驱动曲杆，使得活塞在第一气室中作往复运动。

进一步地，活塞上开设有气道，气道底部安装有压力阀；气道用于连通第一气室和第二气室，使得高压气体从第一气室进入第二气室。

进一步地，还包括：压力传感器，压力传感器设置在第二气室的侧壁，压力传感器用于获取第二气室内气体的压强数据。

进一步地，还包括：加热部件，加热部件位于电磁阀的顶部，加热部件用于加热第二气室内的冷凝水。

进一步地，还包括：控制器，控制器用于控制电磁阀开启或关闭。

进一步地，控制器分别与电磁阀、加热部件和压力传感器电连接。

进一步地，进气口安装有单向阀。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种自动驾驶车辆，包括上述实施例的气泵。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型本实用新型的范围。本实用新型本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本实用新型的限定。其中：

图1示意性示出了根据本实用新型一实施例的气泵的示意图；

图2示意性示出了根据本实用新型一实施例的气泵的结构图；

图3示意性示出了根据本实用新型另一实施例的气泵的结构图；

图4示意性示出了根据本实用新型又一实施例的气泵的示意图；

图5示意性示出了根据本实用新型又一实施例的气泵的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

需要说明的是，附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是为了便于对本发明实施例的内容的理解。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本实用新型本实用新型。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

在无人驾驶车辆传感器清洁系统中，气泵通过压缩空气产生高压气体，高压气体通过管路喷在传感器表面，从而达到传感器清洁的目的。然而在阴雨天气下，由于空气湿度较大，气泵在压缩空气时会产生冷凝水，残留于气泵和管路内，影响气泵及其他器件使用寿命。

相关技术中往往需要在气泵前端使用干燥罐，对进入气泵的空气进行干燥，在气泵后端配置单独的储气罐，用于储存气体并收集冷凝水，定时排出。但这种方式造成清洁系统复杂，占用较大体积，增加整车的质量，不利于汽车的轻量化。基于上述技术问题，本实用新型实施例提供一种降低清洁系统复杂度的气泵及汽车，下面将结合图1至图5介绍本实用新型实施例提供的气泵。

图1示意性示出了根据本实用新型一实施例的气泵的示意图。图2示意性示出了根据本实用新型一实施例的气泵的结构图。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的气泵100包括气泵本体1和电磁阀2。气泵本体1包括第一气室11和第二气室12，第一气室11顶部开设有进气口111，第二气室12底部开设有出气口121和排水口122。电磁阀2和排水口122相邻设置，电磁阀2可以设置在排水口顶部靠近第二气室内壁的一侧，也可以设置在排水口底部第二气室的外侧，电磁阀2用于控制排水口122的开启和关闭。

示例性地，第一气室11和第二气室12固定连接，第二气室12位于第一气室11的底部，第一气室11用于压缩空气，第二气室12用于储存压缩后的高压气体。具体的，第二气室12的水平高度要低于第一气室11，例如第二气室12可以设置在第一气室11的正下方；第二气室12也可以设置在第一气室11的侧下方。由于第二气室12位于第一气室11的底部，使得气泵压缩空气的过程中产生的冷凝水在自身重力的作用下汇聚在第二气室12中。需要说明的是，第一气室11和第二气室12可以是一体制成的部件，也可以是两个独立部件进行密封连接。为了更好的将第二气室12中的冷凝水排出，第二气室12中的排水122可以设置在气泵的最低点，即第二气室的底部。此外，出气121的位置可以根据实际需求进行调整，即根据管路的排布调整开设位置，出气口也可以开设在第二气室的侧边。

通过本实用新型实施例提供的气泵，气泵压缩空气产生的冷凝水能够收集到第二气室中，由于第二气室底部开设有排水口，并在排水口安装电磁阀，控制电磁阀开启即可将第二气室收集的冷凝水随高压气体从排水口中排出。相比于相关技术中通过干燥罐和储气罐处理冷凝水的方案，本实用新型实施例提供的气泵系统将多个部件集成为一个总成，集成度更高，从而降低了系统成本及重量并节约了成本。

图3示意性示出了根据本实用新型另一实施例的气泵的结构图。

如图3所示，本实用新型实施例提供的气泵本体1还包括活塞13、电动机14和曲杆15。曲杆15用于连接电动机14和活塞13，电动机14用于驱动曲杆15，使得活塞13在第一气室11中作往复运动，随着活塞13在第一气室11进行的往复运动，第一气室11的气体被压缩成高压气体。

示例性地，活塞13上开设有气道131，气道131底部安装有压力阀132。气道131用于连通第一气室11和第二气室12，使得高压气体从第一气室11通过压力阀132进入第二气室12。压力阀132可以是泄压阀或安全阀，能够根据气泵第一气室内的压力自动开启和关闭。当气压大于一定阈值时，压力阀132自动开启，使得高压气体通过气道131进入第二气室12；当气压小于该阈值时，压力阀132自动关闭。

示例性地，第一气室11中的进气111处安装有单向阀112，单向阀112的作用是限制气体的流动方向，即气泵外气体只能流向第一气室11，第一气室11的气体无法从单向阀112流向气泵外。

下面将对本实用新型实施例的气泵的工作过程及原理进行介绍。当电动机14上电后，电动机转子转动带动曲杆15转动，使得与曲杆15连接的活塞13在第一气室11中作往复运动。当活塞13向下运动时，气泵外的空气从进气口111的单向阀112进入第一气室11；当活塞13向上运动时，由于单向阀112的存在，第一气室11的空气无法流向外界，第一气室11的空气压强随着气体体积减小而增大，从而完成压缩空气的过程。当第一气室11的空气压强达到压力阀132阈值时，压力阀132自动开启，使得第一气室11的高压气体通过气道131进入第二气室12，同时压缩空气产生的冷凝水也通过气道131进入第二气室12中，从而完成高压气体的储存以及冷凝水的收集。

图4示意性示出了根据本实用新型又一实施例的气泵的示意图。图5示意性示出了根据本实用新型又一实施例的气泵的结构图。

如图4和图5所示，本实用新型实施例的气泵100还包括压力传感器3、加热部件4和控制器5，压力传感器3设置在第二气室12的侧壁，用于获取第二气室12内气体的压强数据。加热部件4位于电磁阀2的顶部，加热部件4用于加热第二气室12内的冷凝水。控制器5用于控制电磁阀2开启或关闭。

示例性地，控制器5分别与电磁阀2、加热部件4和压力传感器3电连接。控制器5能够获取压力传感器3测量的气体压强数据，并根据该气体压强数据作出不同的控制策略，将控制指令发送至电磁阀2和加热部件4。当电磁阀接收到来自控制器的控制指令时，根据控制指令开启或关闭阀门。当加热部件4接收到控制器5发出的加热指令时，加热部件4开始工作以加热第二气室中的冷凝水。需要说明的是，加热部件4可以是独立的加热电阻或加热丝，当电磁阀2带有加热丝时，此时由于电磁阀2具有加热功能，无需再设置加热部件4。

示例性地，压力传感器3获取的气体压强数据也可以作为其他部件的参考数据，例如可以根据气体压强数据确定电动机是否继续工作；例如可以根据气体压强数据确定电动机的功率；例如可以根据气体压强数据的变化情况确定气泵的健康状态。

示例性地，传感器清洁系统在车辆上电后，先将气泵中第二气室内气体压力维持到设定状态一定时间后，控制器5向电磁阀2发出开启指令，控制电磁阀2打开，将第二气室内的冷凝水通过排水口122随压缩空气排到外界。在车辆行驶的过程中，控制器也可以按照一定频次控制电磁阀开启，使得第二气室的冷凝水通过排水口排出，避免冷凝水长期停留在装置管路中，造成管路等其他器件的损坏。

当室外温度低于零摄氏度时，为防止气泵的冷凝水凝固，导致电磁阀开启后，固态冷凝水无法从第二气室开设的排水口排出，为了克服上述问题，本实用新型实施例提供的气泵通过安装加热部件4，提供加热功能。具体工作过程包括：若控制器5控制电磁阀2打开后，控制器5根据压力传感器3检测到的第二气室压力数据确定第二气室气体压力无变化，则确定排水口处冷凝水结冰上冻，开启加热部件4的加热功能，提高第二气室的温度，将固态的冷凝水加热至液态。在加热一定时间后再次执行前述的控制策略，控制电磁阀开启，此时液态冷凝水通过排水口随高压气体排出：系统在车辆下电后，再次执行前述中的控制策略，控制电磁阀开启，避免系统不工作时，车辆停放在室外，导致冷凝水结冰。

一些实施方式中通过干燥罐和储气罐对冷凝水进行处理，由于多个器件在车辆集成布置时需要大量的空间；且干燥罐干燥能力有限，需要单独的气路回吹来排出干燥罐吸收的水分，系统整体成本较高，重量大。相较于一些实施方式使用干燥罐和储气罐的技术方案，通过本实用新型实施例的气泵100，可以将冷凝水收集到第二气室内，按照特定的控制策略控制设置在排水口旁的电磁阀开启，排放冷凝水。由于本实施例中的气泵并没有使用干燥罐和储气罐，使得气泵的体积和重量都大大减小，降低气泵系统的复杂度，将多个部件集成为一个总成，降低了系统成本及重量并节约了成本。

根据本实用新型实施例的气泵100中的第二气室可以作为小型储气罐使用，出气口连接管路，管路末端安装电磁阀，当需要进行传感器清洁时，控制管路末端的电磁阀开启，高压气体即可从出气口通过管路喷出，以实现清洁传感器的技术效果。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的气泵可应用于人工智能领域的自动驾驶技术领域，具体应用于车辆传感器清洁系统。本实用新型实施例提供的气泵也可用于其他技术领域。本实用新型实施例提供的气泵具体应用领域不作限定。

本实用新型实施例还提供一种自动驾驶车辆，该自动驾驶车辆配置有传感器清洁系统，该传感器清洁系统中包括上述任一实施例中的气泵。在无人驾驶领域中，尤其是在阴雨天气，车辆的传感器清洁系统中对气泵的使用频率较高，即需要频繁吸入外界气体进行压缩，并频繁消耗高压气体对传感器(相机)进行清洁，以保证汽车的感知环境的能力。相关实施例中的传感器清洁系统中为了解决冷凝水堆积的问题，通常在气泵前端安装干燥罐，在空气压缩前对空气进行干燥，并在气泵出气口安装储气罐，存放冷凝水。由于干燥罐干燥能力有限，在频繁使用气泵的场景下，需要单独的气路回吹来排出干燥罐吸收的水分。因此在车辆集成是需要多个器件布置，占用了大量的空间；导致传感器清洁系统整体成本较高，重量大。由于设置了上述实施例的气泵100，在原气泵的基础上，增设第二气室，并在第二气室开设排水口，无需干燥罐和储气罐，使得车辆的车辆传感器清洁系统体积减小，使得汽车可用空间更大，重量更轻，降低传感器清洁系统成本。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气泵，其特征在于，包括：

气泵本体，其中，所述气泵本体包括第一气室和第二气室，所述第一气室顶部开设有进气口，所述第二气室底部开设有出气口和排水口；以及

电磁阀，所述电磁阀与所述排水口相邻设置，用于控制所述排水口的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的气泵，其特征在于，所述第一气室与所述第二气室固定连接，所述第二气室位于所述第一气室的底部，所述第一气室用于压缩空气，所述第二气室用于储存高压气体以及收集冷凝水。

3.根据权利要求1所述的气泵，其特征在于，所述气泵本体还包括：电动机、曲杆和活塞，其中，所述曲杆用于连接所述电动机和所述活塞，所述电动机用于驱动所述曲杆，使得所述活塞在所述第一气室中作往复运动。

4.根据权利要求3所述的气泵，其特征在于，所述活塞上开设有气道，所述气道底部安装有压力阀；所述气道用于连通所述第一气室和所述第二气室，使得高压气体从所述第一气室进入所述第二气室。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气泵，其特征在于，还包括：压力传感器，所述压力传感器设置在所述第二气室的侧壁，所述压力传感器用于获取所述第二气室内气体的压强数据。

6.根据权利要求5所述的气泵，其特征在于，还包括：加热部件，所述加热部件位于所述电磁阀的顶部，所述加热部件用于加热所述第二气室内的冷凝水。

7.根据权利要求6所述的气泵，其特征在于，还包括：控制器，所述控制器用于控制所述电磁阀开启或关闭。

8.根据权利要求7所述的气泵，其特征在于，所述控制器分别与所述电磁阀、所述加热部件和所述压力传感器电连接。

9.根据权利要求8所述的气泵，其特征在于，所述进气口安装有单向阀。

10.一种自动驾驶车辆，其特征在于，包括：

权利要求1-9中任一项所述的气泵。

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