一种激光雷达密封装置的制作方法

本发明涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种激光雷达的密封结构。

背景技术：

由于可以探测行驶前方是否存在障碍物并提供障碍物的距离信息，激光雷达系统被广泛地应用于自动驾驶等各种领域。激光雷达系统包括激光发射系统和探测接收系统，激光发射系统向空间发射激光脉冲信号，激光脉冲信号遇到目标障碍物后反射并被探测接收系统所接收，通过测量激光脉冲信号的往返时间可测量目标障碍物的距离。例如，通过飞行时间(timeofflight，tof)方法可测量目标障碍物的距离，通过对整个目标区域进行扫描探测，最终可实现三维成像。

激光雷达的性能受到多方面因素的影响，例如温度的高低，内部器件的老化程度，甚至于维修的难易程度，而以上问题需要通过激光雷达的密封均可以得到改善，所以如何提高激光雷达的密封性，成为一个较为关注的话题。

技术实现要素：

本发明实施例解决的是激光雷达密封性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种激光雷达，具体技术方案如下：

一种激光雷达，其特征在于，包括光罩、密封件和光罩配合件；所述光罩；所述密封件，具有l形截面；所述光罩配合件，具有第二内壁和第二外壁，内外壁之间设置有凹槽；所述光罩，套设于所述光罩配合件之上；所述密封件，设置于所述光罩配合件的凹槽内部并与所述凹槽内壁贴合；

可选的，所述凹槽包括导向台，所述导向台为所述第二内壁高于凹槽的竖直部分；所述导向台，适于引导所述光罩套设入所述密封件的l形截面；

可选的，所述凹槽还包括第一导向倒角，所述第一导向倒角为所述第二内壁的斜切部分；所述密封件包括第二导向倒角，所述第二导向倒角为密封件外壁沿着与水平方向向里的斜切面；所述第一导向倒角与所述第二导向倒角对应配合；

可选的，所述凹槽还包括第三导向倒角，所述第三导向倒角为所述第二内壁的斜切部分，径向位置低于所述第一导向倒角；所述密封件包括第四导向倒角，所述第四导向倒角为密封件外壁沿着与水平方向向外的斜切面；所述第一导向倒角与所述第三导向倒角对应配合；

可选的，所述密封件具有u形截面；

可选的，具备u形截面的密封件的侧壁高度小于等于所述光罩配合件的凹槽深度；

可选的，所述密封件为弹性部件；

可选的，所述密封件为橡胶材质；

可选的，所述光罩为圆柱形；所述光罩配合件为圆柱形，所述光罩的外径小于所述光罩配合件的外径；

可选的，所述光罩，所述密封件、所述光罩配合件及在所述u型槽的周向上过盈配合。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：1.光罩内外两侧都有密封圈，且形成过盈配合，在光罩局部形变的情况下仍然能有效保持密封性能；2.安装简便，生产过程易于管控；3.拆解维修方便，且能够减少零部件损耗。

可选地，u型截面橡胶圈及其导向倒角的引入，可以使得橡胶圈与光罩以及光罩配合件之间均有一定的耦接配合，因此可以提高密封性能。

可选地，通过光罩配合件的凹槽、u型橡胶圈以及光罩的过盈配合，若激光雷达温度变高，部件受热膨胀，使得彼此间的配合更加紧密，因此也可以提高密封防水的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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它附图。

图1是本发明采用光罩的激光雷达外部结构组成示意图；

图2是本发明光罩的结构示意图；

图3是本发明密封件的结构示意图；

图4是本发明光罩配合件的结构示意图；

图5是本发明安装过程示意图。

具体实施方式

当前激光雷达采用光罩和光罩配合件对雷达进行密封处理，在本发明人所已知的方式中，通常采用对光罩和光罩配合件使用o型圈或者填充胶水进行密封。

比如其中一种方式为利用o型圈对激光雷达进行密封，o型圈密封设计通过光罩对o圈形成挤压进行密封，其缺陷在于1.光罩材料通常为塑料等软性材质，在使用过程中容易发生局部变形，该设计仅在光罩内侧放置o型圈，极易导致局部形成微小空隙而导致密封失效。

另一种方式为填充胶水的方案，该方案为在光罩和光罩配合件接合的地方用胶水填充来进行密封，填胶方案的缺陷在于：1.生产过程难以管控，需要专用的安装和胶水处理设备2.胶水通过在界面粘接进行密封，胶水的耐候性不稳定，容易在长期高温高湿等极端工况使用后粘接失效3.拆解维修困难，胶水返修需要清理残胶，造成大量工作量同时容易导致零部件在清理残胶过程中发生损耗。

为了解决上面所提到的技术问题，本申请提出了一种实施方案，通过引入橡胶圈，且形成过盈配合，因此可以在光罩局部形变的情况下，仍然能有效保持密封性能。另外，安装简便，生产过程易于管控。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以使直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明采用光罩的激光雷达外部结构组成示意图。图1(a)(b)(c)分别是不同角度的示意图。参考图1可知，按照从雷达顶部到底部的顺序，激光雷达外部结构可以大体分为3个部分，这3个部分分别包括光罩1、密封件2和光罩配合件3。

再详细地，光罩配合件3可以细分为2部分，分别分布在光罩的上端和下端，由此在上端(光罩配合件3的内壁)和下端(光罩配合件3的外壁)之间也形成了凹槽，贴合着凹槽的内部设置有密封件2。

另外，光罩配合件通过密封件与光罩形成封闭外壳。外壳里面可以放置激光雷达内部组件，在本发明一实施例中，内部组件包括但不限于：激光器，激光发射驱动板，反射镜，激光探测器，接收背板等。当工作时，激光器可以发射激光至障碍物，接收器接收被障碍物散热回来的回波信号，并对回波信号进行处理，获得障碍物与雷达之间的距离信息，以用来实现障碍物探测过程。

具体地，光罩的结构如图2所示，包括第一内壁4和第一外壁5，通常激光雷达光罩可以为中空圆柱形或者近圆柱形，如果是圆柱形，则上表面和下表面半径相同，如果是近圆柱，则如图2所示，其中图2(a)(b)(c)(d)分别是不同角度的示意图。在其他的实施例中也可以是正方形，菱形，长方形等，此处不做限制。

另外，光罩的材质也可以根据实际情况进行选择，可以是塑料，也可以是其他软性材料等，此处不做限制。

图3是本发明密封件的结构示意图。密封件用于将光罩和光罩配合件进行密封连接。图3(a)(b)分别是不同角度的示意图，图3((c)是密封件截面的示意图。

在形状上，密封件可以是圆形，正方向，长方形等任何形状。在弹性上，密封件可具有以下一种或者多种特征：富有弹性和回弹性，适当的机械强度，包括扩张强度、伸长率和抗撕裂强度等。从性能上而言，密封件性能稳定，在介质中不易溶胀，热收缩效应(焦耳效应)小。易加工成型，并能保持精密的尺寸；不腐蚀接触面，不污染介质等。

在本发明一实施例中，密封件所选用的材料是橡胶，橡胶的品种很多，而且不断有新的橡胶品种出现，设计与选用时，本领域技术人员可以根据了解到的各种橡胶的特性，合理选择，但无论选择何种类型的橡胶，均在本申请的保护范围之内。

优选的实施例中，密封件为橡胶圈，则橡胶圈2为横截面可以为l形截面或者u形截面，即可以认为橡胶圈2的中间部分有容纳腔6，容纳腔6的深度根据实际情况去设置，容纳腔6两边的高度可以左右两边可以相同也可以不同。而且，需要说明的是，具备u形截面的密封件2的侧壁(也即容纳腔两边的高度)高度大约可以等于容纳腔6的深度，具备u形截面的密封件2的侧壁高度可以设置为小于等于所述光罩配合件3的凹槽10的深度，因此可以提高雷达的用户体验性。

对激光雷达外壳进行安装的时候光罩套设于容纳腔6内部并紧密贴合，也就是光罩套设于密封件l或者u型截面并贴合。橡胶圈的长度宽度高度取决于适配的光罩和光罩配合件的大小。橡胶圈的l形或者u形拐角处，具有一个或者两个斜切面7，所述斜切面7为橡胶圈的导向倒角，斜切面的与水平方向的角度为任意预设角度，切面的长宽可以为任意值。导向倒角的作用为引导密封件可以套设于光罩配合件时起对准作用。具体地，配合件导向台为配合件槽内壁高于外壁的部分，其直径略微小于安装在圆柱形端面上的定制橡胶件的内径，在安装时导向台起到对准的作用。

光罩和定制橡胶圈在导向台的作用下，橡胶圈导向倒角和配合件可以导向倒角接触，在相向的力的作用下，将光罩端面和定制橡胶圈挤压入配合件的凹槽中，导向倒角起到防止定制橡胶圈在安装过程中脱离正确位置的作用。

图4是本发明光罩配合件的结构示意图。图4(a)(b)(c)分别是不同角度的示意图，其中图4(d)是光罩配合件截面的示意图。光罩配合件为一端开口的中空圆柱形。

参考图4所示，光罩配合件3具有第二内壁8和第二外壁9，第二内壁8和第二外壁9之间设置有凹槽10。凹槽10的适配于所述密封件。内壁8包括导向台11和导向倒角12。导向台11为光罩配合件内壁高于凹槽的竖直部分，在安装时导向台11起到让密封件和光罩配合件对准，有利于安装时的挤压。导向倒角12为光罩配合件内壁8的斜切部分，与密封件的导向倒角平行或者近似平行，凹槽10的内壁8下半部分的直径小于导向台部分。

图5是本发明安装过程示意图。图5(a)开始安装的时候，将光罩套设于密封件中，密封件沿着光罩配合件的导向台，其中导向台起引导作用，引导密封件和光罩配合件对准，然后进行挤压，光罩和密封件在导向台的作用下，密封件导向倒角和配合件导向倒角接触，在相向的力的作用下，将光罩端面和密封件挤压入配合件的凹槽中，导向倒角起到防止密封件在安装过程中脱离正确位置的作用。光罩，密封件，光罩配合件，在水平方向为过盈配合，密封件在光罩内侧和外侧均受到挤压，起到密封作用。图5(b)(c)为安装成功的示意图。

综上，通过采用上述的方案，对于当前采用圆柱形或者接近圆柱形的光罩设计的激光雷达，通过在光罩与配合件之间采用u型截面的橡胶圈进行密封处理，且通过对密封件和配合件特征的设计，因此可以提高雷达光罩和底座之间的密封性能。

在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。