传感器排水设备的制作方法

1.本公开总体上涉及车辆传感器。


背景技术：

2.自主车辆包括多种传感器。一些传感器检测车辆的内部状态，例如车轮转速、车轮方向以及发动机和变速器变量。一些传感器检测车辆的位置或方向，例如全球定位系统(gps)传感器；加速度计，诸如压电或微机电系统(mems)；陀螺仪，诸如速率陀螺仪、环形激光器陀螺仪或光纤陀螺仪；惯性测量单元(imu)；和磁力计。一些传感器检测外部事物，例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(lidar)装置以及图像处理传感器(诸如相机)。lidar装置通过发射激光脉冲并测量脉冲往返于物体的飞行时间来检测与物体的距离。一些传感器是通信装置，例如车辆对基础设施(v2i)或车辆对车辆(v2v)装置。


技术实现要素：

3.一种传感器设备包括：圆柱形传感器窗口，其限定基本上竖直地取向的轴线；空气喷嘴，其定位在所述传感器窗口下方并且向上瞄准；以及传感器壳体顶部盖，其定位在所述传感器窗口上方并且包括传感器壳体顶部和周向盖。所述传感器壳体顶部盖是单件式的。所述周向盖包括顶侧和下侧。所述顶侧和所述下侧从所述传感器窗口径向向外地设置。所述下侧包括凹槽，所述凹槽具有围绕所述轴线周向地伸长的横截面。所述凹槽的横截面从下端向上且向外弯曲到上端。
4.所述传感器壳体顶部可以包括面向沿着所述轴线的方向的顶部表面，并且所述顶部表面可以包括彼此平行取向的多个翼片。所述传感器壳体顶部可以包括从所述周向盖的所述顶侧竖直延伸至所述传感器壳体顶部的所述顶部表面的侧表面。
5.所述凹槽可以具有至多10微米的表面粗糙度ra。
6.所述传感器壳体顶部盖可以是铝。
7.所述周向盖的所述顶侧可以包括沟槽，所述沟槽围绕所述轴线周向地伸长。所述周向盖可以包括从所述沟槽相对于所述轴线径向向外地延伸的通道。所述沟槽可以限定相对于所述轴线成斜角的平面。所述通道可以从所述沟槽的最低点延伸。所述凹槽可以围绕所述轴线从所述通道到所述通道周向地伸长。
8.所述沟槽可以围绕所述轴线从所述通道到所述通道周向地伸长。
9.所述沟槽可以包括至少部分地构成所述沟槽的沟槽壁，并且所述沟槽壁可以具有围绕所述轴线周向地伸长并且相对于所述轴线对角地向外且向上延伸的横截面。
10.所述凹槽可以围绕所述轴线周向地伸长至少270
°
。
11.所述凹槽可以是第一凹槽，并且所述周向盖的所述下侧可以包括第二凹槽，所述第二凹槽具有围绕所述轴线周向地伸长的横截面并且从所述第一凹槽向上延伸。所述第二凹槽的横截面可以从下端向上且向外弯曲到上端。所述第二凹槽的所述横截面的所述上端可以具有与所述轴线形成大于45
°
的面向上的角度的切线。
12.所述凹槽的所述横截面的所述下端处的所述凹槽的直径可以至少与所述传感器窗口的直径一样大。
附图说明
13.图1是包括传感器壳体的示例性车辆的透视图。
14.图2是壳体的后透视图。
15.图3是安装在壳体上的传感器设备的后透视图。
16.图4是传感器设备的周向盖的后透视图。
17.图5是传感器设备的一部分的剖视透视图。
18.图6是周向盖的横截面视图。
19.图7是传感器设备的一部分的剖视透视图。
20.图8是传感器设备的另一示例的透视图。
21.图9是图8的传感器设备的侧视图。
具体实施方式
22.参考附图，用于车辆30的传感器设备32包括：圆柱形传感器窗口34，其限定基本上竖直地取向的轴线a；至少一个空气喷嘴36，其定位在传感器窗口34下方并且向上瞄准；以及周向盖38，其定位在传感器窗口34上方并且包括顶侧40和下侧42。顶侧40和下侧42从传感器窗口34径向向外地设置。下侧42包括第一凹槽44，所述第一凹槽44具有围绕轴线a周向地伸长的横截面，并且第一凹槽44的横截面从下端46向上且向外弯曲到上端48。
23.传感器设备32提供保持液体离开传感器窗口34的通路。第一凹槽44为由空气喷嘴36推进的液体提供从传感器设备32飞离而不是聚集(例如，在传感器设备32的顶部或其附近)的路径。传感器设备32可以消除对用于清洁的其他部件(例如擦拭物)的需要。传感器设备32通过简单、低断面的设计实现了这些益处。
24.参考图1，车辆30可以是任何乘用车或商用车，诸如轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。
25.车辆30可为自主车辆。可以对计算机进行编程以完全地或较小程度地独立于人类驾驶员的干预来操作车辆30。计算机可以被编程为至少部分地基于从传感器(诸如下面描述的传感器50)接收的数据来操作推进、制动系统、转向和/或其他车辆系统。出于本公开的目的，自主操作意指计算机在没有来自人类驾驶员的输入的情况下控制推进系统、制动系统和转向系统；半自主操作意指计算机控制推进系统、制动系统和转向系统中的一者或两者，而人类驾驶员控制其余部分；并且非自主操作意指人类驾驶员控制推进系统、制动系统和转向系统。
26.车辆30包括车身52。车辆30可以具有一体式构造，其中车辆30的车架和车身52为单个部件。替代地，车辆30可具有车身车架分离式构造，其中车架支撑车身52，所述车身52是与车架分开的部件。车架和车身52可由例如钢、铝等任何合适的材料形成。
27.车身52包括部分地限定车辆30的外部的车身面板54、56。车身面板54、56可以呈现a级表面，例如，暴露在客户的视线之下并且无不美观的瑕疵和缺陷的精制表面。车身面板54、56包括例如车顶56等。
28.参考图2，用于传感器(包括传感器50)的壳体58可附接到车辆30，例如，车辆30的车身面板54、56中的一者，例如，车顶56。例如，壳体58可以成形为可附接到车顶56，例如，可以具有与车顶56的轮廓匹配的形状。壳体58可以附接到车顶56，这可以为传感器提供车辆30周围区域的无障碍视野。壳体58可由例如塑料或金属形成。
29.参考图3，所述传感器壳体60由壳体58支撑。传感器壳体60可在壳体58的最高点处设置在壳体58的顶部上。传感器壳体60具有圆柱形形状并且限定轴线a。传感器壳体60包括传感器壳体顶部62、传感器窗口34和传感器壳体底部64。传感器壳体顶部62设置在传感器窗口34的正上方，并且所述传感器壳体底部64设置在传感器窗口34的正下方。传感器壳体顶部62和传感器壳体底部64竖直地间隔开传感器窗口34的高度。
30.传感器50设置在传感器壳体60内部并且附接到壳体58并且由壳体58支撑。传感器50可以被设计成检测外部世界的特征结构；例如，传感器50可以是雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(lidar)装置或诸如相机的图像处理传感器。特别地，传感器50可以是lidar装置，例如扫描lidar装置。lidar装置通过发射特定波长的激光脉冲并测量脉冲传播到对象并返回的飞行时间来检测距对象的距离。
31.传感器窗口34是圆柱形的并且限定轴线a，所述轴线a基本上竖直地取向。传感器窗口34围绕轴线a延伸。传感器窗口34可以完全地围绕(即，360
°
)轴线a延伸，或者部分地围绕轴线a延伸。传感器窗口34沿着轴线a从底部边缘66延伸到顶部边缘68。底部边缘66接触所述传感器壳体底部64并且顶部边缘68接触所述传感器壳体顶部62。传感器窗口34具有直径。传感器窗口34的直径可以与传感器壳体顶部62和/或传感器壳体底部64相同；换句话说，传感器窗口34可以与传感器壳体顶部62和/或传感器壳体底部64齐平或基本上齐平。“基本上齐平”意指传感器窗口34和传感器壳体顶部62或传感器壳体底部64之间的接缝不会导致沿着传感器窗口34流动的空气中的湍流。传感器窗口34中的至少一些相对于传感器50能够检测的任何介质都是透明的。例如，如果传感器50是lidar装置，则传感器窗口34相对于由传感器50产生的波长的可见光是透明的。
32.传感器壳体顶部62在形状上是圆柱形的并且从传感器窗口34向上延伸。传感器壳体顶部62包括侧表面72和顶部表面70。顶部表面70面向上，即，在车辆向上的方向上，即，相对于轴线a轴向地，并且侧表面72水平地面向外，即，相对于轴线a径向地。传感器窗口34的顶部边缘68与顶部表面70间隔开侧表面72的高度。
33.顶部表面70包括多个翼片74。翼片74从顶部表面70的其余部分向上延伸，并且翼片74彼此平行地取向。翼片74可以沿着车辆向前的方向取向。翼片74是导热的，即，具有高导热率，例如在25℃下导热率等于至少15瓦特每米开尔文(w/(m k))，例如大于100w/(m k)。例如，翼片74可以是铝。
34.传感器设备32包括多个空气喷嘴36。空气喷嘴36安装在壳体58上。空气喷嘴36定位在传感器窗口34下方并且围绕传感器壳体60周向地布置。空气喷嘴36向上瞄准，例如在平行于轴线a的方向上瞄准。空气喷嘴36可以接收来自例如压缩机或鼓风机(未示出)的气流。
35.周向盖38定位在传感器窗口34上方并且相对于传感器窗口34固定。周向盖38附接到传感器壳体顶部62并且围绕所述传感器壳体顶部62周向地延伸。
36.参考图4，所述周向盖38包括内表面76。内表面76径向向内面向并且围绕轴线a周
向地延伸。周向盖38经由内表面76沿着圆周连续地接触所述传感器壳体顶部62。内表面76具有圆柱形形状，其直径约等于传感器壳体顶部62的直径。例如，当周向盖38没有受到应力时，内表面76的直径可以稍微小于传感器壳体顶部62的直径，并且周向盖38可以通过压配合附接到传感器壳体顶部62。对于另一个示例，内表面76的直径可以等于或稍大于传感器壳体顶部62的直径，并且周向盖38可以用粘合剂附接到传感器壳体顶部62。
37.周向盖38包括至少一个(例如，两个)支架78。每个支架78在两个相邻的翼片74之间伸长并且平行于翼片74。支架78的端部连接到周向盖38的顶侧40。支架78可以支撑周向盖38的其余部分并且防止周向盖38滑下传感器壳体顶部62。所述周向盖38使除了支架78之外的传感器壳体顶部62的顶部表面70都暴露。
38.周向盖38是导热聚合物，即，对于聚合物具有高导热率的聚合物，例如在25℃下导热率等于至少1.0瓦特每米开尔文(w/(mk))，例如大于5w/(mk)。
39.参考图5和图6，所述周向盖38包括顶侧40和下侧42。周向盖38具有围绕轴线a周向地伸长(例如，围绕轴线a周向地伸长大于270
°
)的恒定横截面。周向盖38包括通道80(如下所描述的)并且周向盖38的恒定横截面从通道80到通道80周向地伸长。周向盖38的横截面包括内表面76、顶侧40和下侧42。顶侧40是周向盖38的横截面的可笔直向上突出的(即，从笔直向下看周向盖38的视点是可见的)部分。下侧42是周向盖38的横截面的可笔直向下突出的(即，从笔直向上看周向盖38的视点是可见的)部分。顶侧40和下侧42从传感器窗口34径向向外地设置。
40.下侧42包括第一凹槽44。第一凹槽44具有围绕轴线a周向地伸长(例如围绕轴线a周向地伸长(例如从通道80到通道80周向地伸长)大于270
°
)的横截面。第一凹槽44的横截面从下端46向上且向外弯曲到上端48。下端46具有平行于轴线a取向的切线，并且上端48具有相对于轴线a对角地向外且向上取向的切线。如图6中示出的，第一凹槽44的上端48的切线与轴线a形成小于60
°
(例如，约50
°
)的面向上的角度θ1。所述横截面的上端48处的第一凹槽44的直径大于所述横截面的下端46处的第一凹槽44的直径。所述横截面的下端46处的第一凹槽44的直径至少与所述传感器窗口34的直径一样大。
41.周向盖38的下侧42包括从第一凹槽44向上延伸的第二凹槽82。第二凹槽82具有围绕轴线a周向地伸长，例如围绕轴线a周向地伸长(例如从通道80到通道80周向地伸长)大于270
°
的横截面。第二凹槽82的横截面从下端84向上且向外弯曲到上端86。如图6中示出的，第二凹槽82的上端86的切线与轴线a形成大于45
°
(例如，约65
°
)的面向上的角度θ2。所述横截面的上端86处的第二凹槽82的直径大于所述横截面的下端84处的第二凹槽82的直径。所述横截面的下端84处的第二凹槽82的直径等于第一凹槽44的所述横截面的上端48处的第一凹槽44的直径。
42.周向盖38的顶侧40包括沟槽88。沟槽88围绕轴线a周向地伸长，例如围绕轴线a周向地伸长(例如从通道80到通道80周向地伸长)大于270
°
。沟槽88包括至少部分地构成沟槽88的沟槽壁90，并且沟槽壁90具有围绕轴线a周向地伸长并且相对于轴线a对角地向外且向上延伸的横截面。如图6中示出的，沟槽壁90与轴线a形成大于45
°
(例如，约65
°
)的面向上的角度
43.参考图7，所述周向盖38包括通道80。通道80从沟槽88相对于轴线a径向向外地延伸。通道80低于沟槽88的上部高度，即低于所述沟槽壁90的顶部。如图3中示出的，通道80可
以定位在周向盖38上的最后面的位置。
44.在操作中，液体可能落在传感器窗口34上。液体可以是水，例如降水，诸如雨水，或者可以是来自例如车辆30的清洁系统的洗涤液。来自空气喷嘴36的气流将液体向上推动到第一凹槽44。第一凹槽44的所述横截面的形状导致所述向上移动的液体飞离传感器设备32；换句话说，液体的动量导致液体从第一凹槽44的下端46滑动到上端48，然后以上端48的角度滑离上端48。当液体从顶部表面70流出时，落在传感器壳体顶部62的顶部表面70上的液体被沟槽88捕获，并且沟槽88将液体运送到通道80，在所述通道80处液体在不接触传感器窗口34的情况下从传感器设备32向后离开。
45.在操作中，传感器50产生热量。由传感器50产生的大部分热量被传输到传感器壳体顶部62。传感器壳体顶部62通过翼片74向外辐射热量并且将热量传输到周向盖38。盖38可以将热量传递给流过沟槽88的液体，这允许热量与液体一起离开传感器设备32。与不具有向其传递热量的补充液体供应相比，流动的液体增加了通过周向盖38的热量传递速率。
46.参考图8和图9，在传感器设备32的另一个示例中，传感器设备32包括传感器壳体顶部盖92。传感器壳体顶部盖92定位在传感器窗口34上方并且在顶部边缘68处接触传感器窗口34。传感器壳体顶部盖92包括传感器壳体顶部62和周向盖38。
47.传感器壳体顶部盖92是单件式的，即，由没有将其保持在一起的接缝、接头、紧固件或粘合剂的单个均匀材料件制成。例如，传感器壳体顶部盖92是铝，其具有足够高的导热率并且可以容易地成形。例如，传感器壳体顶部盖92可以通过铸造并且然后机加工成图8和图9中所示的形状来形成。将传感器壳体顶部盖92制成单件使得制造和组装更简单，使得很易于满足公差，并且为从传感器窗口34向上行进到周向盖38的液体提供更平滑的路径。
48.传感器壳体顶部62的形状是圆柱形并且包括侧表面72和顶部表面70。顶部表面70面向上，即，在车辆向上的方向上，即，在沿着轴线a的方向上，即，相对于轴线a为轴向地。侧表面72水平地面向外，即，相对于轴线a为径向地。在传感器设备32的该示例中，侧表面72从周向盖38的顶侧40竖直延伸到传感器壳体顶部62的顶部表面70，而不是如上所述从传感器窗口34延伸。
49.在传感器设备32的该示例中，周向盖38没有内表面76并且与传感器壳体顶部62是一体的，而不是通过例如压配合附接到传感器壳体顶部62。如上所述，周向盖38包括顶侧40和下侧42。周向盖38具有恒定的横截面，其围绕轴线a周向地伸长，例如，从通道80到通道80。周向盖38的横截面遵循路径伸长，所述路径在以斜角(即，既不正交也不平行于轴线a的角度)与轴线a相交的平面中。周向盖38的横截面所遵循的路径是椭圆形的。沟槽88、第一凹槽44和第二凹槽82全部都遵循所述平面中的路径，并且因此限定平面或限定相对于轴线形成相同斜角的平行平面。通道80从横截面的最低点(即，沟槽88、第一凹槽44和第二凹槽82的最低点)延伸。沟槽88的倾斜有助于沟槽88中的液体经由通道80离开。
50.包括第一凹槽44和第二凹槽82的下侧42具有至多10微米的表面粗糙度ra。表面粗糙度ra是与感兴趣表面的表面轮廓的中心线的偏差的绝对值的算术平均值，即其中i是测量指数，n是测量次数，并且y
i
是测量i与表面的中心线的偏差。下侧42的低粗糙度有助于从传感器窗口34向上行进的液体飞离下侧42，而不是聚集在周向盖38的底部处。例如，下侧42可以是机加工铝。
51.已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语意欲在本质上是
描述性而不是限制性词语。本文使用的“基本上”意指尺寸、持续时间、形状或其他形容词可能由于物理缺陷、电源中断、机加工或其他制造中的变化等而与所描述的稍微地不同。形容词“第一”和“第二”贯穿本文档用作标识符，并且不意图表示重要性、次序或数量。鉴于以上教示，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以不同于具体描述的其他方式来实践。
52.根据本发明，提供了一种传感器设备，所述传感器设备具有：圆柱形传感器窗口，其限定基本上竖直地取向的轴线；空气喷嘴，其定位在所述传感器窗口下方并且向上瞄准；以及传感器壳体顶部盖，其定位在所述传感器窗口上方并且包括传感器壳体顶部和周向盖；其中所述传感器壳体顶部盖是单件式的；周向盖包括顶侧和下侧，所述顶侧和所述下侧从所述传感器窗口径向向外地设置，所述下侧包括凹槽，所述凹槽具有围绕所述轴线周向地伸长的横截面，所述凹槽的横截面从下端向上且向外弯曲到上端。
53.根据一个实施例，所述传感器壳体顶部包括面向沿着所述轴线的方向的顶部表面，并且所述顶部表面包括彼此平行取向的多个翼片。
54.根据一个实施例，所述传感器壳体顶部包括从所述周向盖的所述顶侧竖直延伸至所述传感器壳体顶部的所述顶部表面的侧表面。
55.根据一个实施例，所述凹槽具有至多10微米的表面粗糙度ra。
56.根据一个实施例，所述传感器壳体顶部盖是铝。
57.根据一个实施例，所述周向盖的所述顶侧包括沟槽，所述沟槽围绕所述轴线周向地伸长。
58.根据一个实施例，所述周向盖包括从所述沟槽相对于所述轴线径向向外地延伸的通道。
59.根据一个实施例，所述沟槽限定相对于所述轴线成斜角的平面。
60.根据一个实施例，所述通道从所述沟槽的最低点延伸。
61.根据一个实施例，所述凹槽围绕所述轴线从所述通道到所述通道周向地伸长。
62.根据一个实施例，所述沟槽围绕所述轴线从所述通道到所述通道周向地伸长。
63.根据一个实施例，所述沟槽包括至少部分地构成所述沟槽的沟槽壁，并且所述沟槽壁具有围绕所述轴线周向地伸长并且相对于所述轴线对角地向外且向上延伸的横截面。
64.根据一个实施例，所述凹槽围绕所述轴线周向地伸长至少270
°
。
65.根据一个实施例，所述凹槽是第一凹槽，所述周向盖的所述下侧包括第二凹槽，所述第二凹槽具有围绕所述轴线周向地伸长的横截面并且从所述第一凹槽向上延伸。
66.根据一个实施例，所述第二凹槽的横截面从下端向上且向外弯曲到上端。
67.根据一个实施例，所述第二凹槽的所述横截面的所述上端具有与所述轴线形成大于45
°
的面向上的角度的切线。
68.根据一个实施例，所述凹槽的所述横截面的所述下端处的所述凹槽的直径至少与所述传感器窗口的直径一样大。