用于激光雷达激光发射器的散热结构及激光雷达的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于激光雷达激光发射器的散热结构及激光雷达。


背景技术：

2.激光雷达激光发射器在工作状态下会产生一定热量。由于激光发射器处于由激光雷达的底座及罩等构成的密闭腔体中，激光发射器产生的热量很难通过雷达的罩传递到外部环境中。这增加了激光发射器工作状态的不稳定性，甚至由于激光发射器的局部高温而导致激光发射器内部元件短路，以导致功能减损或缺失。
3.在现有技术中，往往通过设置散热翅片、热沉板及散热风扇等，一方面增加散热面积，另一方面增加空气流动，以防止激光发射器的局部高温。但，这些设计增加了工艺流程，导致生产效率低下，同时由于热沉板和散热风扇等在转动过程中增加了振动，也可能影响激光雷达的效果。另外，设置散热翅片、热沉板及散热风扇等的目的是对整个激光发射器进行散热，而这种设置对于激光发射器在能承受的温度范围内的某些局部是不必要的，因此增加了耗材。


技术实现要素：

4.本实用新型正是为了解决上述问题而做出，并且本实用新型的目的是提供一种设置有半导体制冷器的用于激光雷达激光发射器的散热结构。
5.本实用新型提供一种用于激光雷达激光发射器的散热结构，包括：罩；激光发射器，其包括发热部；以及半导体制冷器，其包括吸热部与放热部。所述半导体制冷器的所述吸热部被构造为与所述激光发射器的所述发热部接触，所述半导体制冷器的所述放热部被构造为与所述罩接触。
6.根据本实用新型，激光雷达激光发射器采用了半导体制冷器，其吸热部被构造为与激光发射器的所述发热部接触，其放热部被构造为与罩接触，从而将激光发射器产生的热量定向地向罩的外部环境传递，增加了散热效率。半导体制冷器还可以根据激光发射器的发热部的分布情况而灵活设置半导体制冷器的吸热部，甚至将半导体制冷器的吸热部只设置在激光发射器的局部高温处，从而实现了精准散热。
附图说明
7.图1是示出根据本实用新型的用于激光雷达激光发射器的散热结构的示意图；
8.图2是示出根据本实用新型的另一实施例的用于激光雷达激光发射器的散热结构的示意图。
具体实施方式
9.下面将结合附图具体说明本实用新型的示例性实施方式，应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何
方式限制本实用新型的范围。本实用新型中提供示例性实施例是为了说明本实用新型的各方面，而不应被解释为限制本实用新型的范围。根据实现方式，相应的装置元件可以配置为硬件、软件、固件或其组合。
10.在下文中，将参照图1和图2描述根据本实用新型的用于激光雷达激光发射器的散热结构及激光雷达。
11.第一实施例
12.图1是示出根据本实用新型的用于激光雷达激光发射器的散热结构1的示意图。
13.接下来，将首先描述激光雷达的大致结构。
14.[激光雷达]
[0015]
激光雷达包括底座2和罩3。底座2和罩3共同构成密闭腔体或底座2和罩3形成有一定尺寸的内部空间。激光发射器4设置在底座2内侧并与底座2内表面固定。在罩3与激光发射器4之间设置有半导体制冷器(tec)5，其中，如下文将具体说明的，半导体制冷器5具有吸热部51和发热部41，吸热部51被构造为与激光发射器4的发热部41接触，并且放热部52被构造为与罩3接触。
[0016]
[激光发射器4]
[0017]
激光发射器4包括发热部41。该发热部41一般为局部温度较高的部分。在本例中，发热部为一个，位于激光发射器4的顶部，但发热部41不限于一个，也可以是多个。同时，该发热部41也不限于在激光发射器4的某一表面上，可以分布在激光发射器4的多个表面上。
[0018]
[半导体制冷器5]
[0019]
半导体制冷器5包括吸热部51和放热部52。半导体制冷器5是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。即，当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热(即吸热部51)，另一端放热(即放热部52)的现象。在本实施例中，半导体制冷器5的吸热部51被构造为与激光发射器4的发热部41接触，并且半导体制冷器5的放热部52被构造为与罩3接触，从而将激光发射器4的局部高温处的发热部41的热量定向地依此通过半导体制冷器5的吸热部51和放热部52及罩3向外部环境传递，有效地实现了对激光发射器4的散热。
[0020]
另外，为了安装的便利，半导体制冷器5可以将其吸热部51与激光发射器4固定连接，或者可以将其放热部52与罩3固定连接。优选地，为了便于激光发射器4的维修或更换，将半导体制冷器5的放热部52与罩3固定连接。进一步优选地，当半导体制冷器5的放热部52与罩3固定连接时，半导体制冷器5的吸热部51与激光发射器4的发热部41之间预留一定尺寸的缝隙，以防止安装时半导体制冷器5的吸热部51与激光发射器4的发热部41之间发生碰撞或摩擦以损害相关零部件，同时也防止各零部件发生热膨胀时相互挤压而损害各部件之间的配合。
[0021]
另外，针对激光发射器4的发热部41的数量及面积，半导体制冷器5的吸热部51可以被构造为整体的平面块状以覆盖多个相邻的发热部41或覆盖面积较大的一个发热部41。半导体制冷器5的吸热部51还可以被构造为与多个发热部41的分散位置相一致的多个突起，该多个突起通过一个块状物共同连接以形成半导体制冷器5的吸热部51(未图示)，从而减少耗材，降低半导体制冷器5的材料成本。
[0022]
[罩3]
[0023]
罩3由金属材料制成。构成罩3的金属材料可以为各种金属材料及其合金，优选为
铝或铝合金，以保持具有较高的导热性能，从而将热量有效地定向地向外部环境传递。
[0024]
接下来，将描述第一实施例的工作过程及其效果。
[0025]
[第一实施例的工作过程及其效果]
[0026]
在激光发射器4中，当局部高温处的发热部41产生大量热量时，与直流电源导通的半导体制冷器5开始工作。其中，与激光发射器4的发热部41接触的半导体制冷器5的吸热部51快速吸收激光发射器4的发热部41周围的热量，同时，与由金属材料制成的罩3接触的半导体制冷器5的放热部52向由金属材料制成的罩3放热，从而在半导体制冷器5的吸热部51和放热部52之间产出温差而导致吸热部51吸收的热量传递到放热部52并向由金属材料制成的罩3放热。接着，由金属材料制成的罩3产生高温并向外部环境放热，从而将激光发射器4产生的局部高温定向地依此通过半导体制冷器5的吸热部51和放热部52及罩3向外部环境传递，有效地实现了对激光发射器4的散热。
[0027]
此外，针对激光发射器4的发热部41的数量及面积，半导体制冷器5的吸热部51可以被构造为整体的平面块状以覆盖多个相邻的发热部41或覆盖面积较大的一个发热部41。半导体制冷器5的吸热部51还可以被构造为与多个发热部41的分散位置相一致的多个突起，该多个突起通过一个块状物共同连接以形成半导体制冷器5的吸热部51。因此，半导体制冷器可以根据激光发射器4的发热部41的分布情况而灵活设置半导体制冷器5的吸热部51，甚至将半导体制冷器5的吸热部51只设置在激光发射器的局部高温处，从而实现了精准散热。
[0028]
第二实施例
[0029]
接下来，将参考图2描述第二实施例。
[0030]
图2是示出用于激光雷达激光发射器的散热结构11的示意图；与第一实施例相同的组件有相同的附图标记表示，并省略其具体实施方式。第二实施例与第一实施例的区别在于，在半导体制冷器5的放热部52与罩3之间设置有导热构件6。
[0031]
[导热构件6]
[0032]
导热构件6设置在半导体制冷器5的放热部52与由金属材料制成的罩3之间，并且导热构件6的一端与罩3接触，另一端与半导体制冷器5的放热部52接触。优选地，导热构件6的一端与罩3固定连接，另一端与半导体制冷器5固定连接，从而使半导体制冷器5、导热构件6及罩3形成为一个整体，以方便安装。
[0033]
此外，导热构件6由金属材料制成。构成导热构件6的金属材料可以为各种金属材料及其合金，优选为铝或铝合金。
[0034]
此外，导热构件6可以制成各种形状，从而可以灵活地通过改变导热构件6的长度尺寸而减少半导体制冷器5的厚度，特别是减少半导体制冷器5的放热部52的厚度，从而减少耗材，降低半导体制冷器5的材料成本。优选地，导热构件6的形状包括金属棒，以便于生产和安装。
[0035]
此外，导热构件6需要具有较高的导热性，其导热率至少比空气高。优选地，导热构件6的导热性具有常规金属材料的导热性能，该常规金属材料包括铁、铝、铜等及其合金，从而实现散热的更高要求，提高散热率。
[0036]
接下来，将描述第二实施例的工作过程及其效果。
[0037]
[第二实施例的工作过程及其效果]
[0038]
在激光发射器4中，当局部高温处的发热部41产生大量热量时，与直流电源导通的半导体制冷器5开始工作。其中，与激光发射器4的发热部41接触的半导体制冷器5的吸热部51快速吸收激光发射器4的发热部41周围的热量，同时，与由金属材料制成的导热构件6接触的半导体制冷器5的放热部52向由金属材料制成的导热构件6放热，从而在半导体制冷器5的吸热部51和放热部52之间产出温差而导致吸热部51吸收的热量传递到放热部52并向由金属材料制成的导热构件6放热。接着，由于均由金属材料制成的导热构件6和罩3相互接触，因此在导热构件6产生的高温通过罩3向外部环境放热，从而将激光发射器4产生的局部高温定向地依此通过半导体制冷器5的吸热部51和放热部52、导热构件6及罩3向外部环境传递，有效地实现了对激光发射器4的散热。
[0039]
此外，半导体制冷器5的放热部52通过具有高导热性的导热构件6与罩3接触，可以灵活地通过改变导热构件6的长度尺寸而减少半导体制冷器5的厚度，特别是减少半导体制冷器5的放热部52的厚度，从而减少耗材，降低半导体制冷器5的材料成本。另外，为了实现散热的更高要求，可以将导热构件6设置为具有较高导热性的金属材料，提高散热率。
[0040]
根据以上描述的实施例，可以提供以下构造和优点。
[0041]
(1)一种用于激光雷达激光发射器的散热结构，包括：罩；激光发射器，其包括发热部；以及半导体制冷器，其包括吸热部与放热部，其中，所述半导体制冷器的所述吸热部被构造为与所述激光发射器的所述发热部接触，所述半导体制冷器的所述放热部被构造为与所述罩接触。
[0042]
根据上述第(1)项，激光雷达激光发射器采用了半导体制冷器，其吸热部被构造为与激光发射器的所述发热部接触，其放热部被构造为与罩接触，从而将激光发射器产生的热量定向地向罩的外部环境传递，增加了散热效率。此外，半导体制冷器还可以根据激光发射器的发热部的分布情况而灵活设置半导体制冷器的吸热部，甚至将半导体制冷器的吸热部只设置在激光发射器的局部高温处，从而实现了精准散热。
[0043]
(2)根据(1)所述的散热结构，其中，所述半导体制冷器的所述放热部被构造为与所述罩固定连接。
[0044]
根据上述第(2)项，将半导体制冷器的放热部与罩固定连接，可以便于激光发射器的维修或更换。
[0045]
(3)根据(1)所述的散热结构，其中，所述半导体制冷器的所述放热部通过具有高导热性的导热构件与所述罩接触。
[0046]
根据上述第(3)项，半导体制冷器的放热部通过具有高导热性的导热构件与罩接触，可以灵活地通过改变导热构件的长度尺寸而减少半导体制冷器的厚度，特别是减少半导体制冷器的放热部的厚度，从而减少耗材，降低半导体制冷器的材料成本。另外，导热构件设置为具有较高导热性，可以实现散热的更高要求，以提高散热率。
[0047]
(4)根据(3)所述的散热结构，其中，所述导热构件包括金属棒。
[0048]
根据上述第(4)项，导热构件包括金属棒，除了可以灵活地通过改变金属棒的长度尺寸而减少半导体制冷器的厚度以减少耗材，降低半导体制冷器的材料成本之外，还可以方便生产和安装。
[0049]
(5)根据(1)-(4)中任一项所述的散热结构，其中，所述罩由金属材料制成。
[0050]
根据上述第(5)项，罩由金属材料制成，可以保持具有较高的导热性能，从而将热
量有效地定向地向外部环境传递。
[0051]
(6)一种激光雷达，包括：上述(1)-(5)中任一项所述的散热结构。
[0052]
根据上述第(6)项，具有上述(1)-(5)中任一项的散热结构的激光雷达采用了半导体制冷器，该半导体制冷器的吸热部被构造为与激光发射器的所述发热部接触，半导体制冷器的放热部被构造为与罩接触，可以将激光发射器产生的热量定向地向罩的外部环境传递，增加了散热效率，还可以使半导体制冷器根据激光发射器的发热部的分布情况而灵活设置半导体制冷器的吸热部，甚至将半导体制冷器的吸热部只设置在激光发射器的局部高温处，从而实现了精准散热。
[0053]
以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。