激光雷达装置和工程车辆

技术领域

本发明涉及工程车辆设备技术领域，尤其是涉及到一种激光雷达装置和一种工程车辆。

背景技术

目前工程车辆用的激光雷达装置，若激光雷达装置的镜面出现表面落灰等清洁问题会影响雷达构建三维地图或判断路况，为了提高镜面的清洁度，通常情况下，利用以下三种方案对激光雷达装置的镜面进行清洁，气流清洁、液体清洁、刷头清洁。但是，上述三种方案会在激光雷达本体原有结构的基础上增加活动结构件，比如电机、雨刷、喷嘴、导管、伸缩臂等，活动结构件的设置，在车辆路况较为复杂的情况下，容易出现活动结构件卡死而发生故障的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种激光雷达装置和一种工程车辆，以避免因增设活动结构件来对激光雷达装置的镜面进行清洁，由于路况复杂而易出现故障的问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种激光雷达装置，包括：壳体，所述壳体设置有开口和散热通道，所述散热通道位于所述壳体的内部；激光雷达本体，所述壳体套设于所述激光雷达本体的外部，所述激光雷达本体包括镜片和散热组件，所述镜片位于所述开口处，所述镜片包括朝向所述壳体外部的第一镜面，所述散热组件设置有位于所述壳体内部的出风口；其中，所述散热通道包括进口和出口，所述进口与所述出风口相连通，至少部分所述第一镜面与所述出口相连通，气流经所述出口能够作用于所述第一镜面。

进一步地，所述壳体包括：出气部，所述出气部位于所述壳体靠近所述开口的一端，所述开口沿第一方向贯穿所述出气部；所述出口形成于所述出气部并位于所述壳体的内部，所述出口沿第二方向与所述开口相连通，所述第二方向所在的平面垂直于所述第一方向；其中，所述镜片与所述出气部相连接，至少部分所述出口位于所述第一镜面背离所述壳体内部的一侧。

进一步地，所述壳体包括：多个连接板，多个所述连接板依次连接，且多个所述连接板的同一端合围成所述开口，多个所述连接板靠近所述开口的一侧形成所述出气部，所述出口设于所述连接板，所述连接板朝向所述壳体内部的一侧设置有凹槽结构，所述进口形成于所述连接板，所述凹槽结构连通所述进口和所述出口以形成所述散热通道。

进一步地，所述壳体还设置有安装口，所述进口与所述安装口相连通，所述散热组件设于所述安装口处并与所述连接板相连接；其中，所述散热组件的出风口与所述安装口相连通。

进一步地，所述连接板包括：依次连接的第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板、所述第二侧板和所述第三侧板的同一侧合围成所述开口，所述第二侧板相对的位置处形成有所述安装口；其中，所述第一侧板和所述第三侧板靠近所述安装口的一侧设置有进口，所述凹槽结构包括第一组凹槽和第二组凹槽；所述第一组凹槽结构包括：设于所述第一侧板的第一凹槽、设于所述第二侧板的第二凹槽、设于所述第三侧板的第三凹槽，所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽依次连通，且所述第一凹槽和所述第三凹槽与所述进口相连通；所述第二组凹槽结构包括：设于所述第一侧板的第四凹槽、设于所述第二侧板的第五凹槽、设于所述第三侧板的第六凹槽，所述第四凹槽连通所述出口和所述第一凹槽，所述第五凹槽连通所述出口和所述第二凹槽，所述第五凹槽连通所述出口和所述第三凹槽。

进一步地，所述散热组件包括：基座，所述基座设置有安装腔、所述出风口和进风口，所述出风口、所述进风口与所述安装腔相连通，且所述基座与所述壳体相连接；第一风机，设于所述安装腔的内部，并位于所述进风口处。

进一步地，还包括：供气组件，设于所述容纳腔的内部或外部，所述供气组件包括与所述散热通道相连通的出气口。

进一步地，所述供气组件包括压力装置、风机中的至少一种。

进一步地，所述散热通道的数量为至少一个；和/或所述出风口的数量为至少一个。

本发明的第二方面，提供了一种工程车辆，包括：控制器，以及第一方面任一技术方案所述的激光雷达装置，所述激光雷达装置与所述控制器相连接。

本发明提供的激光雷达装置和工程车辆，并未改变原有激光雷达本体的结构，只是增设了壳体，并在壳体内部设置散热通道，并与原有的散热组件相配合实现对镜片的第一镜面的清洁，与相关技术中通过增设活动结构件实现镜片的清洁相比，成本较低，故障率低，可靠性高，适于推广应用。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中：

图1示出了本发明实施例提供的激光雷达装置的透视图；

图2示出了本发明实施例提供的壳体的结构示意图；

图3示出了图2所示实施例的壳体的侧视图；

图4示出了图2所示实施例的壳体内部的凹槽结构的结构示意图；

图5示出了图4所示实施例的气流在凹槽结构内流通方向的示意图；

图6示出了本发明实施例提供的激光雷达本体的结构示意图；

图7示出了本发明实施例提供的散热组件的结构示意图。

其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1激光雷达装置，100壳体，102开口，106散热通道，108进口，110出口，112出气部，114安装口，116第一侧板，118第二侧板，120第三侧板，122第一组凹槽，124第一凹槽，126第二凹槽，128第三凹槽，130第二组凹槽，132第四凹槽，134第五凹槽，136第六凹槽，138连接板，200激光雷达本体，210镜片，212第一镜面，220散热组件，222出风口，224基座。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图7描述根据本发明一些实施例提供的激光雷达装置1 和工程车辆，其中，激光雷达装置1用于工程车辆，具体地，激光雷达装置 1用于工程车辆来测量工程车辆周围的障碍物信息，进而实现避障行走，以提高工程车辆运行的安全性。相关技术中，利用以下三种方案对激光雷达装置的镜面进行清洁，气流清洁、液体清洁、刷头清洁，但是，上述三种方案会在激光雷达本体原有结构的基础上增加活动结构件。比如电机、雨刷、喷嘴、导管、伸缩臂等，活动结构件的设置，在车辆路况较为复杂的情况下，容易出现活动结构件卡死而发生故障的问题，同时，活动结构件的设置容易增加制造成本，且对于气流清洁，活动结构件容易阻挡气流，进而影响镜面的清洁效果。

有鉴于此，本发明的第一方面的实施例，本发明的第一方面，提供了一种激光雷达装置1，包括：壳体100，壳体100设置有开口102和散热通道 106，散热通道106位于壳体100的内部；激光雷达本体200，壳体100套设于激光雷达本体200的外部，激光雷达本体200包括镜片210和散热组件220，镜片210位于开口102处，镜片210包括朝向壳体100外部的第一镜面212，散热组件220设置有位于壳体100内部的出风口222；其中，散热通道106包括进口108和出口110，进口108与出风口222相连通，至少部分第一镜面212 与出口110相连通，气流经出口110能够作用于第一镜面212。

本发明提供的激光雷达装置1，如图1至图7所示，包括壳体100和激光雷达本体200，其中，壳体100套设在激光雷达本体200的外部，并与激光雷达本体200相连接，壳体100设置有开口102和散热通道106，散热通道106 位于壳体100的内部，激光雷达本体200包括镜片210和散热组件220，镜片 210位于开口102处并与壳体100相连接，散热组件220设有位于壳体100内部的出风口222，通过散热通道106的进口108与出风口222相连通，镜片210 朝向壳体100外部的第一镜面212的至少一部分与散热通道106的出口110相连通，使得气流由散热组件220的出风口222经进口108流入散热通道106，在壳体100的内部对激光雷达本体200进行散热后经出口110排出。由于至少部分第一镜面212与出口110相连通，且气流经出口110能够作用于第一镜面 212，使得在气流经出口110排出至外部环境的过程中会流经第一镜面212，进而能够将落在第一镜面212上的灰尘和杂质吹走，实现了对第一镜面212 的清洁。该结构的设置，不需要如相关技术中增设活动结构件以实现对镜片210的清洁，进而避免了因车辆路况较为复杂而使活动结构件卡死发生故障的问题，能够满足车辆不同工况的需求，扩大了产品的使用范围，并能够保证镜片210具有较高的清洁效果，同时，本申请并未改变原有激光雷达本体200的结构，只是增设了壳体100，并与原有的散热组件220相配合实现对第一镜面212的清洁，与相关技术中通过增设活动结构件实现镜片210的清洁相比，成本较低，适于推广应用。

进一步地，如图1、图2、图3、图6和图7所示，镜片210朝向壳体100 外部的一侧定义为第一镜面212，朝向壳体100外部的至少部分镜片210与出口110相连通，即至少一部分第一镜面212与出口110是相连通的。也就是说，至少部分第一镜面212对经出口110流出的气流具有导向作用，进而当散热组件220经出风口222流出的气流在壳体100的内部经散热通道106完成热交换后，经出口110流出的气流能够作用于第一镜面212，即出口110流出的气流能够直吹第一镜面212，进而实现对第一镜面212的清洁。本申请提供的装置，并未增加活动结构件，因此，结构简单可靠，寿命长、稳定性高、故障率低。同时，虽然增设壳体100，但并未影响散热组件220原有的散热性能，同时，壳体100成本较低，适于推广应用。

具体地，激光雷达本体200可以包括固态激光雷达，也可为其他非360 度环绕镜面的激光雷达。进一步地，出口110的出风方向尽量直吹第一镜面 212，即出口110的出风方向尽量与第一镜面212平行或匹配，有利于提高第一镜面212的清洁效果，同时，提高能量的利用率，具体地，出口110的出风方向与第一镜面212平行，可以理解的是，只要出口110吹出的气流能够掠过第一镜面212，或作用于第一镜面212，即可实现对第一镜面212的清洁，因此，本申请对出口110的出风方向不做具体限定。

进一步地，壳体100为金属壳体100，金属壳体100具有导热的功能，进而有利于提高激光雷达装置1的散热效率，保证良好的散热效果。具体地，壳体100为铝镁合金件，可以理解的是，可以也可以为满足要求的其他材质，本申请不做具体限定。

在本发明提供的一些可能的实施例中，壳体100包括：出气部112，出气部112位于壳体100靠近开口102的一端，开口102沿第一方向贯穿出气部 112；出口110形成于出气部112并位于壳体100的内部，出口110沿第二方向与开口102相连通，第二方向所在的平面垂直于第一方向；其中，镜片210 与出气部112相连接，至少部分出口110位于第一镜面212背离壳体100内部的一侧。

在该实施例中，如图2和图3所示，壳体100设置有开口102的一端为出气部112，镜面与出气部112相连接，开口102和出口110均设于出气部112，其中，开口102沿第一方向贯穿出气部112，出口110位于壳体100的内部，并沿第二方向与开口102相连通。通过第二方向所在的平面垂直于第一方向，至少部分出口110位于第一镜面212背离壳体100内部的一侧，即沿第一方向，第一镜面212位于出气部112的两侧之间，其中，出气部112的一侧位于壳体100的内部，另一侧位于壳体100的外部。也就是说，有部分出气部 112位于第一镜面212背离壳体100外部的一侧，进而对气流经出口110流通具有一定的导向作用，即壳体的长度略大于激光雷达本体的长度，以使出口可将气体吹向第一镜面，因此，气流经出口110沿第二方向能够直接、顺畅的流经镜片210的第一镜面212，进而有利于保证第一镜面212良好的清洁度。本申请通过合理设置开口102和出口110的方向和位置，即可实现对第一镜面212的清洁，结构简单，可靠性高，故障率低，成本较低，且使用寿命长，适于推广应用。

具体地，如图2所示，第一方向为水平方向，如壳体的内部至外部的方向，第二方向所在的平面与第一方向垂直，如第二方向为与第一方向垂直的竖直方向、水平方向、倾斜方向等，可以理解的是，第二方向也可以为满足要求的其他方向，本申请不做具体限定。如图5所示，图5中的点划线箭头代表出口110气流的方向，图5中多个点划线箭头的方向所在的平面均与第一方向垂直。

在本发明提供的一些可能的实施例中，连接板138，多个连接板138依次连接，且多个连接板138的同一端合围成开口102，多个连接板138靠近开口102的一侧形成出气部112，出口110设于连接板138，连接板138朝向壳体 100内部的一侧设置有凹槽结构，进口108形成于连接板138，凹槽结构连通进口108和出口110以形成散热通道106。

在该实施例中，如图2、图3、图4所示，壳体100还包括连接板138，多个连接板138依次连接以形成包围激光雷达本体200的容纳腔，其中，多个连接板138的同一端合围成开口102，多个连接板138靠近开口102的一侧形成出气部112，通过连接板138设置出口110和进口108，连接板138朝向壳体 100的内部的一侧设置有凹槽结构，进而通过凹槽结构连通进口108和出口 110即可形成散热通道106，该散热通道106与原有的散热组件220的出风口222相连通，即可实现对第一镜面212的清洁，与相关技术中通过增设活动机构以实现对第一镜面212的清洁相比，结构简单可靠，易于实现，成本较低，故障率较低，使用寿命长，清洁效果好，适于推广应用。

具体地，进口108和出口110可以为凹槽结构的端口，即凹槽结构沿垂直于连接板138厚度的方向贯穿连接板138的一端，以形成进口108和出口 110。可以理解的是，进口108和出口110也可以通过其他方式设置。

在本发明提供的一些可能的实施例中，壳体100还设置有安装口114，进口108与安装口114相连通，散热组件220设于安装口114处并与连接板138 相连接；其中，散热组件220的出风口222与安装口114相连通。

在该实施例中，如图2、图3、图4所示，壳体100设置有安装口114，散热组件220通过安装口114与壳体100相连接，通过散热组件220的出风口222 与安装口114相连通，安装口114与进口108相连通，进而当气流经散热组件 220的出风口222、安装口114、进口108流入散热通道106，并经散热通道106 的出口110排出壳体100的外部，实现散热，同时，气流在经出口110排出时会作用于第一镜面212，进而实现对第一镜面212的清洁。即本申请利用原有散热组件220的气流，在壳体100内部实现对激光雷达本体200的散热降温后，在排出壳体100外部的过程中实现对第一镜面212的清洁，有效地提高了能源利用率，降低的清洗成本，适于推广应用。

在本发明提供的一些可能的实施例中，连接板138包括：依次连接的第一侧板116、第二侧板118和第三侧板120，第一侧板116、第二侧板118和第三侧板120的同一端合围成开口，第二侧板118相对的位置处形成有安装口 114；其中，第一侧板116和第三侧板120靠近安装口114的一侧设置有进口 108，凹槽结构包括第一组凹槽122和第二组凹槽130；第一组凹槽122结构包括：设于第一侧板116的第一凹槽124、设于第二侧板118的第二凹槽126、设于第三侧板120的第三凹槽128，第一凹槽124、第二凹槽126和第三凹槽 128依次连通，且第一凹槽124和第三凹槽128与进口108相连通；第二组凹槽130结构包括：设于第一侧板116的第四凹槽132、设于第二侧板118的第五凹槽134、设于第三侧板120的第六凹槽136，第四凹槽132连通出口110 和第一凹槽124，第五凹槽134连通出口110和第二凹槽126，第五凹槽134 连通出口110和第三凹槽128。

在该实施例中，介绍了壳体100的具体结构。如图2、图3、图4和图5 所示，连接板138包括第一侧板116、第二侧板118和第三侧板120，第一侧板116、第二侧板118、第三侧板120依次连接且三者的同一端限定出开口，第一侧板116和第三侧板120之间限定出安装口114，即安装口114与第二侧板118相对设置，散热组件220与第一侧板116、第三侧板120相连接。

进一步地，第一侧板116和第三侧板120靠近安装口114的一侧设置有进口108，凹槽结构包括第一组凹槽122和第二组凹槽130，其中，第一组凹槽 122与进口108相连通，第二组凹槽130与出口110相连通。具体地，第一组凹槽122包括依次相连通的第一凹槽124、第二凹槽126和第三凹槽128，第一凹槽124设于第一侧板116、第二凹槽126设于第二侧板118、第三凹槽128 设于第三侧板120，通过位于第一侧板116的第一凹槽124和位于第三侧板120的第三凹槽128与进口108相连通，进而使得散热组件220的出风口222 的气流能够经进口108流向第一凹槽124和第三凹槽128，进而流向第二凹槽 126。由于第二组凹槽130结构包括依次相连通的第四凹槽132、第五凹槽134 和第六凹槽136，第四凹槽132设于第一侧板116、第五凹槽134设于第二侧板118、第六凹槽136设于第三侧板120，通过第四凹槽132连通出口110和第一凹槽124，第五凹槽134连通出口110和第二凹槽126，第六凹槽136连通出口110和第三凹槽128，进而能够将第一凹槽124、第二凹槽126和第三凹槽 128内的气流快速经出口110排出至壳体100外部，有效地保证了散热效率和散热效果，同时，有利于提高对第一镜面212的清洁效率，并保证良好的清洁效果。

进一步地，如图5所示，图5中的实线箭头表示第一组凹槽122内气流的流通方向，图5中的虚线箭头表示第二组凹槽130内气流的流通方向，图5 中的点划线箭头表示气流经出口110流向第一镜面212的方向。

具体地，第一凹槽124与第四凹槽132垂直设置，第二凹槽126与第五凹槽134垂直设置，第三凹槽128与第六凹槽136垂直设置，举例而言，第一组凹槽122和第二组凹槽130为直线槽，可以理解的是第一组凹槽122和第二组凹槽130也可以为满足要求的其他形状，如曲线槽、弯折槽等，本申请不做具体限定。

在本发明提供的一些可能的实施例中，散热组件220包括：基座224，基座224设置有安装腔、出风口222和进风口，进风口、出风口222与安装腔相连通，且基座224与壳体100相连接；第一风机，设于安装腔的内部，并位于进风口处。

在该实施例中，如图6和图7所示，散热组件220包括基座224和第一风机，基座224与壳体100相连接，即通过基座224将散热组件220安装在壳体100上。基座224设置有安装腔、进风口和出风口222，进风口和出风口222 与安装腔相连通，通过第一风机设于安装腔的内部并位于进风口处，进而使得散热组件220通过进风口将外部环境的气流吸入，并经出风口222、进口108流向散热通道，然后经散热通道的出口110排出至壳体100外部，实现气流的完整循环，大大提高了激光雷达装置1的散热效率，并有利于提高对镜片210的清洁效果。

在本发明提供的一些可能的实施例中，还包括：供气组件，设于容纳腔的内部或外部，供气组件包括与散热通道106相连通的出气口。

在该实施例中，通过增设供气组件，供气组件的出风口222与散热通道 106相连通，进而增加了散热通道106内气流的压力，为散热通道106提供额外的气流驱动源，使得较为充分的气流能够快速、顺畅地经出口110流出，有效地提高了镜面的清洁效果，并有利于提高散热效果。

进一步地，供气组件包括压力装置和风机中的至少一种，其中，压力装置如压力瓶、压力泵或其他压力装置。即一方面，供给组件为压力装置，通过压力装置增加散热通道106内的气流压力，另一方面，供气组件为风机，即在散热组件220原有的风机的基础上，额外增设风机，为散热通道106增加气流驱动源，以增大气流压力。再一方面，供给组件包括压力装置和风机，通过二者有利于进一步加大散热通道内气流的压力，进而提高散热效率和清洁效率，并保证良好的散热效果和清洁效果。而供气组件的不同类型，能够满足激光雷达装置1不同结构、壳体100不同结构的需求，适用范围广泛。

进一步地，供气组件为风机，该风机为第二风机，第二风机可以设于壳体100的外部或内部，具体地，第二风机可以位于激光雷达本体200的上部、下部或侧部。或者，第二风机设于散热组件220的内部，即第二风机与第一风机同为散热组件220的一部分。

在本发明提供的一些可能的实施例中，散热通道106的数量为至少一个；和/或出风口222的数量为至少一个。

在该实施例中，如图4和图5所示，散热通道106的数量为一个、两个或多个，散热通道106的不同数量能够满足不同散热效率、不同清洁效率、壳体100不同结构的需求，适用范围广泛。

出风口222的数量为一个、两个或多个，出风口222的不同数量能够满足散热通道106不同结构、不同数量、散热组件220不同结构的需求，适用范围广泛。

进一步地，散热通道106的形状可以为直线型、弯折线性、曲线型、也可以为满足要求的其他形状，本申请不做具体限定。

具体地，如图6和图7所示，本申请提供的激光雷达装置1，出风口222 的数量为4个，进口108的数量为4个，出口110的数量为7个，进口108与出口110之间的通道为散热通道106。

本发明的第二方面，提供了一种工程车辆，包括：控制器，以及第一方面任一实施例的激光雷达装置1，激光雷达装置1与控制器相连接。

本发明提供的工程车辆，包括控制器以及第一方面任一实施例的激光雷达装置1，激光雷达装置1与控制器相连接，由于工程车辆包括第一方面任一实施例的激光雷达装置1，因此，具有该激光雷达装置1的全部有益技术效果，在此不一一赘述。

进一步地，控制器与激光雷达装置1相连接，使得控制器根据激光雷达装置1的测试结果控制工程车辆的行驶路径，进而有利于提高工程车辆行驶的安全性。

本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。