一种吊装式集成组件

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种吊装式集成组件。

背景技术

在智能汽车领域，需要增加额外传感器，如激光雷达和摄像头等，以实现对周围环境的感知。此外，为了使激光雷达有充足的探测距离，除了提高激光发射功率和采用更大的波长等方法之外，通常需要清洗系统，实现对雷达镜面的手动和自动清洁。

额外增加的部件，如激光雷达、摄像头和清洗系统等给整车的集成带来了挑战。以车载顶部后向激光雷达为例：首先，若将这些部件集成在柔软的车顶罩盖，整个系统的模态会变差，造成振动或异响，降低可靠性，同时激光雷达和摄像头视野(FOV，FieldofView)的位置精度也难以保证。车顶罩盖作为外饰件，从美观角度来讲，复杂的结构会增加成型困难和缩印的风险，使其表面质量变差。将所有部件安装在整车的背门钣金虽能保证系统的刚度，但会使总装线装配更加复杂，搅乱生产节拍。更重要的是，背门钣金集成方案会增加密封的难度，若不能保证激光雷达及相关部件布置于干区，采用防水的接插件会显著增加成本，降低系统的可靠性。不仅如此，防水接插件体积更大，这会进一步增加集成的难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种吊装式集成组件，能够在兼顾整体密封性和外饰件表面质量的同时，实现激光雷达及相关部件可靠、稳定地与整车集成。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种吊装式集成组件，包括：内壳、支架以及配件；所述支架与所述配件安装，所述内壳的第一侧安装于车顶的罩盖，所述支架吊装于所述内壳的背离所述罩盖的表面；所述内壳的第二侧设有安装点，所述内壳的第二侧通过所述安装点固定于所述背门钣金。

可选地，所述内壳的第二侧具有容纳所述配件的空腔，所述安装点位于所述空腔的周围；所述内壳通过所述安装点固定在所述背门钣金的容纳孔边缘；

所述配件通过所述支架吊装于所述空腔，且位于所述容纳孔内。

可选地，多个所述安装点的其中部分个沿纵向的轴线对称设置，多个所述安装点的其中另一部分个沿横向的轴线对称设置。

可选地，所述内壳在所述安装点处通过第一连接件与所述背门钣金固定连接；

所述内壳的第二侧设置有预定位结构，所述内壳的第二侧具有容纳所述配件的空腔，所述预定位结构位于所述空腔的周围；所述内壳通过所述预定位结构与所述背门钣金的容纳孔边缘预定位配合。

可选地，还包括：内壳隔垫物；

所述内壳隔垫物沿所述内壳的第二侧和所述背门钣金之间的缝隙方向设置，且位于所述安装点之外和所述内壳的边缘之内。

可选地，所述内壳的第二侧具有容纳所述配件的空腔，所述配件通过所述支架吊装于所述内壳的空腔，且位于所述背门钣金的容纳孔内；

所述内壳隔垫物的第一侧与所述内壳的第二侧接触，并包围所述空腔；所述内壳隔垫物的第二侧与所述背门钣金接触，并包围所述容纳孔。

可选地，所述支架通过第二连接件和所述内壳固定连接，所述第二连接件分布于所述支架的横向两侧，且每侧的所述第二连接件均为沿纵向排列。

可选地，所述配件包括：激光雷达、摄像头和清洗系统；所述激光雷达位于所述支架的纵向端部，所述摄像头和所述清洗系统分别位于所述激光雷达的横向两侧；

所述吊装式集成组件还包括：激光雷达隔垫物、摄像头隔垫物和清洗系统隔垫物；所述激光雷达隔垫物位于所述第一支架和所述第二支架对插后形成的法兰面上，和所述内壳靠近所述配件的表面之间；所述激光雷达隔垫物包围所述雷达视窗；所述摄像头隔垫物位于所述摄像头的法兰和所述内壳的靠近所述配件表面之间；所述摄像头隔垫物包围所述摄像头；所述清洗系统隔垫物位于所述清洗系统的端盖法兰和所述内壳靠近所述配件的表面之间，所述清洗系统隔垫物包围所述清洗系统的端盖；

可选地，所述支架包括对插支架，包括：第一支架和第二支架，所述第一支架和所述第二支架沿横向对插于所述激光雷达的雷达视窗两侧，所述雷达视窗位于所述支架的纵向端部，且朝纵向设置；

所述摄像头与所述第一支架固定连接，所述清洗系统与所述第二支架固定连接，所述激光雷达固定连接于对插的所述第一支架和所述第二支架之间。

可选地，所述内壳的第一侧设置胶槽，所述罩盖通过所述胶槽内的密封胶实现与所述内壳的粘接和密封。

可选地，所述内壳的第一侧开设有减重孔，所述胶槽包围所述减重孔；所述减重孔关于沿纵向的轴线对称。

可选地，所述内壳沿纵向第一端的边缘通过第一卡扣与所述罩盖卡紧，多个所述第一卡扣沿横向排布于所述内壳沿纵向第一端的边缘。

可选地，所述内壳设置卡扣配合面，所述卡扣配合面位于所述第一侧沿纵向远离所述第一端的第二端，所述罩盖的内表面设置与所述卡扣配合面卡接配合的第二卡扣。

可选地，还包括：附件；

所述附件包括：电磁阀和水管；所述配件包括：清洗系统；所述水管通过所述电磁阀连接于所述清洗系统；

所述电磁阀通过第三连接件吊装于所述内壳，所述水管通过水管卡扣吊装于所述内壳。

可选地，所述内壳设置有供所述配件的功能侧穿出的通孔，所述配件的功能侧朝向所述背门钣金；

所述内壳分别与所述背门钣金、所述罩盖和所述配件的功能侧之间设置有密封结构，实现所述内壳分别与所述背门钣金、所述罩盖和所述配件的功能侧之间的密封连接。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的吊装式集成组件，将激光雷达及相关部件通过支架和内壳实现吊装，整体通过内壳上的安装点固定于背门钣金上。这种吊装集成方案既保证了整体刚度，又避免了在罩盖上设计复杂结构，降低了罩盖(A面)表面质量恶化的风险。

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他的附图。

图1为本发明实施例提供的吊装式集成组件的底侧示意图；

图2为本发明实施例提供的内壳的底侧一示意图；

图3为本发明实施例提供的内壳的底侧另一示意图；

图4为图3中A区域的局部放大示意图；

图5为本发明实施例提供的吊装式集成组件的背部示意图；

图6为本发明实施例提供的安装于支架上的激光雷达及相关部件的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的对插支架与激光雷达的装配示意图；

图8为本发明实施例提供的第一支架的装配示意图；

图9为本发明实施例提供的第二支架的装配示意图；

图10为本发明实施例提供的密封方案以及罩盖-雷达盒内壳-背门钣金固定、连接方法。

其中，1为激光雷达，2为摄像头，3为清洗系统，

4为内壳，41为第一侧，42为第二侧，43为空腔，44为边缘，45为胶槽，46为减重孔，47为内壳雷达孔，48为内壳摄像孔，49为内壳清洗孔；

5为第一支架，51为支架摄像孔，52为第一支架雷达孔，6为第二支架，61为支架清洗安装位，62为第二支架雷达孔；

7为电磁阀，8为激光雷达隔垫物，9为摄像头隔垫物，10为清洗系统隔垫物，11为内壳隔垫物，12为第一卡扣，13为水管卡扣，14为第二卡扣，15为密封胶，16为第二连接件，163为第三连接件，17为罩盖，18为背门钣金，181为容纳孔，19为安装点，20为预定位结构，21为卡扣配合面，22为水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的吊装式集成组件，其结构可以参照图10所示；包括：内壳4、支架以及配件；

其中，如图5和图10所示，支架(如图中的第一支架5)与配件(如激光雷达1等)安装，内壳4的第一侧41安装于车顶的罩盖17，支架吊装于内壳4的背离罩盖17的表面。

如图1和图10所示，内壳4的第二侧42设有安装点19，内壳4的第二侧42通过安装点19固定于背门钣金18。可以理解的是，内壳4具有相背的两侧，即安装于车顶的罩盖17的第一侧41(图10的上侧)，另外一侧是通过安装点19固定于背门钣金18的第二侧42(图10的下侧)，也是支架和配件所在的一侧。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的吊装式集成组件，配件通过支架吊装于内壳4，而内壳4安装于背门钣金18，保证了整体刚度；罩盖17仅作为外饰件，无须设计复杂的结构，能够保证均匀壁厚，可最大程度上降低成型难度，降低缩印风险。

作为可选，如图1-图3和图10所示，内壳4的第二侧42具有容纳配件的空腔43，安装点19位于空腔43的周围，可避免安装和容纳的干涉。

内壳4通过安装点19固定在背门钣金18的容纳孔181边缘；配件通过支架吊装于空腔43，且位于容纳孔181内。其结构可以参照图10所示，在本实施例中实现了配件-激光雷达1的吊装。

例如，在一实施例中，多个安装点19的其中部分个沿纵向的轴线对称设置，多个安装点19的其中另一部分个沿横向的轴线对称设置。其结构可以参照图1和图10所示，在本实施例中有四个安装点19，分别位于侧面和后面，左、右对称分布，内壳4通过安装点19固定连接在背门钣金18的容纳孔181边缘；将支架和配件包围起来。可以理解的是，本方案中的纵向对应车辆的前进后退方向，在图1为上下，图2、图5-图7为左下右上，图3为左上右下，图10为左右；相应的，横向是车辆的左右方向，在图1为左右，图2、图5-图7为左上右下，图3为左下右上，图10为图面里外。可以理解的是，安装点19的设置也可以是非对称的。

进一步的，如图10所示，内壳4在安装点19处通过第一连接件(如螺钉)固连于背门钣金18，结构简单和牢固可靠。

内壳4的第二侧42设置有预定位结构20，内壳4的第二侧42具有容纳配件的空腔43，预定位结构20位于空腔43的周围；内壳4通过预定位结构20与背门钣金18的容纳孔181边缘预定位配合。其结构可以参照图1所示，将位于内壳4上的预定位结构20如定位销预挂卡入背门钣金18上的开孔，实现吊装式集成组件与背门钣金18之间的预挂和定位。具体的，预定位结构20位于安装点19靠近配件的一侧。

本发明实施例提供的吊装式集成组件，还包括：内壳隔垫物11，其结构可以参照图1所示，设置一圈，将与支架和配件的对应区域包围起来。

内壳隔垫物11(如泡棉)沿内壳4的第二侧42和背门钣金18之间的缝隙方向设置，且位于安装点19之外和内壳4的边缘44之内。可以理解的是，这里所讲的“位于安装点19之外”是相对于“内壳4边缘之内”而言的，指内壳隔垫物11相较于安装点19靠近内壳4的边缘，如图1所示，即内壳隔垫物11位于安装点19和内壳4边缘之间。

作为可选，内壳4的第二侧42具有容纳配件的空腔43，配件通过支架吊装于空腔43，且位于容纳孔181内，其结构可以参照图1和图10所示。

内壳隔垫物11的第一侧与内壳4的第二侧42接触，并包围空腔43；内壳隔垫物11的第二侧与背门钣金18接触，并包围容纳孔181。

具体的，如图2所示，支架通过第二连接件16(如螺钉)和内壳4固定连接，第二连接件16分布于支架的横向两侧，且每侧的第二连接件16均为沿纵向排列，结构简单和牢固可靠。可以理解的是，支架与内壳4的连接方式并不限于此，如在其他实施例中支架可通过粘贴的方式连接在内壳4上，或者支架和内壳4之间的连接件横向排列成一排，只要能够实现支架和内壳4之间的固定连接的结构均适用于本发明。

作为可选，参见图6所示，配件包括：激光雷达1、摄像头2和清洗系统3；激光雷达1位于支架的纵向端部，摄像头2和清洗系统3分别位于激光雷达1的横向两侧。在具体实施中，清洗系统3可包括：推杆电机、伸缩喷嘴和端盖，端盖用于保护伸缩喷嘴免于被污染，推杆单机用于驱动伸缩喷嘴和端盖的运动，清洗系统的具体形式本发明实施例不做限定。当然，本方案适用的配件并不仅仅局限于此，还可以采用相同部件的其他形式(如，固定式清洗系统)，不同数量(如，双侧清洗系统)或其他部件(如其他种类的传感器)等，若采用类似于本发明所描述的吊装式集成组件，均应在本发明的保护范围之内。

作为可选，配件的密封通过各个部件的法兰将密封条/密封泡棉压接至内壳的内表面实现。本发明实施例提供的吊装式集成组件，还包括：激光雷达隔垫物8、摄像头隔垫物9和清洗系统隔垫物10，其结构可以参照图1、图6和图10所示。

其中，激光雷达隔垫物8(如泡棉/密封条)位于第一支架5和第二支架6对插后形成的法兰面上，和内壳4靠近配件的表面之间，激光雷达隔垫物8包围雷达视窗，用于防止水从雷达视窗周圈进入到吊装式集成组件内部。

摄像头隔垫物9(如泡棉/密封条)位于摄像头2的法兰和内壳4的靠近配件表面之间，摄像头隔垫物9包围摄像头2，用于防止水从摄像头进入到吊装式集成组件内部。

清洗系统隔垫物10(如泡棉/密封条)位于清洗系统3的端盖法兰和内壳4靠近配件的表面之间，清洗系统隔垫物10包围清洗系统3的端盖，用于防止水从清洗系统端盖进入到吊装式集成组件内部。

进一步的，支架包括对插支架，包括：第一支架5和第二支架6；第一支架5和第二支架6对插于激光雷达1的雷达视窗两侧，雷达视窗位于支架的纵向端部，且朝纵向设置，其结构可以参照图6-图9所示；第一支架5和第二支架6对插后，与激光雷达1通过螺钉进行装配，以适应雷达的制造公差。

摄像头2与第一支架5固定连接，清洗系统3与第二支架6固定连接，激光雷达1固定连接于对插的第一支架5和第二支架6之间。通过对各配件合理排布，以便于装配和维护。具体的，第一支架5开设有支架摄像孔51和第一支架雷达孔52，第二支架6开设有支架清洗安装位61和第二支架雷达孔62。支架摄像孔51供摄像头2安装和定位，支架清洗安装位61供清洗系统3安装和定位，第一支架雷达孔52和第二支架雷达孔62供激光雷达1安装和定位。

如图5所示，内壳4的第一侧41设置胶槽45，罩盖17通过胶槽内的密封胶15实现与内壳4的粘接和密封。可以理解的是，其他能够实现内壳4与罩盖17之间的安装结构也适用于本发明实施例。

内壳4需要有足够的刚度，其材质多为强度高、密度大的金属，因此其顶部被局部掏空以实现减重。具体的，如图2所示，内壳4的第一侧41开设有减重孔46，胶槽45包围减重孔46；减重孔46关于沿纵向的轴线对称，以实现重量平衡分布。通过在掏空形成的减重孔46周围设计胶槽45，并涂敷密封胶15，防止水通过罩盖17和内壳4之间的缝隙进入内壳4的内部。可以理解的是，减重孔46并不是必须的。

作为可选，如图3和图4所示，内壳4沿纵向第一端的边缘44通过第一卡扣12与罩盖17卡紧，第一卡扣12沿横向排布于内壳4沿纵向第一端的边缘44，实现内壳4与罩盖17沿边缘弧线的卡紧。第一卡扣12位于内壳4第一端边缘44，数量为多个，用于削减罩盖17在成型时的面轮廓度误差。如图10所示，第二卡扣14位于罩盖17沿纵向(图中左右)的第二端，与内壳4上的卡扣配合面21卡接。第一卡扣12与第二卡扣14一起，实现内壳4和罩盖17的稳定卡接。

进一步的，内壳4设置卡扣配合面21，卡扣配合面21位于第一侧41沿纵向远离第一端的第二端，罩盖17的内表面设置与卡扣配合面21卡接配合的第二卡扣14，可实现内壳4与罩盖17之间的预定位。可以理解的是，卡扣配合面21和第二卡扣14并不是必须的。

本发明实施例提供的吊装式集成组件，还包括附件；

如图6所示，该附件包括：电磁阀7和水管22；配件包括：清洗系统3；水管22通过电磁阀7连接于清洗系统3。

电磁阀7通过第三连接件163(如螺钉)吊装于内壳4，水管22通过水管卡扣13吊装于内壳4。

作为可选，内壳4设置有供配件的功能侧穿出的通孔，如图2和图3所示的内壳雷达孔47、内壳摄像孔48和内壳清洗孔49，配件的功能侧朝向背门钣金18；可以理解的是，以配件是雷达为例，其功能侧即雷达镜面是朝向整车尾部的，是整车的A面(可在车外看到)。

内壳4分别与背门钣金18、罩盖17和配件的功能侧之间设置有密封结构，实现内壳4分别与背门钣金18、罩盖17和配件的功能侧之间的密封连接。

下面结合完整实施例对本方案作进一步介绍：

在该实施例中，吊装式集成组件即为雷达盒，如图1-图10所示，激光雷达1、摄像头2和清洗系统3通过螺钉或卡扣安装在对插的第一支架5和第二支架6上。

第一支架5、第二支架6和内壳4通过第二连接件16进行固定。激光雷达隔垫物8位于第一支架5和第二支架6对插后的法兰上，摄像头隔垫物9位于摄像头2的法兰上，清洗系统隔垫物10位于清洗系统3的端盖法兰上，这些隔垫物(如泡棉/密封条)均紧压内壳4内表面，分别用于防止水从雷达视窗周圈、摄像头和清洗系统端盖进入到雷达盒内部。电磁阀7及其支架通过第二连接件16吊装于内壳4背部内表面上。水管22通过水管卡扣13吊装在内壳4上。

密封胶15位于内壳4背部的胶槽45，用于实现与外饰件罩盖17之间的粘接和密封。通过位于内壳4的前侧弧形边缘的第一卡扣12，实现内壳4与罩盖17沿前侧弧线的卡紧。与此同时，罩盖17与内壳4通过第二卡扣14在尾部卡紧，实现内壳4与罩盖17之间的预定位。

总装线上，将位于内壳4上的预定位结构20如定位销预挂卡入背门钣金18上的开孔，实现雷达盒与背门之间的预挂和定位。背门钣金18与雷达盒内壳4通过安装点19用螺钉进行打紧。本实施例有四个安装点，分别位于侧面和后面，左、右对称分布。内壳泡棉11位于内壳4上，在安装点19打紧时被压缩，以防止水从内壳4和背门钣金18之间进入到雷达盒内部。

工作原理：首先，将激光雷达、摄像头和清洗系统等部件通过卡扣和螺钉与支架固定。支架与内壳通过螺钉打紧。内壳为非外饰件，其直接通过螺钉与整车的背门钣金固连，以保证足够的强度。由此，激光雷达、摄像头和清洗系统等部件通过支架和雷达盒内壳，以吊装的形式，实现了与整车的集成。作为外饰件的罩盖通过卡扣和胶水实现与内壳的固连。罩盖上无须复杂的结构，能够保证均匀壁厚，可最大程度上降低成型难度，降低缩印风险。支架上设计法兰，通过泡棉或密封条与雷达盒内壳的内表面压接，实现密封。摄像头和清洗系统同样通过法兰压接泡棉至雷达内壳，实现密封。雷达盒内壳与背门钣金通过打紧螺钉来压紧密封条实现密封。胶水除了提供粘接力，还能够防止水从雷达盒内壳与罩盖之间的缝隙渗入到雷达盒内部。其他附件，如电磁阀及其支架和卡扣等等，均以吊装的方式安装于雷达盒内壳。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。