一种交通工具及其传感器运动装置的制作方法

1.本发明涉及汽车、飞行器等交通工具技术领域，更具体地说，涉及一种交通工具及其传感器运动装置。


背景技术：

2.在汽车、飞行器等交通工具中，常常需要传感器在特定工况下伸出表面至特定角度，并在其他工况下收缩回表面内的设计。例如在汽车中，在开启自动驾驶功能时摄像头、激光雷达等传感器伸出车表并达到指定朝向角度，并在关闭自动驾驶功能时收缩至车体内部，以达到平滑表面、防止传感器损坏的目的。
3.目前，交通工具中主要通过传感器的平行移动或整体旋转实现传感器从表面移出。上述方式中，需要设置运动机构以实现传感器的平行移动或整体旋转，整个传感器所需的运动空间较大，则整个结构所需的空间较大。
4.另外，上述运动机构存在结构较复杂、占据空间较大、需要多个驱动部件、控制较复杂等问题。
5.综上所述，如何实现传感器伸出和缩入，以减小传感器所需的运动空间，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种交通工具及其传感器运动装置，以减小传感器所需的运动空间，从而减小整个装置所占用的空间。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种交通工具的传感器运动装置，包括：传感器，固定壳体，均在所述固定壳体固定相连的第一固定部和第二固定部，一端与所述第一固定部铰接、另一端与所述传感器铰接的第一连杆，一端与所述第二固定部铰接、另一端与所述传感器铰接的第二连杆，以及驱动模块；
9.其中，所述传感器通过所述第一连杆和所述第二连杆的作用以及所述驱动模块的驱动能够伸出和缩入所述固定壳体。
10.可选地，所述第一连杆和所述第二连杆铰接在所述传感器的同侧，所述传感器铰接有所述第一连杆和所述第二连杆的铰接侧面与所述传感器的探测面相对；
11.沿所述探测面的长度方向，所述传感器与所述第一连杆铰接的铰接位置、所述传感器与所述第二连杆铰接的铰接位置依次分布。
12.可选地，所述交通工具的传感器运动装置还包括能够运动的密封盖板；若所述传感器在停留状态时，所述传感器与所述固定壳体密封相连，且所述密封盖板位于所述传感器中与探测面相对的一侧，所述密封盖板遮挡所述传感器和所述固定壳体之间的间隙，且所述密封盖板密封连接所述固定壳体和所述传感器。
13.可选地，所述密封盖板与所述传感器相连，且所述密封盖板为所述传感器的随动
件。
14.可选地，所述固定壳体内设置有盖板导向部，所述密封盖板的一端与所述盖板导向部滑动配合，所述密封盖板的另一端与所述传感器铰接；
15.其中，所述盖板导向部和所述密封盖板中，一者设置有滑槽，另一者设置有与所述滑槽滑动配合的滑动件；所述滑槽为直线滑槽或曲线滑槽。
16.可选地，所述驱动模块驱动所述第一连杆转动，或者所述驱动模块驱动所述第二连杆转动。
17.可选地，所述传感器包括：传感器本体，与所述传感器本体固定相连的传感器壳体，固定在所述传感器壳体或所述传感器本体上的第一铰接安装结构，固定在所述传感器壳体或所述传感器本体上的第二铰接安装结构；
18.其中，所述第一连杆与所述第一铰接安装结构铰接，所述第二连杆与所述第二铰接安装结构铰接；
19.所述传感器壳体设置有随形设计结构，在所述传感器处于停留状态时所述随形设计结构与所述固定壳体密封相连。
20.可选地，所述交通工具的传感器运动装置还包括：设置在所述固定壳体上，且用于清洁所述传感器的探测面的清洁模块，所述清洁模块设置于所述固定壳体的内侧。
21.可选地，所述清洁模块包括：用于清洁所述探测面的清洁刷，固定在所述固定壳体上且将所述清洁刷压在所述探测面的弹力压紧单元，以及与所述清洁刷滑动配合的滑动导轨；其中，在所述传感器的运动过程中，所述清洁刷清洁所述探测面。
22.本发明提供的交通工具的传感器运动装置，通过设置第一连杆和第二连杆，使得第一固定部、第二固定部、第一连杆、第二连杆和传感器形成了四连杆机构，通过驱动模块的驱动和四连杆机构的作用实现了传感器进行包含平动和转动的复杂运动，从而实现了传感器能够伸出固定壳体以及能够缩入固定壳体；由于上述传感器的运动为包含平动和转动的复杂运动，较现有传感器仅进行平动或转动相比，有效减小了传感器所需的运动空间，从而减小整个装置所占用的空间。
23.基于上述提供的交通工具的传感器运动装置，本发明还提供了一种交通工具，该交通工具包括传感器运动装置，所述传感器运动装置为上述任一项所述的交通工具的传感器运动装置。
附图说明
24.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1为本发明实施例提供的交通工具的传感器运动装置中传感器缩入的轴测图；
26.图2为图1所示结构的结构示意图；
27.图3为本发明实施例提供的交通工具的传感器运动装置中传感器伸出的轴测图；
28.图4为图3所示结构的结构示意图。
具体实施方式
29.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。
30.如图1
‑
4所示，本发明实施例提供的交通工具的传感器运动装置包括：传感器5，固定壳体1，均与固定壳体1固定相连的第一固定部9和第二固定部8，一端与第一固定部9铰接、另一端与传感器5铰接的第一连杆4，一端与第二固定部8铰接、另一端与传感器5铰接的第二连杆10。其中，传感器5通过第一连杆4和第二连杆10的作用以及驱动模块的驱动能够伸出和缩入固定壳体1。
31.本发明实施例提供的交通工具的传感器运动装置，通过设置第一连杆4和第二连杆10，使得第一固定部9、第二固定部8、第一连杆4、第二连杆10和传感器5形成了四连杆机构，通过驱动模块的驱动和四连杆机构的作用实现了传感器5进行包含平动和转动的复杂运动，从而实现了传感器5能够伸出固定壳体1以及能够缩入固定壳体1；由于上述传感器5的运动为包含平动和转动的复杂运动，较现有传感器仅进行平动或转动相比，有效减小了传感器5所需的运动空间，从而减小整个装置所占用的空间。
32.为了缩短传感器5的行程，进一步减小占用空间，上述第一连杆4和第二连杆10铰接在传感器5的同侧，传感器5铰接有第一连杆4和第二连杆10的铰接侧面与传感器5的探测面11相对。沿探测面11的长度方向，传感器5与第一连杆4的铰接位置、传感器5与第二连杆10的铰接位置依次分布。其中，探测面11的长度方向对应传感器5伸出或缩入固定壳体1时的运动方向。
33.具体地，如图2所示，将传感器5与第一连杆4的铰接位置记为第一铰接位置e，将传感器5与第二连杆10的铰接位置记为第二铰接位置d，第一铰接位置e和第二铰接位置d沿探测面11的长度方向依次分布。
34.对于第一连杆4和第二连杆10的相对位置，根据实际需要进行选择。例如，上述第一连杆4高于第二连杆10，或第一连杆4低于第二连杆10，或第一连杆4和第二连杆10空间交叉。需要说明的是，当第一连杆4和第二连杆10空间交叉时，第一连杆4的一端低于第二连杆10的一端，第一连杆4的另一端高于第二连杆10的另一端，且第一连杆4和第二连杆10并未直接连接。
35.在实际应用过程中，为了便于安装，在一种具体实施方式中，上述第一连杆4高于第二连杆10。
36.对于第一连杆4和第二连杆10的长度，根据实际情况进行设计，例如根据第一连杆4和第二连杆10的位置进行设计。例如，若第一连杆4高于第二连杆10，第一连杆4的长度小于第二连杆10的长度。本实施例对第一连杆4和第二连杆10的长度不做限定。
37.在实际应用过程中，也可选择上述第一连杆4和第二连杆10铰接在传感器5的其他侧面，或者上述第一连杆4和第二连杆10铰接在传感器5的不同侧面，并不局限于上述实施例。
38.上述交通工具的传感器运动装置中，固定壳体1设置有供传感器5出入的通孔，通孔供传感器5伸出固定壳体1以及供传感器5缩入固定壳体1内。上述通孔的形状与传感器5
相适应。
39.为了降低对固定壳体1的外形的影响，需要在传感器5的停留状态实现传感器5与固定壳体1的密封连接以及通孔被封闭。可以理解的是，停留状态包括传感器5伸出固定壳体1且到达预设位置的伸出状态以及传感器5缩入固定壳体1的缩入状态。
40.上述交通工具的传感器运动装置中，传感器5在通孔处的水平宽度随着传感器5的运动发生变化且变化量较大，仅在传感器5的传感器壳体上设置随形设计结构来保证密封，较难实现。为了便于封闭通孔以及实现密封，上述交通工具的传感器运动装置还可包括能够运动的密封盖板3；若传感器5在停留状态，传感器5与固定壳体1密封相连，且密封盖板3位于传感器5中与探测面11相对的一侧，密封盖板3遮挡传感器5和固定壳体1之间的间隙，且密封盖板3密封连接固定壳体1和传感器5。具体地，密封盖板3密封连接固定壳体1和传感器5，是指密封盖板3与固定壳体1密封相连，且密封盖板3与传感器5密封相连。
41.上述结构中，通过传感器5和密封盖板3的共同作用实现了封闭通孔以及实现与固定壳体1的密封连接。
42.对于上述密封盖板3的形状，根据实际需要进行选择。为了便于保证密封，上述密封盖板3可包括：主盖板，两个分别固定在所述主盖板两侧的侧板。当然，也可选择上述密封盖板3为其他结构，本实施例对此不做限定。
43.上述密封盖板3需要运动，则需要驱动密封盖板3的驱动结构。可选地，上述密封盖板3与传感器5相连，且密封盖板3为传感器5的随动件。这样，密封盖板3随着传感器5的运动而运动，无需另设驱动结构，简化了结构，降低了成本。
44.在实际应用过程中，也可另设驱动结构来单独驱动密封盖板3，并不局限于上述实施例。
45.为了便于密封盖板3跟随传感器5运动，上述固定壳体1内可设置有盖板导向部2，密封盖板3的一端与盖板导向部2滑动配合，密封盖板3的另一端与传感器5铰接。
46.可以理解的是，密封盖板3铰接在传感器5中与探测面11相对的一侧。此时，上述传感器5铰接有第一连杆4和第二连杆10的铰接侧面与传感器5的探测面11相对，即密封盖板3、第一连杆4和第二连杆10铰接在传感器5中与探测面11相对的一侧。此时，充分利用了传感器5中背离探测面11的一侧的空间，有效减小了整个装置所占用的空间。
47.上述密封盖板3与盖板导向部2滑动配合，具体地，盖板导向部2和密封盖板3中，一者设置有滑槽，另一者设置有与滑槽滑动配合的滑动件。
48.上述滑槽为直线滑槽或曲线滑槽，进一步地，上述曲线滑槽为弧形滑槽。在实际应用过程中，若滑槽为曲线滑槽，则使得密封盖板3具有更加复杂的运动轨迹，从而实现传感器5的复杂运动轨迹。
49.上述滑动件可为滑块或凸起等结构，本实施例对此不做限定。
50.为了降低对固定壳体1的外形的影响，上述传感器5在停留状态时，密封盖板3与传感器5的高度差在设定范围内，其中，上述停留状态包括传感器5的伸出状态和缩入状态。具体地，上述传感器5在缩入状态时，密封盖板3与传感器5的高度差可为零，即密封盖板3与传感器5平齐，此时可选择密封盖板3、传感器5均和固定壳体1的外表面平齐。上述传感器5在伸出状态时，可选密封盖板3与传感器5的高度差不为零，以便于设置密封盖板3。
51.在实际应用过程中，可选择上述传感器5在伸出状态时，密封盖板3与传感器5平
齐，此时密封盖板3与传感器5的高度差为零；上述传感器5在缩入状态时，密封盖板3和固定壳体1的外表面之间存在较小的高度差、传感器5和固定壳体1的外表面之间存在较小的高度差，并不局限于上述实施例。
52.上述交通工具的传感器运动装置中，驱动模块可驱动第一连杆4，也可驱动第二连杆10，也可同时驱动第一连杆4和第二连杆10。为了简化结构，降低成本，可选择上述驱动模块驱动第一连杆4转动，或者也可选择驱动模块驱动第二连杆10转动。此时，通过一个驱动部件即可使传感器5进行包括平动和转动的复杂运动，有效简化了结构和控制，降低了成本。
53.在实际应用过程中，也可选择在传感器5上另设驱动点，驱动模块在驱动点进行驱动，并不局限于上述实施例。
54.上述驱动模块的具体结构，根据实际需要进行选择，例如，驱动模块包括驱动部件和传动机构，该传动机构为齿轮齿条传动机构、凸轮机构、螺旋升降副等，上述驱动部件可为电机或气缸等；当然，选择上述驱动模块仅包括驱动部件，例如采用电机直接驱动第一连杆4或第二连杆10，或采用气缸直接驱动第一连杆4或第二连杆10，本实施例对此不做限定。
55.对于传感器5的具体结构，根据实际需要进行选择。为了便于安装，上述传感器5包括：传感器本体，与传感器本体固定相连的传感器壳体，固定在传感器壳体或传感器本体上的第一铰接安装结构，固定在传感器壳体或传感器本体上的第二铰接安装结构；其中，第一连杆4与第一铰接安装结构铰接，第二连杆10与第二铰接安装结构铰接。具体地，第一铰接安装结构和第二铰接安装结构均为铰接轴或其他结构，本实施例对此不做限定。
56.可以理解的是，上述探测面11即传感器本体的探测面11。在工作时，探测面11需要伸出固定壳体1，即探测面11伸出固定壳体1的外表面，并且探测面11指向预定角度。非工作时，则探测面11隐藏在固定壳体1的内部，此时，整个传感器5缩入固定壳体1内。第一铰接安装结构、第二铰接安装结构、传感器本体和传感器壳体固定在一起，在运动中无相对运动。
57.为了便于保证传感器5与固定壳体1密封连接，上述传感器壳体设置有随形设计结构，在传感器5处于停留状态时随形设计结构与固定壳体1密封相连。
58.对于随行设计结构的具体结构，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。
59.上述随形设计结构在传感器5缩入固定壳体1内后与固定壳体1结合，传感器壳体与固定壳体1密封连接，降低了对固定壳体1外形的影响。而且，此时，传感器壳体主要用于与固定壳体1的外表面部分结合，随形设计结构适应传感器壳体与固定壳体1的外表面本身形状间的差异。
60.为了便于密封，上述固定壳体1设置有供传感器5出入的通孔，该通孔处设置有密封件，随形设计结构通过密封件与固定壳体1密封相连。当上述装置包括密封盖板3时，密封盖板3通过上述密封件与固定壳体1密封相连。
61.对于密封件的类型，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。
62.在实际应用过程中，也可通过调整随形设计结构，使得上述传感器5在其运动过程中始终与固定壳体1密封相连。
63.上述交通工具的传感器运动装置中，传感器5伸出固定壳体1进行工作，在伸出状态，传感器5的探测面11较易沉积灰尘等异物，影响探测可靠性和使用寿命。为了提高探测可靠性和使用寿命，上述交通工具的传感器运动装置还包括清洁模块，清洁模块设置在固
定壳体1上，且清洁模块用于清洁传感器5的探测面11。一般地，清洁模块设置于固定壳体1的内侧。
64.对于上述清洁模块的具体结构，根据实际需要进行选择。为了提高清洁效果，上述清洁模块包括：用于清洁探测面11的清洁刷6，固定在固定壳体1上且将清洁刷6压在探测面11的弹力压紧单元7，以及与清洁刷6滑动配合的滑动导轨；其中，在传感器5的运动过程中，清洁刷6清洁探测面11。
65.上述装置中，滑动导轨将清洁刷6的运动限制在与固定壳体1的外表面平行的方向上，只具有一个平移自由度。在传感器5的运动过程中，弹力压紧单元7始终将清洁刷6压紧在探测面11上，清洁刷6与探测面11摩擦实现清洁，如图2所示，在清洁刷6与探测面11的接触位置为摩擦处g。可以理解的是，上述清洁刷6位于探测面11和弹力压紧单元7之间。上述装置实现了自动压紧清洁刷6，从而实现了在传感器5运动时自动对传感器5的探测面11进行清洁。
66.对于上述弹力压紧单元7的具体结构和类型，根据实际需要进行选择，例如上述弹力压紧单元7为弹簧或气动弹簧等，本实施例对此不做限定。具体地，以上述弹力压紧单元7为弹簧为例，弹簧远离探测面11的一端固定在固定壳体1上，弹簧靠近探测面11的一端与清洁刷6固定相连，弹簧的长度方向平行于固定壳体1的外表面。
67.对于上述清洁刷6的具体类型，根据实际需要进行选择。可选地，上述清洁刷6设置有输送清洁剂的清洁剂管路，在清洁刷6与探测面11摩擦的过程中清洁刷6自动渗出清洁剂，从而实现更好清洁效果。
68.在实际应用过程中，也可选择清洁剂的喷出采用在清洁刷6上另外放置清洁剂喷口，在传感器5运动的过程中清洁剂喷口喷出清洁剂实现高效清洁。
69.对于上述清洁剂的类型，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。
70.上述交通工具的传感器运动装置中，为了保证运动可靠性和使用寿命，各铰接点和滑动配合结构应具有较低的表面粗糙度和较高的强度，同时具有良好的润滑。
71.具体地，将传感器5与第一连杆4的铰接位置记为第一铰接位置e，将传感器5与第二连杆10的铰接位置记为第二铰接位置d，将第一连杆4与第一固定部9的铰接位置记为第三铰接位置c，将第二连杆10与第二固定部8的铰接位置记为第四铰接位置a，将密封盖板3与盖板导向部2的滑动处记为第一滑动处b，将密封盖板3与传感器5的铰接位置记为第五铰接位置f，将清洁刷6与滑动导轨的滑动处记为第二滑动处g。
72.传感器5与第一连杆4在第一铰接位置e的接触面、传感器5与第二连杆10在第二铰接位置d的接触面、第一连杆4与第一固定部9在第三铰接位置c的接触面、第二连杆10与第二固定部8在第四铰接位置a的接触面、密封盖板3与盖板导向部2在第一滑动处b的接触面、密封盖板3与传感器5在第五铰接位置f处的接触面、清洁刷6与滑动导轨在第二滑动处g的接触面均设置有润滑涂层。
73.对于润滑涂层的类型，根据实际需要进行选择，例如润滑涂层为石墨涂层或二硫化钼涂层等，本实施例对此不做限定。
74.为了更为具体的说明本实施例提供的交通工具的传感器运动装置，下面根据交通工具的传感器运动装置的一种具体结构来说明工作过程：
75.如图1
‑
4所示，需要传感器5伸出固定壳体1并达到预定探测位置，且探测面11达到
设定角度时，驱动模块驱动第一连杆4逆时针转动，带动第二连杆10逆时针转动，使得传感器5向外侧运动的同时发生逆时针旋转，将探测面11伸出固定壳体1的外表面，达到预定探测位置；在运动过程中，探测面11与清洁刷6间发生摩擦，实现对探测面11的清洁。在运动过程中，传感器5带动密封盖板3运动；在达到预定探测位置时，探测面11的右边缘刚好达到固定壳体1的通孔内壁，实现通孔的部分密封，密封盖板3的部分缩入固定壳体1内，密封盖板3未伸入固定壳体1的部分则密封连接传感器5和通孔内壁，满足了密封要求，也保持了固定壳体1的外形流线，获得了更好的空气动力学效果。
76.需要传感器5缩入固定壳体1时，则驱动模块驱动第一连杆4顺时针转动，从而使得整个装置沿伸出运动轨迹发生逆向运动，将传感器5缩入固定壳体1，同时传感器5、密封盖板3与固定壳体1的外表面形成完整表面。在此过程中，清洁刷6再次与传感器5的探测面11发生摩擦，对探测面11进行清洁。
77.上述实施例提供的交通工具的传感器运动装置，可实现单个驱动模块下传感器5沿复杂运动轨迹的伸出固定壳体1以及缩入固定壳体1，同时实现固定壳体1的外表面封闭密封，并在此过程中对传感器5的探测面11进行清洁。该交通工具的传感器运动装置的结构简单、易于实现，可通过修改第一连杆4和第二连杆10的铰接位置、第一连杆4和第二连杆10的长度获得不同的运动轨迹，适应不同尺寸的传感器5，不同伸出位置、缩入位置和运动轨迹的设计要求，具有较高的设计自由度。而且，上述交通工具的传感器运动装置整体尺寸较小，且集中在于传感器5所在的平面内，适用于整体布置高度受限的情况。
78.基于上述实施例提供的交通工具的传感器运动装置，本实施例还提供了一种交通工具，该交通工具包括传感器运动装置，该传感器运动装置为上述实施例所述的交通工具的传感器运动装置。
79.对于上述交通工具的类型，根据实际需要进行选择，例如上述交通工具为汽车或飞行器等，本实施例对此不做限定。
80.由于上述实施例提供的交通工具的传感器运动装置具有上述技术效果，上述交通工具包括上述交通工具的传感器运动装置，则上述交通工具也具有相应的技术效果，本文不再赘述。
81.对所公开的实施例的上述说明，使本领域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。