一种雷达的壳结构及激光雷达的制作方法

1.本实用新型一般地涉及激光雷达技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种雷达的壳结构及激光雷达。


背景技术：

2.目前常见的激光雷达的壳体通常具有如图1所示的长方体或如图2所示的圆柱体的形状，其均包括对接布置的顶壳4和底壳5。在装配雷达时，通常将内部功能器件安装在底壳中，并在底壳上密封安装用于与外界通气的防水透气阀、用于与外界导电和/或通信连接的对外端子等部件，然后扣装顶壳4，并在顶壳4和底壳5的壳体对接处1设置密封圈以防止漏水。
3.就工作于室外或露天环境的激光雷达而言，其面临的自然条件较为恶劣，本身就容易在雷达壳体上如壳体对接处1、防水透气阀安装处3及对外端子安装处2等易漏水位置处漏水。尽管各雷达厂都会采取密闭工艺以尽量避免雷达漏水，但是依然难以保证所有出厂设备的密封性能。密封性能的好坏对雷达会产生较大的影响，例如进入壳体内部的水必然影响雷达测量结果，严重时还会影响雷达使用寿命。进一步，进入雷达壳体内部的水有可能会附着到内部结构件及电路板表面，即使进水量很大时，初期也难以察觉。
4.当前通常只有打开雷达壳体进行漏水检测，才能验证是否是由于雷达进水引发故障。然而，一旦打开雷达壳体就很有可能会造成壳体丧失密封性能，而再次封装时又费时费力；由此造成较高的成本，从而不利于雷达设备的维护与检修。鉴于此，如何在不拆机的情况下判断雷达壳体是否漏水就成为本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于上文提及的雷达的壳结构是否漏水判断较为不便的技术问题，本实用新型提供一种便于检测雷达的壳结构是否漏水的雷达的壳结构。进一步地，本实用新型还提供一种使用上述雷达的壳结构的激光雷达。
6.具体地，本实用新型提供的雷达的壳结构包括：壳体，其内侧对应所述壳体的易漏水位置处设有漏水收集结构；底部集水结构，其设于所述壳体的底部，所述底部集水结构通过导水通道与所述漏水收集结构连通以存储所述漏水收集结构收集的水；以及观察窗，其设置于所述壳体上并用于观察所述底部集水结构以判断所述雷达的壳结构是否漏水。
7.作为进一步地改进，所述漏水收集结构为一体或分体地固设于所述壳体内侧面上的漏水收集罩，该漏水收集罩对应罩设于所述易漏水位置处。
8.作为进一步地改进，所述漏水收集罩全封闭地罩设于所述易漏水位置处。
9.作为进一步地改进，所述漏水收集罩设有局部开放结构，或者所述漏水收集罩局部与所述壳体间隔布置以形成局部开放结构，所述局部开放结构用于保证所述易漏水位置处设有的功能部件正常工作。
10.作为进一步地改进，所述漏水收集罩的竖向截面为c形。
11.作为进一步地改进，所述壳体包括密封对接装配的顶壳和底壳，所述漏水收集结构固设于所述底壳的内侧面上，所述导水通道包括所述底壳中设有的导水孔，所述底壳的底部设有与所述导水孔连通的所述底部集水结构。
12.作为进一步地改进，所述观察窗位于所述底部集水结构的最低处，所述底部集水结构具有用于将水引流至所述观察窗的引流斜面。
13.作为进一步地改进，所述观察窗的内侧设有水分子检测结构。
14.作为进一步地改进，所述观察窗凹设于所述壳体的外表面上。
15.本实用新型提供的激光雷达包括上文任一方案所述的雷达的壳结构。
16.有益效果是：本实用新型所提供的雷达的壳结构中，利用壳体内侧设有的漏水收集结构收集壳体易漏水位置处渗漏的水，并经导水通道排向底部集水结构，方便检测人员通过观察窗查看底部集水结构，进而判断雷达的壳结构是否漏水。当怀疑雷达的壳结构漏水时，只需要通过观察窗查看即可，不需要拆机，判断雷达进水较为方便，省时省力。
17.在一些实施例中，漏水收集结构采用漏水收集罩，方便罩设于易漏水位置处，不仅方便收集漏水，还可有效阻挡漏水流向壳体内腔。优选漏水收集罩的竖向截面为c形，在实现罩设相应易漏水位置处的前提下，占用空间相对较小。
18.在另一些实施例中，在底部集水结构的最低处设置观察窗，并配置引流斜面，可以将水引流至观察窗，方便检查人员观察。优选地，在观察窗的内侧设置水分子检测结构，更有利于观察人员观察是否出现漏水情况。
19.在又一些实施例中，观察窗凹设于壳体的外表面布置，可利用壳体的外表面保护观察窗，避免磨损磕碰。
附图说明
20.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
21.图1示意性地给出了一种雷达的壳结构的结构；
22.图2示意性地给出了另一种雷达的壳结构的结构；
23.图3示意性地给出了本实用新型所提供的一种雷达的壳结构的局部结构；
24.图4示意性地给出了本实用新型所提供的另一种雷达的壳结构的局部结构；
25.图5示意性地给出了本实用新型所提供的又一种雷达的壳结构的局部结构；
26.图6示意性地给出了本实用新型所提供的一种雷达的壳结构中底壳底部的局部结构；
27.图7示意性地给出了本实用新型所提供的另一种雷达的壳结构中底壳底部的局部结构。
28.附图标记说明：
29.1、壳体对接处；2、对外端子安装处；3、防水透气阀安装处；4、顶壳；5、底壳；6、第一漏水收集罩；7、密封圈；8、内表面；9、导水孔；10、底部集水结构；11、局部开放结构；12、第二漏水收集罩；13、引流斜面；14、水分子检测结构；15、观察窗；16、弧面。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
31.就如图1和图2所示的雷达的壳结构而言，雷达的壳结构的易漏水位置可以包括顶壳与底壳的壳体对接处1、防水透气阀安装处3以及对外端子安装处2，这些位置虽然都会设计密封措施，但是从这些位置漏水的风险依然存在，因此将这些位置定义为易漏水位置。从雷达的壳结构的易漏水位置渗入的水一旦进入壳体结构内部，容易引发雷达发生故障。
32.壳体结构漏水固然容易导致雷达发生故障，但是也不能认为所有故障必然是由壳体结构漏水引发的。当猜测可能是因为壳体结构漏水引发相应故障时，只能打开雷达的壳结构检测内部是否进水。后续无论相应故障是否由漏水引发，都会导致壳体结构丧失密封性能，更是需要重新封装，维护及检修成本高。
33.鉴于上文记载的问题，本实用新型提供了一种在壳体内部收集漏水并可供外部检查人员观察判断的方案。由漏水收集结构收集壳体的易漏水位置处进入的水，漏水收集结构收集的水经导水通道流向底部集水结构，外部检查人员通过观察窗观察底部集水结构，据此判断雷达的壳结构是否漏水。
34.在介绍了本实用新型的基本原理之后，下面具体介绍本实用新型的各种非限制性实施方式。附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
35.下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。
36.本实用新型第一方面所提供的激光雷达包括雷达的壳结构，雷达的壳结构中布置有激光发射机、光学接收机和信息处理系统等，激光发射机将电脉冲变成激光束发射出去，光接收机将从目标反射回来的激光束还原成电脉冲，由信息处理系统处理后送至显示器，最终获得目标的有关信息，如距离、速度、方位、姿态等参数。本实用新型涉及的主要改进在于雷达的壳结构，壳体结构内部的实现雷达检测所需的部件可以采用现有激光雷达内部的部件结构，在此不再赘述。
37.本实用新型所提供的雷达的壳结构的整体形状可以为长方体，如图1所示。在另一些实施方式中，雷达的壳结构的整体形状也可以为圆柱体，如图2所示。因此，本实用新型对于雷达的壳结构的具体形状并不作限制。
38.具体地，雷达的壳结构包括壳体，该壳体可以起到作为安装基础以固定安装雷达检测所需部件，还可以起到保护雷达检测所需部件的作用，更要在雷达的壳结构的内部形成良好的工作环境，以保证内部零部件的正常工作。因此雷达的壳结构本身具有良好的强度，还要具备良好的密封性能。
39.如图1-7所示，壳体上的易漏水位置处可以是壳体对接处1、对外端子安装处2及防水透气阀安装处3等。本实用新型所提供的雷达壳体中，在壳体内侧对应上述易漏水位置处分别设置漏水收集结构。在壳体的底部设置底部集水结构10，该底部集水结构10通过相应导水通道与漏水收集结构连通，用于存储漏水收集结构收集的水。另外，在壳体上还设置有
观察窗15，方便检查人员观察底部集水结构10，以判断雷达的壳结构是否漏水。
40.壳体对接处1沿壳体周向延伸，与之对应地第一漏水收集结构也可沿壳体周向延伸。而对外端子安装处2和防水透气阀安装处3仅位于壳体局部，与之对应地第二漏水收集结构也可仅覆盖壳体局部。换言之，漏水收集结构覆盖的区域应当与对应的易漏水位置处的可能出现漏水情况的结构对应。
41.就壳体对接处1而言，壳体包括上下对接的顶壳4和底壳5，顶壳4和底壳5可在浇铸件机加工成型。顶壳4和底壳5具体可以采用法兰连接的方式实现可拆装配。为保证壳体的有效密封，如图3所示，在顶壳4和底壳5的壳体对接处会设置密封圈7。基于设置密封圈的目的，在具体实施时，可以根据实际需要选配密封圈的形状和数量，本实用新型不作限制。
42.作为壳体的一处易漏水位置，顶壳4和底壳5的壳体对接处虽然设置密封圈7，但是此处依然存在漏水的风险。为避免此处漏水而影响雷达内部零部件，在壳体的内侧对应上文壳体对接处1设置第一漏水收集结构，如图3所示，第一漏水收集结构为第一漏水收集罩6，该第一漏水收集罩6沿壳体周向延伸，并对应全封闭地罩设在壳体对接所形成的易漏水位置处。此处的“全封闭”指的主要是完全封盖壳体对接所形成易漏水位置处，使得壳体对接所形成易漏水位置处与壳体的内腔分隔开，避免从此处易漏水位置渗漏的水进入壳体的内腔中。
43.在一些实施例中，如图3所示，第一漏水收集罩6的竖向界面为c形，第一漏水收集罩6的底部固设于底壳5的内表面8，第一漏水收集罩6的顶部与顶壳4的内表面贴合，以使得c形的第一漏水收集罩6的顶部和底部对应位于壳体对接处的上下两侧，以较好的实现全封闭罩设。使用时，经壳体对接处渗漏进入的水会被第一漏水收集罩6遮挡收集，不会流向壳体的内腔。
44.作为一种具体实施方式，第一漏水收集罩可以与底壳一体直接成型，在浇铸成型底壳时直接浇铸成型第一漏水收集罩，然后再进行相应机加工。作为另一种具体实施方式，可以将第一漏水收集罩和底壳分别单独加工成型，然后通过焊接连接的方式将第一漏水收集罩的底部固定设在底壳的内表面上，以实现第一漏水收集罩和壳体的固定装配。
45.第一漏水收集罩6中收集的水可以通过导水通道流向底部集水结构10中。如图4所示，导水通道包括导水孔9，导水孔9布置在底壳5中并沿第一漏水收集罩6延伸方向间隔均布有多个。导水孔9的上端孔口与第一漏水收集罩6连通，下端孔口则与底部集水结构10连通。第一漏水收集罩6中收集的水在重力作用下经导水孔9流向底部集水结构10。
46.图4所示的导水孔9直接一体集成地设置于底壳5中，可以在浇铸底壳时直接成型，也可以在浇铸完成后通过钻孔加工的方式加工成型。
47.就导水孔9而言，上文给出的作为导水通道的导水孔9直接集成于底壳5中，底壳结构相对复杂。作为另一种实施方式，可以采用导水管作为导水通道，此处的导水管与底壳分体布置。具体地，第一漏水收集罩的底部设置多个排水口，对应各排水口分别设置一根沿上下方向延伸的导水管，各导水管的下端均与底部集水结构连通，使得第一漏水收集罩中的水可经导水管流入底部集水结构中。这种设置导水管的方式可以简化底壳的结构，但是会占用壳体内部空间。因此，在具体实施时，导水通道选择何种具体结构可由本领域技术人员根据实际情况灵活选择，本实用新型并不作过多限制。
48.就防水透气阀安装处3和对外端子安装处2等易漏水位置处而言，可以对应设置第
二漏水收集结构，用于收集经相应易漏水位置处渗漏的水。以对外端子安装处2所形成的易泄露位置为例介绍，如图5所示，第二漏水收集结构为第二漏水收集罩12，该第二漏水收集罩12的竖向截面也为c形，且第二漏水收集罩12的底部也固设在底壳5的内表面8上。使用时，第二漏水收集罩12收集的水也通过相应导水通道流向底部集水结构10，进而避免防水透气阀安装处3和对外端子安装处2渗漏的水进入壳体内腔。
49.不同于上文提及的第一漏水收集罩6全封闭罩设方式，由于防水透气阀需要与壳体的内腔进行换气，对外端子则需要与壳体内部的功能器件实现线连接，因此，第二漏水收集罩12不能形成全封闭结构，需要留出开放结构。具体地，如图5所示，第二漏水收集罩12的局部与底壳5间隔布置形成局部开放结构11，该局部开放结构11可以实现对外端子正常布置导线，以保证易漏水位置处设有的对外端子等功能部件可以正常工作。
50.作为另一实施方式，当第二漏水收集罩罩设的易漏水位置处布置的是防水透气阀时，第二漏水收集罩的局部与底壳间隔布置形成局部开放结构应当对应防水透气阀保证正常通气，以保证该易漏水位置处设有的防水透气阀正常工作。
51.在实际应用场景中，本领域技术人员可以如上文提及的利用第二漏水收集罩的局部与底壳间隔布置形成局部开放结构，具体实施时可以在第二漏水收集罩的顶部设置局部缺口以形成局部开放结构。在另一些实施场景中，可以直接在漏水收集罩的一些位置例如顶部设置开孔，该开孔形成局部开放结构，用于保证相应易漏水位置处设有的功能部件正常工作。例如，防水透气阀可以通过上述开孔实现外部环境与壳体内腔的换气操作。外部端子可以通过上述开孔实现正常穿线。
52.在具体应用场景中，第二漏水收集罩12的安装方式可以与第一漏水收集罩6的安装方式类似。具体地，第二漏水收集罩12可以直接与底壳一体成型，或者，也可以先分别浇铸底壳和第二漏水收集罩，再将两者焊接连接，在此不再具体赘述。
53.另外，就与第二漏水收集罩对应的导水通道而言，此处的导水通道同样可以采用在底壳上一体成型导水孔的方式实现，或者，可以采用与底壳相对分体设置的导水管实现。导水通道可以将第二漏水收集罩中收集的水导向底部集水结构即可，其可采用的具体结构在此也不再过多赘述。
54.在本实用新型中，在底壳5的底部设置底部集水结构10，底部集水结构10通过导水通道与上文中的第一漏水收集罩6、第二漏水收集罩12连通，用于存储相应漏水收集罩收集的水。在底部集水结构10的最低处设置观察窗15，并且，底部集水结构10具有引流斜面13，可将底部集水结构10中的水引流至观察窗15处，方便检查人员观察判断。
55.作为一种具体实施方式，底部集水结构具体可为集水腔体，集水腔体由底部凹陷和密封盖围成。具体实施时，可以预先在底壳的底部内表面设置底部凹陷，并在底部内表面加工内螺纹孔。装配时，利用螺栓将密封盖压装在底部凹陷的开口处，以形成集水腔体。为保证密封，可以在密封盖和底部凹陷的边缘处设置o形圈。经导水通道流入集水腔体中的水会进入底部凹陷中，并被密封盖封盖。
56.考虑到实际应用场景，激光雷达的雷达壳体本身具有的良好密封性能，使得汇集到底部凹陷中的水极少，且漏水汇集到底部凹陷之后也不容易对壳体内部的器件造成影响。鉴于雷达壳体漏水极少且底部积水不容易造成影响的情况，作为另一种实施方式，可以不设置密封盖，进而直接将底部凹陷朝向壳体的内腔敞开。经导水通道引导来的水直接进
入底部凹陷中存储。
57.为方便观察判断漏水情况，在底壳5的底部对应底部凹陷的最低处设置观察窗15。如图6所示，在底壳5的底部对应底部凹陷的最低处设置小孔，小孔中密封胶粘固定有钢化玻璃，以在此处形成观察窗15。另外，在观察窗15的内侧设置水分子检测结构14，此处的水分子检测结构14具体可采用水分子检测试纸。水分子检测试纸在干燥环境下会呈现一种颜色，当水分子检测试纸检测到水分子时，试纸会发生变色，呈现另一种颜色。检查人员通过观察窗15可以观察水分子检测试纸颜色，并据此判断雷达的壳结构是否漏水，不需要进行拆机作业。
58.鉴于接触到水分子发生变色反应以方便检查人员观察的目的，在具体实施时，水分子检测结构具体可以采用上文提及的水分子检测试纸。作为另一种具体实现方式，水分子检测结构具体可以为干燥剂包，干燥剂包内可以存放蓝色颗粒状的变色硅胶，这种变色硅胶在遇到水分子时会由原来的蓝色变成粉红色。因此，本实用新型中对于水分子检测结构的具体应用方式不作限制。
59.为提高检测效率，如图6所示，底部凹陷的中心位置处最低，在底部凹陷上围绕最低的中心位置处设置引流斜面13，用于将水引流至处于中心位置处的观察窗15处。
60.作为具体地应用场景，底部凹陷的引流斜面13可以为圆锥面或者为棱锥面，其截面均呈现出图6所示结构，可有效引导水流向中心位置处的观察窗15。作为另一种具体应用场景，如图7所示，底部凹陷的引流斜面13也可以为弧面16，可有效引导水流向中心位置处的观察窗15。
61.另外，由于观察窗15位于底壳5底面，为避免雷达移动过程中磨损到钢化玻璃，如图6和图7所示，钢化玻璃并不与底壳5的底部外侧面平齐，而是内凹一段距离布置，使得整个观察窗15凹设于壳体的底面布置。换言之，可以认为是观察窗15凹设于壳体的外表面布置。这种凹设布置的方案，在保证检查人员可有效观察的前提下，可以很好的保护观察窗15，延长其使用寿命。
62.鉴于通过观察窗15观察底部集水结构10是否汇集有水的目的，虽然上文中提及的观察窗15是布置在壳体的底面，但在实际应用中，还可以将观察窗设置在底壳的侧面。具体地，可以在底部凹陷铺设较大的水分子检测试纸，方便多角度通过观察窗查看水分子检测试纸的颜色，以便于据此判断壳体是否漏水。
63.另外，在一些实施场景下观察窗上玻璃也可以不设置水分子检测结构，而是通过直接查看观察窗的玻璃以判断是否有水分子。一般而言，当壳体内部有水分子时，容易在玻璃内侧面起雾，检查人员可以在看到玻璃内侧面起雾的情况下判断处壳体出现漏水的问题。
64.本实用新型所提供的激光雷达在使用时，如果在壳体对接处1、防水透气阀安装处3及对外端子安装处2等易漏水位置出现漏水时，水会被相应漏水收集罩收集，然后经导水通道进入底部凹陷处，观察窗15处的水分子检测试纸在遇水之后会发生变色反应，供检查人员观察判断。
65.当雷达出现故障且怀疑该故障是由雷达的壳结构漏水引发的情况下，不必拆开壳体，检查人员可以直接查看水分子检测试纸是否变化。如果水分子检测试纸没有变色，说明壳体没有漏水，检查人员可以据此判断故障并非由漏水引发，排除一项故障起因。如果水分
子检测试纸发生变化，说明壳体出现漏水情况，此时再进行开机检查，进而进行更进一步地检查，同时，清除壳体内部的水。
66.在上文提及的如图3和图5所示的实施方式中，漏水收集结构均为漏水收集罩，可以较好的罩设在易漏水位置处，避免渗漏的水四散。考虑到雷达壳体自身的良好性能，在一些其他实施场景中，漏水收集结构还可以为l形的漏水收集件，该l形的漏水收集件固设在壳体的内侧面可以形成漏水收集槽结构，可以利用该漏水收集件收集渗透的水。鉴于提高有效阻挡水的目的，l形的漏水收集件的内角可以为锐角，使得漏水收集槽结构形成缩口槽，可以起到一定的阻挡水的作用。
67.在如图4所示的一些实施方式中，第一漏水收集罩在横向上水平延伸，相应地，在壳体上配置多个导水孔，用于方便将第一漏水收集罩收集的水导向底部集水结构。与上文不同的是，在另一些具体实施方式中，第一漏水收集罩自身可以倾斜布置，第一漏水收集罩收集的水会倾斜地朝向最低点流动，相应地，可以仅在倾斜布置的第一漏水收集槽的最低点布置导水通道，进而可将渗漏的水导向底部集水结构。
68.在图1和图2所示的一些实施例方式中，防水透气阀安装处和对外端子安装处均位于底壳上，相应地，第二漏水收集结构也设置在底壳上。与之形成对比的是，在另一些具体实施方式中，本领域技术人员可以根据实际情况将防水透气阀安装处和/或对外端子安装处布置在顶壳上，相应地，与防水透气阀安装处和/或对外端子安装处对应地第二漏水收集结构也应当布置在顶壳上，这种情况下，可以布置导水管作为导水通道以连通第二漏水收集结构和底部集水结构。
69.本实用新型第二方面所提供的雷达的壳结构，与上述本实用新型第一方面所提供的激光雷达的雷达的壳结构的结构相同，在此不再具体赘述。
70.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”、“周向”及“中心”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
71.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体地限定。
72.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。