用于清洁机动车辆的光学传感装置的传感器窗的模块化清洁系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于清洁机动车辆的光学传感装置的传感器窗的清洁系统。更具体地，本发明专利技术涉及一种用于清洁机动车辆的诸如LiDAR传感装置的光学距离测量装置的传感器窗的清洁系统。该系统包括：用于保持传感装置的壳体模块，壳体模块包括限定传感器窗平面的窗开口，用于在其中接纳光学传感装置的传感器窗；擦拭器模块，其包括用于擦拭传感器窗的擦拭器；驱动模块，驱动模块具有旋转输出元件；以及运动变换器模块，运动变换器模块在驱动模块和擦拭器模块之间与二者相连，并且被设置成用于将驱动模块的旋转输出元件的旋转变换成擦拭器的循环擦拭器轨迹。循环擦拭器轨迹。循环擦拭器轨迹。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于清洁机动车辆的光学传感装置的传感器窗的模块化清洁系统


[0001]本专利技术涉及一种用于清洁机动车辆的光学传感装置的传感器窗的清洁系统。更具体地，本专利技术涉及一种用于清洁机动车辆的光学距离测量装置(例如激光雷达传感装置)的传感器窗的清洁系统。

技术介绍

[0002]车辆，特别是汽车，常常配备有用于感测车辆环境的各种传感装置。用于此目的的典型传感装置被设置成能够估计车辆与车辆环境中的物体之间的距离和/或所述物体相对于车辆的相对速度。经常采用的光学传感器技术的具体示例包括RADAR和Lidar或LIDAR或LiDAR(“光探测和测距”或者“激光成像探测和测距”)，也称为LADAR(激光探测和测距)或者3D激光扫描。
[0003]光学传感装置，例如光学距离测量装置，特别是LiDAR传感装置，可以包括一个或多个(激光)光源，用于将一个或多个(激光)光束发射到环境中。提供一个或多个光学探测器用于探测被发射的一个或多个激光束的反射，其中处理单元可以基于光的发射和探测到的光的反射生成环境的映射。
[0004]此外，光学传感器装置包括形成光学传感器装置的外面的传感器窗。传感器窗通常由透光的保护层形成，以用于保护敏感的下层传感器部件。因此，光可以通过传感器窗透射和探测，并且为了获得对环境的基本无阻碍的观察，光学传感装置通常设置在车辆的外部，其中传感器窗面向环境，即自车辆朝外地面向。
[0005]在车辆的外部，传感装置，特别是传感器窗，易受诸如(雨)滴、微粒、虫子等聚集障碍物的影响，这些障碍物可能阻碍、偏转或以其他方式干扰由传感装置通过传感器窗发送和接收的光信号，从而导致错误或者不良的传感器数据。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是减少例如(雨)滴、微粒、虫子等污染物在光学传感装置的传感器窗上的聚集和/或累积。特别地，本专利技术的目的是高效且有效地清洁车辆的传感装置的传感器窗。
[0007]根据第一方面，提供了一种用于清洁机动车辆的光学传感装置的传感器窗的模块化清洁系统。该系统包括用于与传感装置配合的壳体模块，该壳体模块包括限定传感器窗平面的窗开口，用于将光学传感装置的传感器窗接纳于其中；擦拭器模块，其包括用于擦拭传感器窗的擦拭器；驱动模块，驱动模块具有旋转输出元件；以及运动变换器模块，运动变换器模块在驱动模块和擦拭器模块之间与二者互连，并且被构造成用于变换驱动模块的旋转输出元件的旋转，以便在擦拭器的循环擦拭器轨迹中驱动擦拭器。可以组装清洁系统的模块以形成用于清洁光学传感装置的清洁系统，其中模块中的每一个可以被单独地配置成适用于特定类型的光学传感装置。
[0008]应当理解，传感器窗平面是虚拟平面，其至少在使用状态与传感器窗在其中延伸的平面相关联。因此，由壳体模块的传感器窗开口限定的传感器窗平面与传感装置的传感器窗在其中延伸的平面重合。还应当理解，传感装置的传感器窗可以是大致平坦的，或者可替代地弯曲成所需的形状，例如具有所需曲率的凸形，以优化光学传感装置的视角。相应地，应当理解，传感器窗平面不必是大致平坦的，而是也可以是弯曲的，例如具有期望曲率的凸形。
[0009]壳体模块可以用作安装框架，例如用于在其上安装驱动模块、运动变换器模块和/或传感装置。壳体模块可以是车辆的一部分，并且可以被设置成能够保持传感装置。
[0010]循环擦拭器轨迹可以包括擦拭区段和非擦拭区段，在擦拭区段中，擦拭器大致在传感器窗平面中被驱动，以便擦拭传感器窗，在非擦拭区段中，擦拭器在远离传感器窗平面一距离处被驱动，而不擦拭传感器窗。擦拭器可在擦拭区段和非擦拭区段之间交替地被驱动，其中擦拭器轨迹循环至少包括擦拭区段和非擦拭区段。擦拭器轨迹可以是线性轨迹，即描述了往复运动，其中擦拭区段与非擦拭区段大致重叠，然而，擦拭器轨迹优选地是闭合轨迹，特别是环形闭合轨迹，其中擦拭区段和非擦拭区段大致不重叠。擦拭器轨迹可以例如是肾形的。擦拭器轨迹的擦拭区段特别地对应于从传感器窗的第一端到传感器窗的第二端的擦拭行程，而擦拭器轨迹的非擦拭区段对应于在避免擦拭传感器窗的同时从第二端回到第一端的返回行程。已经发现，单向擦拭给出了最佳的清洁结果，特别是与双向擦拭相比。更具体地，单向擦拭避免了在擦拭器的擦拭轨迹的擦拭区段中从传感器窗擦拭掉的污染物被重新引入到传感器窗上。至少在擦拭器轨迹的非擦拭区段中避免擦拭还防止在擦拭之后，例如在传感器窗是湿的情况下液体膜保留在传感器窗上。在擦拭器轨迹的擦拭区段中，擦拭器优选地在传感器窗的上方从传感器窗的顶端被驱动到传感器窗的底端，即沿重力矢量的方向。擦拭器优选地在沿擦拭区段被驱动的同时与传感器窗接合，而擦拭器在沿非擦拭区段被驱动的同时与传感器窗脱离接合。擦拭器可以通过倾斜擦拭器或者将擦拭器从传感器窗平面移开而与传感器窗脱离接合。
[0011]系统可以被设置成使擦拭器沿着擦拭器轨迹中的具有平行于传感器窗平面的方向分量的第一区段运动，并且使擦拭器沿着擦拭器轨迹中的具有横向于传感器窗平面的方向分量的第二区段运动。在第一擦拭器轨迹区段中，擦拭器平行于传感器窗平面运动，而在第二擦拭器轨迹区段中，擦拭器至少大致横向于传感器窗平面远离传感器窗运动。擦拭器可以例如在第一擦拭器轨迹区段中擦拭传感器窗，并且在第一区段结束处与传感装置的传感器窗脱离接合。一旦脱离接合，擦拭器可在与传感器窗脱离接合的同时沿返回区段被驱动返回。
[0012]擦拭器轨迹的擦拭区段可以例如是大致直线的，以用于擦拭大致平坦的传感器窗。非擦拭区段例如可以是大致弯曲的。
[0013]运动变换器模块可以包括连杆机构，其具有连接到驱动模块的旋转输出元件的输入端和连接到擦拭器模块的输出端。连杆机构能够提供将驱动模块的旋转输出元件的旋转运动变换成擦拭器的循环轨迹的紧凑且有效的方式。此外，连杆机构特别适于在擦拭器上施加多种运动。相应地，连杆机构可以被定制成各种传感器窗曲率，而驱动模块可以大致保持不变。该系统可以特别包括设置在传感器窗开口的相对侧上的两个连杆机构，以用于连接到擦拭器模块的相对侧。两个连杆机构可以相互连接，以便例如通过公共驱动轴同步运
行。
[0014]尽管擦拭器在擦拭器轨迹的非擦拭区段不擦拭传感器窗，但是可能已经聚集于擦拭器上的碎屑仍然可能通过擦拭器沿着非擦拭区段的运动而最终出现在传感器窗上。特别是在运动的车辆中，例如行驶的汽车，当擦拭器沿着非擦拭轨迹被驱动时，擦拭器上的碎屑可能被吹到传感器窗上。擦拭器轨迹因此可包括初始点，在该初始点，擦拭器设定处于窗开口的边缘处或窗开口的边缘附近的初始位置，其中，系统被设置成驱动擦拭器从初始位置沿着擦拭器轨迹首先通过非擦拭区段并其次通过擦拭区段。这样，擦拭器的清洁循环在擦拭区段之后，即在传感器窗被擦拭干净之后结束。擦拭器轨迹的初始点表示清洁系统的启动状态，清洁系统能够自该状态被启用以执行清洁程序来清洁传感装置的传感器窗。因此，初始位置表示清洁系统的被动状态，其中清洁系统不干扰传感装置。应当理解，在处于初始位置的同时，擦拭器可被定位在传感装置的视场之外。在初始位置中，擦拭器例如被定位在传感器窗开口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于清洁机动车辆的光学传感装置的传感器窗的清洁系统，所述系统包括：用于与所述传感装置配合的壳体模块，所述壳体模块包括限定传感器窗平面的窗开口，以用于将所述光学传感装置的传感器窗接纳于其中；擦拭器模块，所述擦拭器模块包括用于擦拭所述传感器窗的擦拭器；驱动模块，所述驱动模块具有旋转输出元件；以及运动变换器模块，所述运动变换器模块在所述驱动模块和所述擦拭器模块之间与二者互连，并且被构造成用于变换所述驱动模块的旋转输出元件的旋转，以便沿循环擦拭器轨迹驱动所述擦拭器。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述循环擦拭器轨迹包括擦拭区段和非擦拭区段，在所述擦拭区段中，所述擦拭器大致在所述传感器窗平面中被驱动，以便擦拭所述传感器窗，在所述非擦拭区段中，所述擦拭器在远离所述传感器窗平面一距离处被驱动，而不擦拭所述传感器窗。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述系统被设置成能够使所述擦拭器沿着所述擦拭器轨迹中的具有平行于所述传感器窗平面的方向分量的第一区段运动，并且其中，所述系统被设置成能够使所述擦拭器沿着所述擦拭器轨迹中的具有横向于所述传感器窗平面的方向分量的第二区段运动。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述擦拭器轨迹的擦拭区段是大致直线的。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述运动变换器模块包括连杆机构，所述连杆机构具有连接到所述驱动模块的旋转输出元件的输入端和连接到所述擦拭器模块的输出端，以用于沿着所述擦拭器轨迹将运动施加于所述擦拭器上。6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述擦拭器轨迹包括初始点，在所述初始点，所述擦拭器设定处于所述窗开口的边缘处或所述窗开口的边缘附近的初始位置，并且其中，所述系统被设置成能够驱动所述擦拭器从所述初始位置沿着所述擦拭器轨迹首先通过所述非擦拭区段并其次通过所述擦拭区段。7.根据权利要求6所述的系统，其中，在所述初始位置，所述擦拭器定位在所述传感器窗开口的外部的壳体模块部分处或壳体模块部分上。8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，所述系统包括被设置成用于选择性地释放清洁介质的湿润装置。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述湿润装置包括一个或多个喷嘴，所述一个或多个喷嘴相对于所述壳体模块可运动地设置，并且其中，所述系统被设置成用于使所述一个或多个喷嘴在所述传感器窗的上方运动，以便将所述清洁介质沉积到所述传感器窗上。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述系统被设置成能够使所述一个或多个喷嘴平行于所述传感器窗平面运动。11.根据权利要求8至10中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个喷嘴相对于所述传感器窗平面成角度地定向。12.根据权利要求8至11中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个喷嘴设置在所述擦拭器模块上。13.根据权利要求8至12中任一项所述的系统，其中，所述系统被设置成能够在使用时，
当所述擦拭器沿所述擦拭器轨迹的非擦拭区段被驱动时，通过所述湿润装置释放所述清洁介质。14.根据权利要求8至13中任一项所述的系统，其中，所述系统被设置成能够在使用时，通过所述湿润装置在单个擦拭器轨迹循环中释放2mL至20mL的液体清洁介质。15.根据前述权利要求中任一项所述的系统，所述系统包括用于至少部分地屏蔽所述窗开口的屏蔽盖，其中，所述系统被设置成能够使所述屏蔽盖相对于所述壳体模块在所述屏蔽盖至少部分地遮蔽所述窗开口的关闭状态和所述屏蔽盖不遮蔽所述窗开口的打开状态之间运动。16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述屏蔽盖被可滑动地接纳在所述壳体模块的空腔中，所述系统被设置成能够使所述屏蔽盖相对于所述壳体模块在所述关闭状态和所述打开状态之间运动，在所述关闭状态中，所述屏蔽盖大致平行于所述传感器窗平面延伸，以便遮蔽所述传感器窗，在所述打开状态中，所述屏蔽盖被可滑动地接纳在所述空腔中，并且大致横向于所述传感器窗平面延伸。17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述屏蔽盖铰接地联接到所述擦拭器模块。18.根据从属于权利要求8时的权利要求15至17中的任一项所述的系统，其中，所述系统被设置成当在使用中所述清洁介质被沉积到所述传感器窗上时，能够利用所述屏蔽盖至少部分地遮蔽所述传感器窗。19.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述擦拭器模块包括擦拭器框架，其中，所述擦拭器框架包括第一引导构件和第二引导构件，所述第一引导构件被设置成用于与所述壳体模块配合，以用于引导所述擦拭器框架在大致平行于所述传感器窗平面的方向上的运动，所述第二引导构件被设置成用于与所述擦拭器配合，以用于引导所述擦拭器相对于所述擦拭器框架在横向于所述传感器窗平面的方向上的运动。20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述擦拭器连接到所述运动变换器模块的输出端，并且所述擦拭器包括带动表面，所述带动表面用于随着所述擦拭器的运动带动所述擦拭器框架。21.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述擦拭器自由旋转地联接到所述运动变换器模块的输出端。22.根据权利要求19至21中任一项所述的系统，其中，所述擦拭器框架被设置成能够旋转地锁定所述擦拭器。23.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述擦拭器包括擦拭器刮片和用于保持所述擦拭器刮片的擦拭器刮片保持器，其中，所述擦拭器刮片能够相对于所述擦拭器刮片保持器在横向于所述传感器窗平面的方向上被弹簧加载地运动。24.根据权利要求19至23中任一项所述的系统，其中，所述擦拭器可释放地联接到所述擦拭器框架。25.根据权利要求23或24所述的系统，其中，所述擦拭器刮片由弹性材料制成。26.根据前述权利要求中任一项所述的系统，所述系统包括控制单元，所述控制单元被设置成用于控制所述驱动模块的旋转输出元件的旋转运动。27.根据权利要求26所述的系统，所述系统包括用于感测所述擦拭器在所述擦拭器轨迹中的位置的位置传感器，其中所述控制单元操作地连接到所述位置传感器。
28.根据从属于权利要求8时的权利要求26或27所述的系统，其中，所述控制单元被设置成用于控制所述湿润装置。29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述控制单元被编程以包括控制模式，在所述控制模式中，在所述擦拭器处于所述擦拭器轨迹的非擦拭区段的同时，通过所述湿润装置释放所述清洁介质，和/或在所述擦拭器处于所述擦拭器轨迹的擦拭区段的同时，所述湿润装置禁止释放所述清洁介质。30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述控制单元被编程以包括控制模式，在所述控制模式中，在释放所述清洁介质之后，在预定的浸泡时间内中断所述擦拭器的运动。31.根据从属于权利要求9时的权利要求28至30中任一项所述的系统，其中，所述控制单元被编程以包括控制模式，在所述控制模式中，从所述湿润装置的所述一个或多个喷嘴释放所述清洁介质，同时所述喷嘴面向所述清洁系统的刮擦单元。32.根据权利要求28至31中任一项所述的系统，其中，所述控制单元被编程以包括控制模式，在所述控制模式中，所述湿润装置在所述擦拭器轨迹的至少整个循环期间禁止释放清洁介质。33.根据权利要求28至32中任一项所述的系统，其中，所述控制单元被编程以包括控...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：荷兰反光镜控制器国际有限公司，
类型：发明
国别省市：