激光雷达装置

文档序号:1041583 发布日期:2020-10-09 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 激光雷达装置 (Laser radar device ) 是由 周勇 于 2020-01-03 设计创作,主要内容包括:本发明实施例涉及激光探测技术领域,公开了一种激光雷达装置,包括:底座、外壳和激光雷达组件,所述激光雷达组件设置在所述底座和所述外壳合围的腔体内;所述激光雷达组件包含功耗元件;所述外壳内表面设置有散热贴壁结构,所述散热贴壁结构为与所述功耗元件的外形相适配的凹型结构或凸型结构。通过上述方式,本发明实施例通过利用外壳内表面的散热贴壁结构,可以尽量贴合功耗元件表面,进而对于功耗元件产生的热量,可通过外壳排出腔体,不仅实现了对激光雷达装置的散热,也不会增加激光雷达装置的体积和加工成本,同时也达到了雷达装置轻量化的需求。(The embodiment of the invention relates to the technical field of laser detection, and discloses a laser radar device, which comprises: the laser radar device comprises a base, a shell and a laser radar component, wherein the laser radar component is arranged in a cavity surrounded by the base and the shell; the laser radar component comprises a power consumption element; the inner surface of the shell is provided with a heat dissipation wall-attached structure which is a concave structure or a convex structure matched with the appearance of the power consumption element. Through the mode, the surface of the power consumption element can be attached to the surface of the power consumption element as much as possible by utilizing the heat dissipation wall-adhering structure on the inner surface of the shell, so that heat generated by the power consumption element can be discharged out of the cavity through the shell, the heat dissipation of the laser radar device is realized, the size and the processing cost of the laser radar device cannot be increased, and the requirement of light weight of the radar device is met.)

激光雷达装置

技术领域

本发明实施例涉及激光探测技术领域,具体涉及一种激光雷达装置。

背景技术

激光雷达装置通过向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,激光雷达装置能精确测量目标位置、运动状态和形状,探测、识别、分辨和跟踪目标,由于其具有测量速度快、精度高和测距远等优点,进而在智能车等领域得到了广泛应用。

由于车载雷达通常需要实时监控路况信息,以及在各种环境下适应并进行工作,因此需要有强大的硬件和固件支持,导致整机上的发热元器件功耗增加,成为激光雷达的主要的发热源,需要将电路板上的功耗元件产生的热量及时传递出去,另外激光雷达的发射光源的波长会随着所处环境的温度而改变,如果热量无法及时传递出去将会导致激光雷达整机的性能,因此良好的散热才能使得激光雷达装置更加稳定可靠。

传统的散热方法是通过增加散热器件对激光雷达装置进行散热。然而,通过增加散热器件对激光雷达装置进行散热,不仅增加了结构体积,更加大的加工成本。

发明内容

鉴于上述问题,本发明实施例提供了一种激光雷达装置,以实现对激光雷达装置进行散热。

根据本发明实施例的一个方面,提供了一种激光雷达装置,包括:底座、外壳和激光雷达组件,所述激光雷达组件设置在所述底座和所述外壳合围的腔体内;所述激光雷达组件包含功耗元件;所述外壳内表面设置有散热贴壁结构,所述散热贴壁结构为与所述功耗元件的外形相适配的凹型结构或凸型结构。

在一种可选的方式中,所述激光雷达组件还包括发射板和导热组件,所述发射板通过所述导热组件与所述底座连接,所述发射板的一侧设有发射器,所述发射板采用导热基板制成。

在一种可选的方式中,所述导热基板为陶瓷基板或者铝基板。

在一种可选的方式中,所述导热组件包括散热块和石墨烯片,所述散热块固定于所述发射板的另一侧,并且所述散热块与所述发射板之间填充有导热凝胶,所述石墨烯片的一端与所述散热块远离所述发射板的一侧贴合连接,所述石墨烯片的另一端与所述底座的内壁贴合连接。

在一种可选的方式中,所述激光雷达组件还包括接收板和和模组底座,所述接收板通过所述模组底座与所述底座连接,所述接收板与所述发射板间隔设置。

在一种可选的方式中,所述激光雷达组件还包括数字板,所述数字板与所述散热贴壁结构正对设置,所述功耗元件设置于所述数字板面向所述散热贴壁结构的一侧,所述功耗元件的表面与所述散热贴壁结构之间填充有第一导热垫片。

在一种可选的方式中,所述激光雷达组件还包括模拟板,所述模拟板与所述数字板对插设置,所述模拟板位于所述数字板远离所述功耗元件的一侧,所述模拟板面向所述数字板的一侧设有IC元件,并且所述IC元件的表面与所述数字板之间填充有第二导热垫片。

在一种可选的方式中,所述外壳设置有第一散热筋和第一散热槽,所述第一散热筋和所述第一散热槽均用于将所述激光雷达组件产生的热量排出所述腔体;或

所述底座上设置有第二散热筋和第二散热槽,所述第二散热筋和所述第二散热槽均用于将所述激光雷达组件产生的热量排出所述腔体。

在一种可选的方式中,所述底座和所述外壳的表面均涂有散热材料,或者,所述外壳和所述底座进行黑色阳极氧化着色处理。

本实施例中的激光雷达装置包括:底座、外壳和激光雷达组件,激光雷达组件设置在底座和外壳合围的腔体内;激光雷达组件包含功耗元件;外壳内表面设置有散热贴壁结构,散热贴壁结构为与功耗元件的外形相适配的凹型结构或凸型结构,通过利用外壳内表面的散热贴壁结构,可以尽量贴合功耗元件表面,进而对于功耗元件产生的热量,可通过外壳排出腔体,不仅实现了对激光雷达装置的散热,也不会增加激光雷达装置的体积和加工成本,同时也达到了雷达装置轻量化的需求。

根据本发明实施例的另一方面,提供了另一种激光雷达装置,包括:底座、外壳和激光雷达组件,所述激光雷达组件设置在所述底座和所述外壳合围的腔体内,所述激光雷达组件包括发射板和导热组件,所述发射板通过所述导热组件与所述底座连接,所述发射板一侧设有发射器,所述发射板采用导热基板制成。

在一种可选的实施方式中,所述导热基板为陶瓷基板或者铝基板。

在一种可选的实施方式中,所述导热组件包括散热块和石墨烯片,所述散热块固定于所述发射板的另一侧,并且所述散热块与所述发射板之间填充有导热凝胶,所述石墨烯片的一端与所述散热块远离所述发射板的一侧贴合连接,所述石墨烯片的另一端与所述底座的内壁贴合连接。

在一种可选的实施方式中,所述激光雷达组件还包括接收板和模组底座,所述接收板通过所述模组底座与所述底座连接,所述接收板与所述发射板间隔设置。

在一种可选的实施方式中,所述外壳的内壁设有散热贴壁结构,所述激光雷达组件还包括数字板和功耗元件,所述数字板与所述散热贴壁结构正对设置,所述散热贴壁结构为与所述功耗元件的外形相适配的凹型结构或凸型结构,所述功耗元件设置于所述数字板面向所述散热贴壁结构的一侧,所述功耗元件的表面与所述散热贴壁结构之间填充有第一导热垫片。

在一种可选的实施方式中,所述激光雷达组件还包括模拟板,所述模拟板与所述数字板对插设置,所述模拟板位于所述数字板远离所述功耗元件的一侧,所述模拟板面向所述数字板的一侧设有IC元件,并且所述IC元件的表面与所述数字板之间填充有第二导热垫片。

在一种可选的实施方式中,所述外壳设置有第一散热筋和第一散热槽,所述第一散热筋和所述第一散热槽均用于将所述激光雷达组件产生的热量排出所述腔体;或,所述底座上设置有第二散热筋和第二散热槽,所述第二散热筋和所述第二散热槽均用于将所述激光雷达组件产生的热量排出所述腔体。

在一种可选的实施方式中,所述底座和所述外壳的外壁面均涂有散热材料,或者,所述外壳和所述底座进行黑色阳极氧化着色处理。

本实施例中,激光雷达装置通过设置底座、外壳和激光雷达组件,激光雷达组件设置在底座和外壳合围的腔体内,激光雷达组件包括发射板和导热组件,发射板通过导热组件与底座的内壁连接,发射板采用导热基板制成,以使“发射板—散热组件—底座”之间形成导热通路,发射板的一侧设有发射器,由于发射器为发热元件,因此发射器在工作时会产生热量,因此发射器的热量可以通过“发射板—散热组件—底座”组成的导热通路将热量排出腔体外,从而实现发射器的散热,避免发射光源周围环境温度过高影响发射光源的波长,导致激光雷达装置无法稳定可靠的工作,相对于传统增加散热器进行强制风冷的方式,由于不需要通过散热器进行散热,不需要专门设置散热器的安装空间,因此有利于减少激光雷达装置的额体积和成本,同时也可以达到轻量化的需求。

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

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。在附图中:

图1示出了本发明一个实施例提供的激光雷达装置的平面示意图;

图2示出了本发明一个实施例提供的激光雷达装置的外部结构示意图;

图3示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置的内部结构示意图;

图4示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置的***视图;

图5示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置的外部结构示意图;

图6示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置的局部剖视图;

图7示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置中收发模组的结构示意图;

图8示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置中激光雷达组件的***视图。

具体实施方式中的附图标号如下:

底座1 第二散热筋10 发射器61
外壳2 第二散热槽11 散热块71
激光雷达组件3 功耗元件5 石墨烯片72
散热器4 发射板6 数字板12
散热贴壁结构20 导热组件7 模拟板13
第一散热筋21 接收板8 IC元件131
第一散热槽22 模组底座9

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种激光雷达装置的平面示意图。如图1所示,该激光雷达装置包括:底座1、外壳2和激光雷达组件3,所述激光雷达组件3设置在所述底座1和所述外壳2合围的腔体内;所述激光雷达组件3包含功耗元件;所述外壳2内表面设置有散热贴壁结构20,所述散热贴壁结构20为与所述功耗元件的外形相适配的凹型结构或凸型结构。

具体地,外壳2的形状可以为长方体型、正方体型等,本实施例不做具体限定,外壳2的形状可以是任意的,只需要能够满足激光雷达组件3的放置即可,外壳2的材料可以是选用高强度防腐蚀材料,以适应室外较恶劣环境,也可以是常用的金属材料;底座1的形状也与激光雷达组件3的放置情况有关;激光雷达组件3可以包括发射组件、接收组件等,进而用于实现对目标物体的探测。其中,发射组件、接收组件等均设置在底座1和外壳2合围的腔体内。

可选地,激光雷达组件3固定于底座1上,功耗元件可以是激光雷达装置内部的电路板,电路板上有大量发热元器件,同时电路板的表面凹凸不平,在外壳内表面挖出槽型结构或长出凸台去尽量贴合功耗元件的表面。

本实施例中,激光雷达装置的具体工作原理为:激光雷达组件3工作时,由于激光雷达组件3中的功耗元件会发热产生热量,进而通过外壳2内表面上的散热贴壁结构20,使功耗元件产生的热量能够尽快传递到外壳2,并通过外壳2将热量向外排出,从而实现将功耗元件产生的热量快速排出腔体的功能,完成激光雷达装置的散热。

上述实施例中的激光雷达装置包括:底座、外壳和激光雷达组件,激光雷达组件设置在底座和外壳合围的腔体内;激光雷达组件包含功耗元件;外壳内表面设置有散热贴壁结构,散热贴壁结构为与功耗元件的外形相适配的凹型结构或凸型结构,通过利用外壳内表面的散热贴壁结构,可以尽量贴合功耗元件表面,进而对于功耗元件产生的热量,可通过外壳排出腔体,不仅实现了对激光雷达装置的散热,也不会增加激光雷达装置的体积和加工成本,同时也达到了雷达装置轻量化的需求。

作为一种可选的实施方式,所述外壳的材质为金属,由于外壳为金属材料,其导热性能大大优于功耗元件,热传导快,进而可以利用热传导原理,大大提高散热效果。

在其中一个实施例中,图2为本申请实施例提供的一种激光雷达装置的外部结构示意图。如图2所示,该激光雷达装置包括:底座1、外壳2,底座1和外壳2合围形成腔体;外壳2设置有第一散热筋21和第一散热槽22;第一散热筋21和第一散热槽22均用于将激光雷达组件3产生的热量排出腔体。

其中,外壳2设置有第一散热筋21和第一散热槽22,第一散热筋21和第一散热槽22是相辅相成的。可选地,可在外壳2两侧的侧壁上和后壁上均设置有若干第一散热筋21,在相邻两个第一散热筋21之间设置有第一散热槽22,第一散热槽22可以为倾斜设置,其中倾斜角度可以为45°、60°等。

通过采用上述技术方案,在激光雷达装置外壳2两侧的侧壁上均设置有若干第一散热筋21,在相邻第一散热筋21之间设置有第一散热槽22,可以增加激光雷达装置外壳2与外界的接触面积,增加外壳2与外界的热交换面积,以提高散热率;另外,第一散热槽22为倾斜设置,对积水起到导流作用,避免外壳2表面形成积水。

上述实施例中,由于外壳设置有第一散热筋和第一散热槽,形成外部散热部分,进而可以通过第一散热筋和第一散热槽将激光雷达组件产生的热量排出腔体,不仅实现了对激光雷达装置的散热,也不会增加激光雷达装置的体积,同时也达到了雷达装置轻量化的需求。

在其中一个实施例中,如图2所示,底座上设置有第二散热筋10和第二散热槽11;第二散热筋10和第二散热槽11均用于将所述激光雷达组件产生的热量排出所述腔体。

其中,底座的底面上设置有第二散热筋10和第二散热槽11,第二散热筋10和第二散热槽11是相辅相成的。可选地,可在底部上均设置有若干第二散热筋10,在相邻两个第二散热筋10之间设置有第二散热槽11,第二散热槽11可以为倾斜设置,其中倾斜角度可以为45°、60°等。

本实施例中,可以在底部都均匀的设置第二散热筋10和第二散热槽11,也可以在底座的侧壁设置第二散热筋10和第二散热槽11,以提高散热效果。

上述实施例中,通过在激光雷达装置的底座设计了第二散热筋和第二散热槽,可以使激光雷达装置内部靠近底座的部分热量向外扩散,结合外壳上的第一散热筋和第一散热槽,使激光雷达装置内部各个部分的热量能均匀向外扩散,既能有效实现散热,又能避免局部温度过高的问题,提升了激光雷达装置的稳定性和可靠性。

在其中一个实施例中,如图1所示,激光雷达装置还包括散热器4;散热器4设置在腔体内,并置于激光雷达组件的空隙内;散热器4用于对所述激光雷达组件进行降温。

可选地,激光雷达组件包括发射电路板和设置在发射电路板上的发射器,散热器设置于发射电路板的正上方。由于发射电路板上的发射器产生热量较多,同时温度过高对发射器的出光稳定性影响较大,设置散热器对发射电路板集中散热,以保证发射电路板的正常工作。

其中,散热器可以是散热片等常见器件,散热器可通过横梁固定在发射电路板周围。可选地,散热器可以为散热风扇,散热风扇设置于发射电路板的正上方,并且可以在散热风扇外侧设置有保护罩。进一步的,散热风扇对准发射电路板的发射器。

上述实施例中,由于激光雷达装置内部的激光雷达组件中的发射电路板功耗较大,通过在其正上方加装了散热风扇,对其进行强制风冷,可以使得整机内部温度保持流动不至于局部过热。而且,将散热器设置在激光雷达组件的空隙内,在解决激光雷达装置的散热问题的同时,也无需增大激光雷达装置的体积。

在其中一个实施例中,激光雷达装置还包括与散热器连接的开关按钮。示例性地,在激光雷达装置进行工作时,可以手动启动开关按钮,进行在整个工作工程中,实现装置内部的降温。

在其中一个实施例中,激光雷达装置还包括与散热器连接的控制器、与控制器连接的温度传感器;控制器用于在温度传感器检测到的温度大于预设的第一阈值时,控制开启散热器。

其中,温度传感器用于对温度进行测量,第一阈值可以根据大量的实验数据或实际经验进行设定。例如,第一阈值可以是40℃,当温度传感器检测到的温度大于40℃时,控制器会控制散热器开始工作,以保证激光雷达装置内部温度不会过高,进而提升了激光雷达装置的稳定性和可靠性。

可选地,激光雷达装置还包括与控制器连接的报警装置;控制器用于在温度传感器检测到的温度大于预设的第二阈值时,控制开启报警装置。其中,第二阈值大于第一阈值,当温度大于第二阈值时,说明激光雷达装置内部温度过高,继续工作可能会对激光雷达装置造成损害,因此,通过报警装置可以使用户暂停工作,待温度达到正常时再进行工作。

在其中一个实施例中,第一散热筋和第一散热槽设置在外壳的同一端。示例性地,可以将第一散热筋和第一散热槽设置在两侧的侧壁上,或者可以同时在外壳上部尾部设置。通过将第一散热筋和第一散热槽设置在外壳的同一端,进一步增加了外壳与外界的接触面积,即增加外壳与外界的热交换面积,进而提高散热率,满足散热需求。

实施例二

请参阅图3和图4,图3示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置的内部结构示意图,图4示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置的***视图。激光雷达装置包括底座1、外壳2和激光雷达组件3,激光雷达组件3设置在底座1和外壳2合围的腔体内,激光雷达组件3包括功耗元件5,外壳2的内表面设有散热贴壁结构20,散热贴壁结构20为与功耗元件5的外形相适配的凹形结构或凸形结构。其中,可选的,功耗元件5可以为激光雷达装置内部电路板上的发热元器件,外壳2内表面挖出的凹槽结构或者凸台结构与功耗元件5的表面贴合,以使功耗元件5在工作时产生的热量可以通过凹型结构或者凸型结构传递给外壳2,再通过外壳2将热量排出腔体外,从而实现散热的目的。

本实施例中,激光雷达装置将激光雷达组件3设置在底座1和外壳2合围的腔体内,激光雷达组件3包括功耗元件5,外壳2的内表面设有散热贴壁结构20,散热贴壁结构20为与功耗元件5外形相适配的凹形结构或凸形结构,外壳2通过其内表面的散热贴壁结构20,可以尽量与功耗元件5的表面相贴合,从而使功耗元件5产生的热量可以通过散热贴壁结构20传给外壳2,再通过外壳2将热量排出腔体外,从而实现对激光雷达装置的散热,相对于传统增加散热器的方式,由于不需要通过散热器进行散热,不需要专门设置散热器的安装空间,因此有利于减少激光雷达装置的额体积和成本,同时也可以达到轻量化的需求。

在一种可选的实施方式中,请参阅图4,激光雷达组件3还包括发射板6和导热组件7,发射板6通过导热组件7与底座1固定连接,发射板6的一侧设有发射器61,发射板6采用导热基板制成。其中,发射器61为发射光源,用于向外发射探测激光,发射板6为电路板,发射板6上具有电路元器件,发射器61集成在发射板6上。由于发射器61以及发射板6上的电路元器件在工作时会产生热量,发射板6采用的导热基板制成,使得发射板6具有好的导热性能,而发射板6又通过导热组件7与底座1固定连接,因此发射器61及发射板6上的电路元器件产生的热量可以通过“发射板6—导热组件7—底座1”组成的导热通路将热量排出腔体外,从而实现发射器61的散热,避免发射器61周围环境温度过高影响发射光源的波长,导致激光雷达装置无法稳定可靠的工作。

进一步的,导热基板为陶瓷基板,由于陶瓷基板具有高导热性能,耐热性优良、优良电绝缘性能等特点,陶瓷基板在其水平面方向以及垂直方向的导热系数都很高,使得其具有更快的传热速度,可以更好地将发射器61产生的传递至发射板6上。当然,可以理解的是,导热基板也可以选用与陶瓷基板性能相近或相同的其他基板,比如铝基板。

进一步的,导热组件7包括散热块71和石墨烯片72,散热块71设置于发射板6的另一侧,也即是散热块71和发射器61分别设置于发射板6上相对的两侧,并且散热块71与发射板6之间填充有导热凝胶,导热凝胶可以填充散热块71和发射板6之间的间隙,可以有效提高散热块71与发射板6之间的有效接触面积,以使发射板6的热量可以通过导热凝胶的充分传递给散热块71;石墨烯片72的一端与散热块71远离的发射板6的一侧贴合连接,石墨烯片72的另一端与底座1的内壁贴合连接,一方面使得散热块71通过石墨烯片72与底座1固定连接,另一方面,发射器61产生的热量可以通过“发射板6—导热凝胶—散热块71—石墨烯片72—底座1”组成的导热通路排出腔体外。

具体的,散热块71采用金属铝材料制成,金属铝为轻金属材料,并且具有良好的导热性能,因此,散热块71采用金属铝制成,一方面可以快速吸收发射板的热量,另一方面可以减轻散热块71的重量,有利于激光雷达装置的轻量化要求。

石墨烯片72为“L”形的片体结构,也即是,石墨烯片72的一端通过一片体结构与散热块71连接,石墨烯片72的另一端通过另一片体结构与底座1连接,以增加石墨烯片72与散热块71和底座1的接触面积,提高石墨烯片72分别与散热块71和底座1的传热速度。

在一些实施例中,导热组件7也可以不设置石墨烯片72,也即是,散热块71直接与底座1的内壁贴合连接,使发射板6的热量直接通过散热块71直接传递给底座1。

在一种可选的实施方式中,请再参阅图4,激光雷达组件3还包括接收板8和模组底座9,接收板8固定于模组底座9上,模组底座9固定于底座1上,也即是接收板8通过模组底座9与底座1连接,并且接收板8与发射板6间隔设置。具体的,接收板8为电路板,并且接收板8上具有用于接收处理从探测目标反射回来的目标回波信号的探测器,以使接收板8可以接收发射器61发射向探测目标后经探测目标发射回来的信号,以便后续通过处理系统处理得到探测目标的距离、形态、速度等参数信息。由于发射器61以及发射板6上的电路元器件产生的热量是通过导热组件7传递给底座1,而接收板8是通过模组底座9与底座1连接,并且接收板8与发射板6间隔设置,使得接收板8和发射板6相隔离开,因此发射器61以及发射板6上的电路元器件产生的热量可以跨过模组底座9传递给底座1,从而避免发射板6的热量直接传递给接收板8。可以理解的是,发射板6和接收板8也可以间隔安装在模组底座9上,也即是发射板6和接收板8通过模组底座9固定于底座1上,并且发射板6直立设置在模组底座9上,以减少发射板6与模组底座9的接触面积,以保证发射板6及发射器61的大部分热量通过导热组件7传给外壳2并排出腔体外,少部分热量直接传递给模组底座9。

需要说明的是,发射板6、接收板8和模组底座9所组成的部分为激光雷达装置的收发模组,本实施中的激光雷达装置包含有若干个收发模组。

在一种可选的实施方式中,请再参阅图3至图5,激光雷达组件3还包括数字板12,数字板12与散热贴壁结构20正对设置,功耗元件5设置于数字板12面向散热贴壁结构20的一侧,功耗元件5的表面与散热贴壁结构20之间填充有第一导热垫片。具体的,数字板12为电路板,功耗元件5为数字板12上的元器件,数字板12和设置在数字板12上功耗元件5所组成的部分相当于激光雷达装置的信息处理主板,通过信息处理分析获取探测目标的距离、形态、速度等参数信息,比如:将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较,获取目标距离,将数据信息通过成像处理得到目标的三维模型等。由于导热垫片的导热性好,同时具有优良的柔韧性、绝缘性等特点,因此将第一导热垫片填充在功耗元件5和散热贴壁结构20之间,一方面可以填充功耗元件5表面与散热贴壁结构20之间的间隙,使“数字板12—功耗元件5—第一导热垫片—外壳2的散热贴壁结构20”形成导热通路,使得功耗元件5在工作时产生的热量或者数字板12的热量可以通过第一导热垫片充分的传递给外壳2的散热贴壁结构20,再通过外壳2排出腔体外部,从而达到散热的目的,另一方面避免功耗元件5与散热贴壁结构20之间因为热胀而出现的刚性接触,使得第一导热垫片可以起到缓冲和绝缘的作用。

进一步的,激光雷达组件3还包括模拟板13,模拟板13与数字板12对插设置,模拟板13位于数字板12远离功耗元件5的一侧,也即是模拟板13和功耗元件5分别位于数字板相对的俩侧,模拟板13面向数字板12的一侧设有IC元件131,并且IC元件131的表面与数字板12之间填充有第二导热垫片。其中,模拟板13为电路板,IC元件131的为集成模拟板13上的元器件,模拟板13和IC元件131所组成部分可用于采集探测目标反射回来的信号,以便激光雷达装置进行信号的转换、模拟分析。由于导热垫片的导热性好,同时具有优良的柔韧性、绝缘性等特点,因此将第二导热垫片填充在IC元件131的表面和数字板12之间,一方面可以填充IC元件131和数字板12之间的缝隙,使“模拟板13—IC元件131—第二导热垫片—数字板12”形成导热通路,IC元件131产生的热量或者模拟板13的热量可通过第二导热垫片传递给数字板12,数字板12再通过“数字板12—功耗元件5—第一导热垫片—外壳2的散热贴壁结构20”组成的导热通路将热量排出腔体外,从而实现模拟板13及IC元件131进行散热的目的,另一方面避免IC元件131与数字板12之间因为热胀而出现的刚性接触,使得第二导热垫片可以起到缓冲和绝缘的作用。

具体的,数字板12和模拟板13可以通过连接立柱与底座1固定连接或者数字板12和模拟板13通过连接部与外壳2固定连接,并且数字板12和模拟板13均与发射板6、接收板8和模组底座9间隔设设置,以避免数字板12和模拟板13与发射板6、接收板8或模组底座9间接触形成新的导热通路,从而避免导热通路相互交错而无法实现有效的散热。

需要说明的是,数字板12分别与发射板6和模拟板13通过排线、金属导线等方式实现电连接,以便彼此之间进行信号、数据信息等传输、处理等。

在一种可选的实施方式中,数字板12和模拟板13可采用陶瓷基板或者铝基板制成,以提高数字板12以及模拟板13的导热能力。可以理解的是,数字板12和模拟板13也可采用其他的普通的电路基板制成。

在一种可选的实施方式中,请参阅图5,图5示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置的外部结构示意图,底座1上设置有第二散热筋10和第二散热槽11;第二散热筋10和第二散热槽11均用于将所述激光雷达组件3产生的热量排出所述腔体。其中,第二散热槽11和第二散热筋10既可以设置于底座1外壁的侧壁上,也可以设置于外壳2外壁的底部,其具***置可根据激光雷达装置具体安装位置进行选择,作为优选的,第二散热槽11的数量为多个,多个散热槽均匀的间隔设置在底座1的外壁,并且每相邻两个间隔设置第二散热槽11之间形成有一个第二散热筋10。通过在底座1的外壁设置第二散热槽11和第二散热筋10,一方面增减底座1外表面的散热面积,以提高底座1外部的散热速率,及时将激光雷达组件3产生热量通过底座1排出腔体外,另一方面可以减轻底座1的重量,从而到达激光雷达装置轻量化的目的。

在一种可选的实施方式中,请再参阅图5,并结合图2,外壳2的外壁设有第一散热槽22和第一散热筋21,第一散热筋21和第一散热槽22均用于将激光雷达组件3产生的热量排出腔体。其中,第一散热槽22和第一散热筋21既可以设置于外壳2外壁的侧壁上,也可以设置于外壳2外壁的顶部;第一散热槽22和第一散热筋21相辅相成,其具***置可根据激光雷达装置具体安装位置进行选择。作为优选的,第一散热槽22的数量为多个,多个第一散热槽22均匀间隔设置在外壳2的外壁上,并且每相邻两个第一散热槽22之间形成有一个第一散热筋21。通过在外壳2的外壁设置第一散热槽22和第一散热筋21,一方面可以增加外壳2的散热面积,从而提高外壳2的散热的速率,及时的将激光雷达组件3产生热量排出腔体外,另一方面可以减轻外壳2的重量,从而达到激光雷达装置轻量化的目的。

需要说明的是,本实施例中,第一散热槽22、第一散热筋21、第二散热槽11和第二散热筋10所实现的功能效果和结构与上述实施例一中的相同,此处不再一一赘述。

在一种可选的实施方式中,底座1的外壁面和外壳2的外壁面均喷涂有散热材料,比如石墨烯涂层,以提高底座1和外壳2的外壁面的热辐射系数,加快底座1和外壳2的散热速率;或者底座1和外壳2均进行黑色阳极氧化着色处理,以提高底座1和外壳2黑度,增加底座1和外壳2的热辐射能力,从而实现激光雷达装置腔体内的热量可以快速的排出到外部环境中。

在一种可选的实施方式中,底座1的底部外侧还设有散热支架,散热支架与底座1作为一体式结构,通过设置散热支架,可以增加底座1的外部的散热面积,以便底座1进行散热。其中,散热支架可以为若干个间隔设置在底座1的底部外侧的立板,也可以为若干个间隔设置底座1的底部外侧的圆柱体结构,对于散热支架的结构不做具体的限定。

在一些实施例中,底座1和外壳2均可采用金属材料制成,由于金属材料具有良好的导热性能,使得采用金属材料制成的底座1和外壳2的导热性能大大优于功耗元件5,热传导快,进而可以利用热传导原理,大大提高散热效果。

实施例三

请参阅图6,图6示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置的局部剖视图。激光雷达装置包括底座1、外壳2和激光雷达组件3,激光雷达组件3设置在底座1和外壳2合围的腔体内,激光雷达组件3包括发射板6和导热组件7,发射板6通过导热组件7与底座1连接,发射板6的一侧设有发射器61,发射板6采用导热基板制成。

其中,发射板6为电路板,发射器61集成在发射板6上,发射器61为发射光源,用于向外发射探测激光。由于发射器61在工作时会产生热量,发射板6采用导热基板制成,使得发射板6具有好的导热性能,而发射板6又通过导热组件7与底座1固定连接,因此发射器61产生的热量可以通过“发射板6—导热组件7—底座1”组成的导热通路将热量排出腔体外,从而实现发射器61的散热,避免发射光源周围环境温度过高影响发射光源的波长,导致激光雷达装置无法稳定可靠的工作。

本实施例中,激光雷达装置通过设置底座1、外壳2和激光雷达组件3,激光雷达组件3设置在底座1和外壳2合围的腔体内,激光雷达组件3包括发射板6和导热组件7,发射板6通过导热组件7与底座1的内壁连接,发射板6采用导热基板制成,以使“发射板6—导热组件7—底座1”之间形成导热通路,发射板6的一侧设有发射器61,由于发射器61为发热元件,因此发射器61在工作时会产生热量,因此发射器61的热量可以通过“发射板6—导热组件7—底座1”组成的导热通路将热量排出腔体外,从而实现发射器61的散热,避免发射光源周围环境温度过高影响发射光源的波长,导致激光雷达装置无法稳定可靠的工作,相对于传统增加散热器进行强制风冷的方式,由于不需要通过散热器进行散热,不需要专门设置散热器的安装空间,因此有利于减少激光雷达装置的体积和成本,同时也可以达到轻量化的需求,另外激光雷达装置也不需要在外壳2或者底座1上设置腔体内部与外部环境相进行空气流通的散热孔等结构,使得激光雷达装置具有防水防雨的作用。

进一步的,导热基板为陶瓷基板,由于陶瓷基板具有高导热性能,耐热性优良、优良电绝缘性能等特点,陶瓷基板在其水平面方向以及垂直方向的导热系数都很高,使得其具有更快的传热速度,可以更好地将发射器61产生的热量传递至发射板6上。当然,可以理解的是,导热基板也可以选用与陶瓷基板性能相近或相同的其他基板,比如铝基板。

进一步的,导热组件7包括散热块71和石墨烯片72,散热块71设置于发射板6的另一侧,也即是散热块71和发射器61分别设置于发射板6上相对的两侧,并且散热块71与发射板6之间填充有导热凝胶,导热凝胶可以填充散热块71和发射板6之间的间隙,可以有效提高散热块71与发射板6之间的有效接触面积,以使发射板6的热量可以通过导热凝胶的充分传递给散热块71;石墨烯片72的一端与散热块71远离的发射板6的一侧贴合连接,石墨烯片72的另一端与底座1的内壁贴合连接,一方面使得散热块71通过石墨烯片72与底座1固定连接,另一方面,发射器61产生的热量可以通过“发射板6—导热凝胶—散热块71—石墨烯片72—底座1”组成的导热通路排出腔体外。

具体的,散热块71采用金属铝材料制成,金属铝为轻金属材料,并且具有良好的导热性能,因此,散热块71采用金属铝制成,一方面可以快速吸收发射板的热量,另一方面可以减轻散热块71的重量,有利于激光雷达装置的轻量化要求。

石墨烯片72为“L”形的片体结构,也即是,石墨烯片72的一端通过一片体结构与散热块71连接,石墨烯片72的另一端通过另一片体结构与底座1连接,以增加石墨烯片72与散热块71和底座1的接触面积,提高石墨烯片72分别与散热块71和底座1的传热速度。

在一些实施例中,导热组件7也可以不设置石墨烯片72,也即是,散热块71直接与底座1的内壁贴合连接,使发射板6的热量通过直接通过散热块71直接传递给底座1。

在一种可选的实施方式中,请参阅图7,并结合图6,图7示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置中收发模组的结构示意图。激光雷达组件3还包括接收板8和模组底座9,接收板8固定于模组底座9上,模组底座9固定于底座1上,也即是接收板8通过模组底座9与底座1连接,并且接收板8与发射板6间隔设置。具体的,接收板8为电路板,并且接收板8上具有用于接收处理从探测目标反射回来的目标回波信号的探测器,以使接收板8可以接收发射器61发射向探测目标后经探测目标发射回来的信号,以便后续通过处理系统处理得到探测目标的距离、形态、速度等参数信息。由于发射器61以及发射板6上的电路元器件产生的热量是通过导热组件7传递给底座1,而接收板8是通过模组底座9与底座1连接,并且接收板8与发射板6间隔设置,使得接收板8和发射板6相隔离开,因此发射器61以及发射板6上的电路元器件产生的热量可以跨过模组底座9传递给底座1,从而避免发射板6的热量直接传递给接收板8。可以理解的是,发射板6和接收板8也可以间隔安装在模组底座9上,也即是发射板6和接收板8通过模组底座9固定于底座1上,并且发射板6直立设置在模组底座9上,以减少发射板6与模组底座9的接触面积,以保证发射板6及发射器61的大部分热量通过导热组件7传给外壳2并排出腔体外,少部分热量直接传递给模组底座9。

需要说明的是,发射板6、接收板8和模组底座9所组成的部分为激光雷达装置的收发模组,本实施中的激光雷达装置包含有若干个收发模组。

在一种可选的实施方式中,请参阅图8,并结合图6和图7,图8示出了本发明另一实施例提供的激光雷达装置中激光雷达组件的***视图。外壳2的内壁设有散热贴壁结构20,激光雷达组件3还包括数字板12和功耗元件5,数字板12与散热贴壁结构20正对设置,散热贴壁结构20为与功耗元件5的外形相适配的凹型结构或凸型结构,功耗元件5设置于数字板12面向散热贴壁结构20的一侧,功耗元件5的表面与散热贴壁结构20之间填充有第一导热垫片。具体的,数字板12为电路板,功耗元件5为数字板12上的发热元器件,数字板12和设置在数字板12上功耗元件5所组成的部分相当于激光雷达装置的信息处理主板,通过信息处理分析获取探测目标的距离、形态、速度等参数信息,比如:将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较,获取目标距离,将数据信息通过成像处理得到目标的三维模型等。由于各个功耗元件的尺寸大小是不同的,因此外壳2通过设置与功耗元件5的外形相适配散热贴壁结构20,可以使外壳2通过散热贴壁结构20尽量与各个功耗元件2相贴合,另外由于导热垫片的导热性好,同时具有优良的柔韧性、绝缘性等特点,因此将第一导热垫片填充在功耗元件5和散热贴壁结构20之间,一方面可以填充功耗元件5表面与散热贴壁结构20表面之间的间隙,使“数字板12—功耗元件5—第一导热垫片—外壳2的散热贴壁结构20”形成导热通路,使得功耗元件5在工作时产生的热量或者数字板12的热量可以通过第一导热垫片充分的传递给外壳2的散热贴壁结构20,再通过外壳2排出腔体外部,从而达到散热的目的,另一方面避免功耗元件5与散热贴壁结构20之间因为热胀而出现的刚性接触,使得第一导热垫片可以起到缓冲和绝缘的作用。

进一步的,激光雷达组件3还包括模拟板13,模拟板13与数字板12对插设置,模拟板13位于数字板12远离功耗元件5的一侧,也即是模拟板13和功耗元件5分别位于数字板相对的俩侧,模拟板13面向数字板12的一侧设有IC元件131,并且IC元件131的表面与数字板12之间填充有第二导热垫片。其中,模拟板13为电路板,IC元件131的为集成模拟板13上的元器件,模拟板13和IC元件131所组成部分可用于采集探测目标反射回来的信号,以便光雷达装置进行信号的转换、模拟分析。由于导热垫片的导热性好,同时具有优良的柔韧性、绝缘性等特点,因此将第二导热垫片填充在IC元件131的表面和数字板12之间,一方面可以填充IC元件131和数字板12之间的缝隙,使“模拟板13—IC元件131—第二导热垫片—数字板12”形成导热通路,IC元件131产生的热量或者模拟板13的热量可通过第二导热垫片传递给数字板12,数字板12再通过“数字板12—功耗元件5—第一导热垫片—外壳2的散热贴壁结构20”组成的导热通路将热量排出腔体外,从而实现模拟板13及IC元件131进行散热的目的,另一方面避免IC元件131与数字板12之间因为热胀而出现的刚性接触,使得第二导热垫片可以起到缓冲和绝缘的作用。

具体的,数字板12和模拟板13可以通过连接立柱与底座1固定连接或者数字板12和模拟板13通过连接部与外壳2固定连接,并且数字板12和模拟板13均与发射板6、接收板8和模组底座9间隔设设置,以避免数字板12和模拟板13与发射板6、接收板8或模组底座9间接触形成新的导热通路,从而避免导热通路相互交错而无法实现有效的散热。

需要说明的是,数字板12分别与发射板6和模拟板13通过排线、金属导线等方式实现电连接,以便彼此之间进行信号、数据信息等传输、处理等。

在一种可选的实施方式中,数字板12和模拟板13可采用陶瓷基板或者铝基板制成,以提高数字板12以及模拟板13的导热能力。可以理解的是,数字板12和模拟板13也可采用其他的普通的电路基板制成。

在一种可选的实施方式中,请再参阅图5,底座1上设置有第二散热筋10和第二散热槽11;第二散热筋10和第二散热槽11均用于将所述激光雷达组件3产生的热量排出所述腔体。其中,第二散热槽11和第二散热筋10既可以设置于底座1外壁的侧壁上,也可以设置于外壳2外壁的底部,其具***置可根据激光雷达装置具体安装位置进行选择,作为优选的,第二散热槽11的数量为多个,多个散热槽均匀的间隔设置在底座1的外壁,并且每相邻两个间隔设置第二散热槽11之间形成有一个第二散热筋10。通过在底座1的外壁设置第二散热槽11和第二散热筋10,一方面增减底座1外表面的散热面积,以提高底座1外部的散热速率,及时将激光雷达组件3产生热量通过底座1排出腔体外,另一方面可以减轻底座1的重量,从而到达激光雷达装置轻量化的目的。

在一种可选的实施方式中,请再参阅图5,并结合图2,外壳2的外壁设有第一散热槽22和第一散热筋21,第一散热筋21和第一散热槽22均用于将激光雷达组件3产生的热量排出腔体。其中,第一散热槽22和第一散热筋21既可以设置于外壳2外壁的侧壁上,也可以设置于外壳2外壁的顶部;第一散热槽22和第一散热筋21相辅相成,其具***置可根据激光雷达装置具体安装位置进行选择。作为优选的,第一散热槽22的数量为多个,多个第一散热槽22均匀间隔设置在外壳2的外壁上,并且每相邻两个第一散热槽22之间形成有一个第一散热筋21。通过在外壳2的外壁设置第一散热槽22和第一散热筋21,一方面可以增加外壳2的散热面积,从而提高外壳2的散热的速率,及时的将激光雷达组件3产生热量排出腔体外,另一方面可以减轻外壳2的重量,从而达到激光雷达装置轻量化的目的。

需要说明的是,本实施例中,第一散热槽22、第一散热筋21、第二散热槽11和第二散热筋10所实现的功能效果和结构与上述实施例一中的相同,此处不再一一赘述。

在一种可选的实施方式中,底座1的外壁面和外壳2的外壁面均喷涂有散热材料,比如石墨烯涂层,以提高底座1和外壳2的外壁面的热辐射系数,加快底座1和外壳2的散热速率;或者底座1和外壳2均进行黑色阳极氧化着色处理,以提高底座1和外壳2黑度,增加底座1和外壳2的热辐射能力,从而实现激光雷达装置腔体内的热量可以快速的排出到外部环境中。

在一种可选的实施方式中,底座1的底部外侧还设有散热支架,散热支架与底座1作为一体式结构,通过设置散热支架,可以增加底座1的外部的散热面积,以便底座1进行散热。其中,散热支架可以为若干个间隔设置在底座1的底部外侧的立板,也可以为若干个间隔设置底座1的底部外侧的圆柱体结构,对于散热支架的结构不做具体的限定。

在一些实施例中,底座1和外壳2均可采用金属材料制成,由于金属材料具有良好的导热性能,使得采用金属材料制成的底座1和外壳2的导热性能大大优于功耗元件5,热传导快,进而可以利用热传导原理,大大提高散热效果。

需要注意的是,除非另有说明,本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本实施新型实施例的描述中,技术术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,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实施例的限制。

此外,技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指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。在本发明实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本实施新型实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。

在本实施新型实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“上方”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“下方”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

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