一种扫描装置散热结构及扫描装置的制作方法

1.本实用新型涉及扫描装置领域，特别是涉及一种扫描装置散热结构。本实用新型还涉及一种包括上述扫描装置散热结构的扫描装置


背景技术：

2.扫描装置作为一种功率密度较大的电子产品，对散热性能有较高的要求，特别是激光发生器作为扫描装置的核心元件，其发热量较大，且性能易受温度的影响。传统电子产品一般采用导热材料连接发热元器件和产品外壳，而机械式扫描装置内部的主要发热元器件在工作时处于旋转状态，无法将热量直接传导至产品外壳。
3.现有技术中，机械式扫描装置的主要散热方式为旋转的转子通过对流换热将热量传递给内部腔体的空气，内部空气再和雷达外壳进行对流换热，外壳在自然环境中进行自然对流换热，将热量散发到自然环境。但是，由于空气粘性带来的流动边界层的存在，使得转子结构和内部空气间的对流换热热阻仍然是影响扫描装置散热的最大内部热阻。
4.因此，提供一种减小扫描装置内对流换热热阻的扫描装置散热结构是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种扫描装置散热结构，转动过程中，利用切割翅片破坏环形翅片表面的流动边界层，使环形翅片与雷达内部空气之间对流换热的热阻大大减小，从而改善了机械式扫描装置的散热效果。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述扫描装置散热结构的扫描装置。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种扫描装置散热结构，包括壳体以及安装于所述壳体内的转轴，所述壳体内部固定安装有切割翅片，所述转轴外周连接有围绕所述转轴轴线的环形翅片，所述切割翅片的边缘贴近所述环形翅片表面，使得当所述转轴旋转带动所述环形翅片与所述切割翅片产生相对运动时，所述环形翅片表面的流动边界层被所述切割翅片破坏。
7.优选地，所述转轴端部连接有围绕所述转轴的底板，所述底板垂直于所述转轴轴线，所述环形翅片安装于所述底板板面并沿轴向向外延伸，所述切割翅片安装于所述壳体端盖内侧并沿轴向向内延伸，所述切割翅片侧边缘贴近所述环形翅片侧表面。
8.优选地，所述环形翅片安装于所述转轴两端，所述壳体两端盖内侧均安装有所述切割翅片。
9.优选地，所述环形翅片和所述切割翅片的延伸方向均平行于所述转轴轴线，所述切割翅片侧边缘与所述环形翅片侧表面相切。
10.优选地，所述切割翅片侧边缘与所述环形翅片侧表面的距离小于1mm。
11.优选地，所述转轴外周沿径向依次套装有多层所述环形翅片，相邻所述环形翅片之间设置有环形间隔，所述壳体内安装有沿径向依次布置的多个所述切割翅片，各所述切
割翅片依次插入各所述环形间隔内。
12.优选地，所述切割翅片上设置有镂空孔，所述镂空孔具体为长方孔、沿轴向布置的多个方孔或沿轴向布置的多个圆孔。
13.优选地，所述转轴外周连接有围绕所述转轴轴线的导热板，所述导热板的数量与激光收发模组数量匹配。
14.优选地，所述环形翅片沿圆周方向依次设置有多个挖空区。
15.本实用新型还提供一种扫描装置，包括如上述任意一项所述的扫描装置散热结构。
16.本实用新型提供一种扫描装置散热结构，包括壳体以及安装于壳体内的转轴，壳体内部固定安装有切割翅片，转轴外周连接有围绕转轴轴线的环形翅片，切割翅片的边缘贴近环形翅片表面，使得当转轴旋转带动环形翅片与切割翅片产生相对运动时，环形翅片表面的流动边界层被切割翅片破坏。
17.机械式扫描装置在工作时，转子高速旋转，同时带动转轴等结构件高速旋转，转轴的环形翅片与壳体内静止不动的切割翅片产生相对运动。转子上发热元件产生的热量，传导至环形翅片上，再由环形翅片通过对流换热的方式传递给壳体内部的空气，由于空气粘性的存在，旋转的环形翅片表面会存在一定厚度的空气流动边界层，继而带来一定厚度的热边界层，最后形成环形翅片与空气之间的对流换热热阻。环形翅片表面与切割翅片边缘贴近，产生相对运动后，环形翅片表面的流动边界层被切割翅片破坏，使环形翅片与壳体内部空气之间的对流换热热阻大大减小，从而改善了机械式扫描装置的散热效果。
18.本实用新型还提供一种包括扫描装置散热结构的扫描装置，由于上述扫描装置散热结构具有上述技术效果，上述扫描装置也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。
附图说明
19.图1为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的一种具体实施方式的剖面结构示意图；
20.图2为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的一种具体实施方式的位置关系示意图；
21.图3为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的一种具体实施方式中环形翅片的结构示意图；
22.图4为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的一种具体实施方式中切割翅片的结构示意图；
23.图5为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的实施例一中切割翅片的结构示意图；
24.图6为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的实施例二中切割翅片的结构示意图；
25.图7为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的实施例三中切割翅片的结构示意图。
具体实施方式
26.本实用新型的核心是提供一种扫描装置散热结构，转动过程中，切割翅片破坏环形翅片表面的流动边界层，使环形翅片与雷达内部空气之间对流换热的热阻大大减小，从而改善了机械式扫描装置的散热效果。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述扫描装置散热结构的扫描装置。
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
28.请参考图1至图4，图1为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的一种具体实施方式的剖面结构示意图；图2为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的一种具体实施方式的位置关系示意图；图3为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的一种具体实施方式中环形翅片的结构示意图；图4为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的一种具体实施方式中切割翅片的结构示意图。
29.本实用新型具体实施方式提供一种扫描装置散热结构，包括壳体1以及安装于壳体1内的转轴2，转子的结构件围绕转轴2设置，且转轴2轴线为转子的旋转轴线。壳体1内部固定安装有切割翅片3，转轴2外周连接有围绕转轴2轴线的环形翅片4，切割翅片3的边缘贴近环形翅片4表面，转轴2旋转带动环形翅片4与切割翅片3相对运动，切割翅片3破坏环形翅片4表面的流动边界层。其中，壳体1包括两端开口的套筒结构，两端开口处安装有端盖6。
30.机械式扫描装置在工作时，转子高速旋转，同时带动转轴2等结构件高速旋转，转轴2的环形翅片4与壳体1内静止不动的切割翅片3产生相对运动。转子上发热元件产生的热量，传导至环形翅片4上，再由环形翅片4通过对流换热的方式传递给壳体1内部的空气，由于空气粘性的存在，旋转的环形翅片4表面会存在一定厚度的空气流动边界层，继而带来一定厚度的热边界层，最后形成环形翅片4与空气之间的对流换热热阻。环形翅片4表面与切割翅片3边缘贴近，产生相对运动后，环形翅片4表面的流动边界层被切割翅片3破坏，使环形翅片4与壳体1内部空气之间的对流换热热阻大大减小，从而改善了机械式扫描装置的散热效果。
31.具体地，为了稳定连接环形翅片4，转轴2上端连接有围绕转轴2的底板5，底板5垂直于转轴2轴线，环形翅片4安装于底板5板面并沿轴向向上延伸，切割翅片3安装于壳体1上端的端盖6内侧并沿轴向向下延伸，使切割翅片3侧边缘贴近环形翅片4侧表面。也可使转轴2下端连接围绕转轴2的底板5，底板5垂直于转轴2轴线，环形翅片4安装于底板5板面并沿轴向向下延伸，切割翅片3安装于壳体1下端的端盖6内侧并沿轴向向上延伸，使切割翅片3侧边缘贴近环形翅片4侧表面。当然，也可使环形翅片4安装于转轴2上下两端，壳体1上下两端盖6内侧均安装有切割翅片3。
32.在本实用新型具体实施方式提供的扫描装置散热结构中，环形翅片4和切割翅片3的延伸方向均平行于转轴2轴线，即环形翅片4的延伸方向垂直于底板5，切割翅片3垂直于端盖6，当然也可使环形翅片4和切割翅片3倾斜设置，保证两种翅片都是圆周对称并可实现转动时匹配不发生干涉即可。进一步地，切割翅片3侧边缘与环形翅片4侧表面相切，即环形翅片4与转轴2同心设置，切割翅片3的横向延伸方向为径向，或调整环形翅片4和切割翅片3的相对位置，能够破坏环形翅片4表面的流动边界层即可。
33.进一步地，为了有效破坏环形翅片4表面的流动边界层，需要环形翅片4与切割翅
片3靠的足够近，切割翅片3侧边缘与环形翅片4侧表面的距离小于1mm，优选地，两者距离为0.2mm，或根据情况调整两翅片的距离，均在本实用新型的保护范围之内。
34.在本实用新型具体实施方式提供的扫描装置散热结构中，可以设置多层环形翅片4提升散热效果，多层环形翅片4与转轴2同心设置，且多层环形翅片4直径逐渐变大，沿径向依次套装，且相邻环形翅片4之间设置有环形间隔。同时，壳体1内安装有沿径向依次布置的多个切割翅片3，切割翅片3的数量与环形翅片4的数量匹配，各切割翅片3依次插入各环形间隔内，使多个切割翅片3与多个环形翅片4交错布置。进一步地，可以对称设置两组切割翅片3，位于转轴2的两侧，均插入环形间隔内。或设置多组切割翅片3，围绕中心均匀分布即可。
35.请参考图5至图7，图5为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的实施例一中切割翅片的结构示意图；图6为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的实施例二中切割翅片的结构示意图；图7为本实用新型所提供的扫描装置散热结构的实施例三中切割翅片的结构示意图。
36.在本实用新型具体实施方式提供的扫描装置散热结构中，为了提高破坏效果，可以在切割翅片3上设置镂空孔，镂空孔具体可以为长方孔、沿轴向布置的多个方孔或沿轴向布置的多个圆孔。或采用其他结构的切割翅片3，均在本实用新型的保护范围之内。
37.转轴2外周连接有至少一个围绕转轴2轴线的导热板7，导热板7的数量与激光收发模组数量匹配，多个导热板7沿轴线布置，确保扫描装置转子上的电路板的热量传导至环形翅片4上。
38.在上述各具体实施方式提供的扫描装置散热结构的基础上，环形翅片4沿圆周方向依次设置有多个挖空区8，能使被切割翅片3扫出的环形翅片4表面的热空气更快地与扫描装置内部的较冷空气混合，进一步降低了环形翅片4与雷达内部空气之间的对流换热热阻。为了保证旋转稳定性，需要各挖空区8均匀分布且宽度相等。具体地，可以在环形翅片4沿圆周方向上设置六个挖空区8，或根据情况调整挖空区8的数量和布置方式，均在本实用新型的保护范围之内。
39.除了上述扫描装置散热结构，本实用新型的具体实施方式还提供一种包括上述扫描装置散热结构的扫描装置，该扫描装置其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
40.具体地，扫描装置可以是激光雷达，也可为其他光学装置。
41.以上对本实用新型所提供的扫描装置散热结构及扫描装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。