一种激光雷达散热系统的制作方法

1.本技术涉及散热系统技术领域，更具体地说，涉及一种激光雷达散热系统。


背景技术：

2.激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是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，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对动态物体进行探测、跟踪。激光雷达主要由主动光源、光束整形系统、接收镜头、感光元件、信号控制和数据处理单元构成。为实现较远的距离探测，以及大视场角的探测，需要的主动光源的功率值成倍增加，带来的散热问题很大程度上影响发射光源和感光元件的性能。
3.以车载激光雷达为例，实际使用中雷达内部散热效率低下，从而会影响激光雷达的正常使用。现有技术中针对激光雷达设计的散热结构通常使用导热硅胶将内部电路板及芯片的热量通过壳体导出实现散热，或通过行车时的气流进行风冷。又或者，例如申请号202122908256.0的实用新型专利提供了一种易于散热型雷达，包括雷达外壳以及雷达外壳顶端安装的上盖，上盖内部安装有横杆，横杆左右两侧对称安装有抱箍，抱箍远离横杆的一端连接有挂杆，挂杆内侧安装有放置板，放置板顶端承载有化学冰袋，雷达外壳左右两侧嵌入有安装管，安装管内侧固定有吊杆，吊杆远离安装管一端活动连接有风扇，左侧安装管一端连接有进风管，进风管远离安装管一端固定有安装有单向进气阀，右侧安装管一端连接有出风管，出风管远离安装管一端固定安装有单向出气阀，雷达外壳底部安装有导热板，其结构复杂，难以达到对激光雷达快速高效散热的目的。
4.又例如申请号202123141624.x的实用新型专利，公开了一种用于环境监测的激光雷达散热机构，涉及激光雷达领域，包括主体，所述主体的下侧中间位置设置有储水箱，所述主体的内部设置有雷达元件，所述主体的上侧安放有连接盖板，所述连接盖板的下表面靠近两侧分别固定连接有一号分隔板和二号分隔板，所述雷达元件的外侧设置有导热结构，所述导热结构包括两组侧导杆，且两组侧导杆均固定安装在雷达元件的外侧面，两组所述侧导杆的外侧面均等距离固定安装有若干组一号导热杆，其引入储水箱、一号分隔板和二号分隔板，若干组一号导热杆的结构使得散热结构复杂，并且也难以达到对激光雷达快速高效散热的目的。


技术实现要素：

5.本实用新型主要目的是提供一种激光雷达散热系统，旨在解决现有技术中针对激光雷达的散热结构其结构复杂、难以对激光雷达快速高效地散热的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种激光雷达散热系统，其中，包括：
7.设置在雷达内部的散热管，所述散热管包括外管和间隔设于所述外管中的内管，
所述内管的一端为内管进气口，所述外管对应所述内管进气口的位置形成外管进气口，所述内管的另一端为内管出气口，所述外管对应所述内管出气口的位置形成外管出气口；
8.设置在所述雷达内部的制冷装置，所述制冷装置与所述外管的外侧壁接触；
9.气泵，所述气泵的入口和出口分别与所述内管连通。
10.进一步地，所述制冷装置还与所述雷达的发热器件接触。
11.进一步地，所述制冷装置通过导热结构与所述雷达的发热器件接触。
12.进一步地，所述散热管贯穿所述雷达的光路模组。
13.进一步地，所述外管的外侧壁与所述光路模组接触。
14.进一步地，所述散热管具有多个弯折管段。
15.进一步地，所述散热管在所述散热管贯穿所述雷达的光路模组的管段中具有多个弯折管段。
16.进一步地，所述散热管为纳分管。
17.进一步地，所述散热管设置在所述雷达的主控板上或壁体上。
18.进一步地，所述激光雷达散热系统包括安装在所述散热管的进气口处的防水透气阀。
19.本技术提供的激光雷达散热系统的有益效果在于：
20.由于本实用新型实施例中的激光雷达散热系统包括散热管、制冷装置和气泵，并且所述散热管具有特殊性，其包括外管和间隔设于所述外管中的内管，所述制冷装置与所述外管的外侧壁接触，可以对纳分管内管和外管中的气流进行制冷，气泵的入口和出口分别与所述内管连通，通过控制外管和内管气流之间的流速差，由于外管和内管之间的间隙并没有连接气流驱动装置(例如气泵)，所以通过气泵的驱动可以使内管中产生速度快于外管的气流(实际是指外管和内管之间的间隙之间的气流)，由于外管与雷达的散热点位最先进行热交换，所以可以提前与雷达的散热点位进行热交换来散热，然后内管中快速流动的冷气流使得外管和内管进行热气流与冷气流的热交换，最终内管内气流快速流动可以将交换的热气快速导出，冷气流通过外管进入雷达内部，而雷达内部热气流通过内管内气流的快速流动及时排出，从而在制冷装置、气泵、内管、外管的共同作用下达到对雷达内部快速高效散热的目的。
21.进一步的方案中，所述制冷装置还与所述雷达的发热器件接触，从而可以通过制冷装置直接与雷达的发热器件进行热交换而及时对雷达的发热器件进行散热，达到更好的散热效果，相当于本实用新型实施例提供的激光雷达散热系统不仅具有通过散热管进行散热的途经，还可以通过制冷装置直接散热。
22.进一步的方案中，所述散热管贯穿所述雷达的光路模组的同时，外管的外侧壁与所述光路模组接触，这里是指外管的外侧壁与所述光路模组中的某些部件或某些结构进行接触，从而更好地与光路模组中的这些部件或结构进行热交换，以增强对光路模组的散热效率。
23.进一步的方案中，散热管具有多个弯折管段，一方面，使得散热管尽可能遍布雷达的多个位置，对雷达起到更好的散热效果，另一方面，也使得散热管可以合理避让激光雷达光路模组的部件，起到合理的空间布局的作用。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术的一个实施例所提供的激光雷达散热系统的结构示意简图；
26.图2为本技术的一个实施例所提供的激光雷达散热系统的立体图；
27.图3为本技术的一个实施例所提供的激光雷达散热系统的局部立体图。
28.上述附图所涉及的标号明细如下：
29.1-制冷装置；
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2-气泵；
30.3-发热器件；
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4-光路模组；
31.5-主控板；
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6-防水透气阀；
32.41-激光发射电路；
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42-光路结构；
33.100-散热管；
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101-外管；
34.102-内管；
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103-内管进气口；
35.104-外管进气口；
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105-内管出气口；
36.106-外管出气口；
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200-抱箍；
37.201-弧形压靠板；
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202-连接耳板。
具体实施方式
38.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
39.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设处于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
40.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
41.此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
42.为了说明本技术所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
43.参见图1和图2，本实用新型实施例提供一种激光雷达散热系统，其中，包括：
44.设置在雷达内部的散热管100，具体地，是指散热管100应设置在雷达的外壳内部，针对雷达的外壳的内部的相关元器件进行散热，散热管100包括外管101和间隔设于外管101中的内管102，也即是说，外管101和内管102之间存在间隙，一路气流可以在内管102中
流动，另一路气流可以在外管101和内管102之间的间隙中流动，内管102的一端为内管进气口103，通过此内管进气口103，外界气体可以流入内管102，外管101对应内管进气口103的位置形成外管进气口104，通过此外管进气口104，外界气体可以流入外管101和内管102之间的间隙，内管102的另一端为内管出气口105，通过此内管出气口105，内管102中的气体可以流出，外管101对应内管出气口105的位置形成外管出气口106，通过此外管出气口106，外管101和内管102之间的间隙中的气体可以流出；
45.设置在雷达内部的制冷装置1，制冷装置1与外管101的外侧壁接触(本技术所称的接触可以理解为直接接触或通过其他部件进行间接接触)，可以对纳分管内管102和外管101中的气流进行制冷；
46.气泵2，气泵2的入口和出口分别与内管102连通，通过控制外管101和内管102气流之间的流速差，由于外管101和内管102之间的间隙并没有连接气流驱动装置(例如气泵2)，所以通过气泵2的驱动可以使内管102中产生速度快于外管101的气流(实际是指外管101和内管102之间的间隙之间的气流)，由于外管101与雷达的散热点位最先进行热交换，所以可以提前与雷达的散热点位进行热交换来散热，然后内管102中快速流动的冷气流使得外管101和内管102进行热气流与冷气流的热交换，最终内管102内气流快速流动可以将交换的热气快速导出，冷气流通过外管101进入雷达内部，而雷达内部热气流通过内管102内气流的快速流动及时排出，从而在制冷装置1、气泵2、内管102、外管101的共同作用下达到对雷达内部快速高效散热的目的。
47.本实用新型实施例中的激光雷达散热系统，关键点在于可以通过气泵2控制散热管100的内管102中的气流流速使内管102与外管101之间形成流速差，进而内管102与外管101进行冷、热气体的交换，达到冷气流进入雷达，热气流进入内管102后达到内管出气口105排出雷达的效果，普通的管件无法实现这样的快速高效散热效果。
48.根据本实用新型的一个实施例，散热管100为纳分管，是一种已知的具有本技术提到的外管101、内管102的结构的管件，当然，本技术中的散热管100并不局限于采用纳分管，只要具有类似的外管101、内管102结构的管件，并且可以应用到雷达的散热系统中，都是可以的。
49.参见图1，根据本实用新型的具体实施例，制冷装置1还与雷达的发热器件3尤其是高发热器件接触(可以是直接接触也可以是通过其他部件进行间接接触)，从而及时对雷达的发热器件3进行散热，由于制冷装置1还与散热管100接触，所以对高发热器件3进行散热的同时也可以对散热管100的内管102的气流进行降温。
50.根据本实用新型的优选实施例，制冷装置1通过导热结构与雷达的发热器件3进行间接接触，导热结构为导热硅脂等，可以对对雷达的发热器件3进行高效散热。
51.参见图1和图2，根据本实用新型的一个实施例，散热管100贯穿雷达的光路模组4，从而可以通过散热管100的散热作用针对性地对光路模组4进行快速高效散热。
52.当然，为了对光路模组4起到更好地效果，根据本实用新型的优选实施例，散热管100贯穿雷达的光路模组4的同时，外管101的外侧壁与光路模组4接触，这里是指外管101的外侧壁与光路模组4中的某些部件或某些结构进行接触，从而更好地与光路模组4中的这些部件或结构进行热交换，以增强对光路模组4的散热效率。
53.参见图3，本实施例中，光路模组4中的某些部件或某些结构可以具体是指光路模
组4包括的激光发射电路41和光路结构42，外管101的外侧壁分别与激光发射电路41和光路结构42接触，具体可以根据特定的激光发射电路41和光路结构42的位置布局来合理地设计贯穿雷达的光路模组4的散热管100的布局，例如，贯穿雷达的光路模组4的散热管100布置在激光发射电路41和光路结构42之间，外管101的两侧的外侧壁分别与激光发射电路41和光路结构42接触，或者贯穿雷达的光路模组4的散热管100布置在激光发射电路41和光路结构42的同侧，外管101的某一侧与激光发射电路41和光路结构42接触都是可以的。
54.当然，外管101的外侧壁并不局限于仅与激光发射电路41和光路结构42接触，还可以与光路模组4的其他部件或结构接触，并且即使外管101的外侧壁并不与光路模组4接触，而仅仅只是散热管100贯穿雷达的光路模组4并与光路模组4间隔的方案，也将落入本实用新型的保护范围。
55.根据本实用新型的一个实施例，制冷装置1、气泵2、光路模组4沿从内管进气口103至内管出气口105的方向依次布置，也就是说，制冷装置1相对于气泵2、光路模组4位于散热管100中气流的前端，在散热管100前端将气流制冷后，便于散热管100在光路模组4中进行热交换，带走光路模组4中的热量，同样地，气泵2使得内管102中产生速度快于外管101的气流(实际是指外管101和内管102之间的间隙之间的气流)，从而通过内管102快速带走在光路模组4中交换的热量，当然，关于制冷装置1、气泵2、光路模组4各自的布置位置完全可以根据需要灵活调整，而并不限于本实施例中的排布方式。
56.参见图1和图2，根据本实用新型的一个实施例，散热管100具有多个弯折管段，多个弯折管段具体可以包括直角弯折段、s形弯折段等任何的弯折形状的管段，具体地，散热管100可以通过弯折、盘旋、迂回等布局方式形成多个弯折管段，一方面，使得散热管100尽可能遍布雷达的多个位置，对雷达起到更好的散热效果，另一方面，也使得散热管100可以合理避让激光雷达光路模组的部件，起到合理的空间布局的作用，此外，可以理解的是散热管100既可以是一体成型也可以是多段管件拼接而成，例如，当采用多段管件拼接而成的方案时，还可以根据现场实际情况，匹配不同的雷达结构临时组成所需的散热管100的管路延伸路径，极大地提升本实用新型的激光雷达散热系统的适应性。
57.根据本实用新型的一个实施例，散热管100至少分布在雷达的边缘位置和中部位置，以使得散热管100尽可能顾及整个雷达，以对雷达达到良好均衡的散热效果，当然，作为其他实施例，如果只需对雷达的某个局部进行散热，例如散热管100仅分布在雷达的边缘位置或中部位置，或者非边缘位置或中部位置的其他位置也是可以的。
58.参见图1，根据本实用新型的一个实施例，散热管100在散热管100贯穿雷达的光路模组4的管段中具有多个弯折管段，同样地，多个弯折管段具体可以包括直角弯折段、s形弯折段等任何的弯折形状的管段，散热管100通过弯折、盘旋、迂回等布局方式在光路模组4形成多个弯折管段，这样设置的好处与以上散热管100具有多个弯折管段的好处类似，只是以上提到的散热管100具有多个弯折管段并不局限于在光路模组4的管段中，而本实施例强调散热管100在光路模组4中的部分(管段)是存在多个弯折管段的，一方面，使得散热管100尽可能遍布光路模组4的多个位置，对光路模组4起到更好的散热效果，另一方面，也使得散热管100可以合理避让光路模组4中的部件，起到合理的空间布局的作用。
59.根据本实用新型的一个实施例，散热管100设置在雷达的主控板5上或壁体上，具体地，散热管100通过可拆卸安装件连接在雷达的主控板5上或壁体上，从而方便散热管100
的布局和拆装，此外，雷达的主控板5上或壁体上具有供散热管100穿过的通孔，以便散热管100穿过抵达雷达的其他位置，例如抵达光路模组4。
60.根据本实用新型的一个实施例，可拆卸安装件包括抱箍200和螺纹紧固件，抱箍200通过螺纹紧固件可拆卸地安装在雷达的主控板5上或壁体上，抱箍200将散热管100压靠在雷达的主控板5上或壁体上，抱箍200具体可以包括弧形压靠板201和位于弧形压靠段两侧的连接耳板202，螺纹紧固件可以包括螺栓和螺母，螺纹紧固件也可以为螺钉，两个连接耳板202分别通过螺栓和螺母可拆卸地与雷达的主控板5或壁体连接，弧形压靠段的凹面正好与散热管100的圆形轮廓匹配，以将散热管100压靠在雷达的主控板5上或壁体上。
61.根据本实用新型的一个实施例，制冷装置1为微型制冷器，或者是其他合适的制冷装置1，制冷装置1可采用各种已知的设备，这里不再展开说明。
62.根据本实用新型的一个实施例，激光雷达散热系统包括安装在散热管的进气口处的防水透气阀6，具体是指可以安装在内管102的内管进气口103处也可以安装在外管101的外管进气口104处，从而能够有效阻挡液体进入内管102中影响气流的流动和换热效果。
63.以上所述仅为本技术的可选实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。