一种传感器支架、可移动设备、车辆及无人机论文和设计-张坡

全文摘要

本申请提供了一种传感器支架、可移动设备、车辆及无人机，涉及数据采集技术领域。其中，传感器支架包括：连接结构、减震结构、安装结构和承载结构；连接结构的一侧连接在可移动设备表面，连接结构的另一侧与减震结构的一端连接；减震结构的另一端与安装结构的一端连接；安装结构的另一端用于安装承载结构，并固定连接承载结构；承载结构上安装有一至多个传感器。在可移动设备移动过程中，当可移动设备发生颠簸，或者外部风力过大时，减震结构通过自身弹性和阻尼元件等可吸收部分振动量，过滤高频振动，从而可提高传感器采集数据的稳定性，特别是对于图像采集装置，可以优化图像的采集质量。

主设计要求

1.一种传感器支架，其特征在于，包括：连接结构、减震结构、安装结构和承载结构；所述连接结构的一侧连接在可移动设备表面，所述连接结构的另一侧与所述减震结构的一端连接；所述减震结构的另一端与所述安装结构的一端连接；所述安装结构的另一端用于安装所述承载结构，并固定连接所述承载结构；所述承载结构上安装有一至多个传感器。

设计方案

2.根据权利要求1所述的传感器支架，其特征在于，所述承载结构包括横梁，在所述横梁的前侧设置有至少一个纵梁，或者在所述横梁的后侧设置有至少一个纵梁，或者在所述横梁的前侧和后侧均设置有至少一个纵梁；所述横梁与纵梁构成“T”型结构。

3.根据权利要求2所述的传感器支架，其特征在于，所述横梁和纵梁为钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件。

4.根据权利要求2所述的传感器支架，其特征在于，所述连接结构为连接底座；所述连接底座的一侧配合所述可移动设备表面设置，以与所述可移动设备表面贴合；所述连接底座的一侧通过第一紧固件与所述可移动设备表面连接。

5.根据权利要求4所述的传感器支架，其特征在于，所述连接底座为一整体底座结构；所述整体底座结构的形状被设置为配合所述横梁和纵梁而延伸。

6.根据权利要求4所述的传感器支架，其特征在于，所述连接底座包括多个底座部件结构；所述多个底座部件结构被设置为配合所述横梁和纵梁而分布。

7.根据权利要求4所述的传感器支架，其特征在于，所述连接底座为钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件。

8.根据权利要求2所述的传感器支架，其特征在于，所述减震结构包括多个减震器部件结构；所述多个减震器部件结构被设置为配合所述横梁和纵梁而分布；各个减震器部件结构的一端通过第二紧固件与所述连接结构的另一侧连接。

9.根据权利要求8所述的传感器支架，其特征在于，所述多个减震器部件结构包括阻尼减震器、簧片减震器或橡胶减震器中的一种或多种。

10.根据权利要求2所述的传感器支架，其特征在于，所述安装结构包括多个安装支座结构；所述多个安装支座结构被设置为配合所述横梁和纵梁而分布；各个安装支座结构的一端通过第三紧固件与所述减震结构的另一端连接；各个安装支座结构的另一端通过第四紧固件与各自所在位置处的横梁或纵梁固定连接。

11.根据权利要求10所述的传感器支架，其特征在于，所述安装支座结构为钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件。

12.根据权利要求2所述的传感器支架，其特征在于，所述横梁通过第五紧固件与一至多个传感器的传感器支座固定连接。

13.一种可移动设备，其特征在于，在所述可移动设备上设置有权利要求1至12任一项所述的传感器支架，所述传感器支架固定连接有一至多个传感器。

14.根据权利要求13所述的可移动设备，其特征在于，所述传感器包括图像采集装置。

15.根据权利要求13所述的可移动设备，其特征在于，所述传感器支架设置于所述可移动设备的顶部或底部。

16.一种车辆，其特征在于，在所述车辆上设置有权利要求1至12任一项所述的传感器支架，所述传感器支架固定连接有一至多个传感器。

17.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述传感器支架设置于所述车辆的顶部。

18.一种无人机，其特征在于，在所述无人机上设置有权利要求1至12任一项所述的传感器支架，所述传感器支架固定连接有一至多个传感器。

19.根据权利要求18所述的无人机，其特征在于，所述传感器支架设置于所述无人机的底部。

设计说明书

技术领域

本申请涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种传感器支架、可移动设备、车辆及无人机。

背景技术

当前，随着辅助驾驶、自动驾驶、无人机、智能机器人等技术的发展，很多可移动设备(如车辆、无人机、物流仓库机器人等)均需要依赖传感器来采集数据，例如通过图像采集装置(如摄像头)进行图像的采集。为了保证传感器在可移动设备上的稳定，一般需要通过传感器支架将传感器固定连接到可移动设备上。

然而，由于可移动设备的运行环境多样，当环境较为恶劣时(如处于路面颠簸、风力过大等)，传感器在可移动设备上采集的数据不稳定，特别是对于图像采集装置，采集的图像不清晰。可见，如何通过对传感器支架进行改进，以保证传感器能够在更优的情况下进行工作，成为了一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种传感器支架、可移动设备、车辆及无人机，能够使得传感器能够在更优的情况下进行工作，避免采集的数据不稳定。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种传感器支架，包括：连接结构、减震结构、安装结构和承载结构；所述连接结构的一侧连接在可移动设备表面，所述连接结构的另一侧与所述减震结构的一端连接；所述减震结构的另一端与所述安装结构的一端连接；所述安装结构的另一端用于安装所述承载结构，并固定连接所述承载结构；所述承载结构上安装有一至多个传感器。

在本申请实施例的第一方面中，所述承载结构包括横梁，在所述横梁的前侧设置有至少一个纵梁，或者在所述横梁的后侧设置有至少一个纵梁，或者在所述横梁的前侧和后侧均设置有至少一个纵梁；所述横梁与纵梁构成“T”型结构。

在本申请实施例的第一方面中，所述横梁和纵梁为钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件。

在本申请实施例的第一方面中，所述连接结构为连接底座；所述连接底座的一侧配合所述可移动设备表面设置，以与所述可移动设备表面贴合；所述连接底座的一侧通过第一紧固件与所述可移动设备表面连接。

在本申请实施例的第一方面中，所述连接底座为一整体底座结构；所述整体底座结构的形状被设置为配合所述横梁和纵梁而延伸。

在本申请实施例的第一方面中，所述连接底座包括多个底座部件结构；所述多个底座部件结构被设置为配合所述横梁和纵梁而分布。

在本申请实施例的第一方面中，所述连接底座为钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件。

在本申请实施例的第一方面中，所述减震结构包括多个减震器部件结构；所述多个减震器部件结构被设置为配合所述横梁和纵梁而分布；各个减震器部件结构的一端通过第二紧固件与所述连接结构的另一侧连接。

在本申请实施例的第一方面中，所述多个减震器部件结构包括阻尼减震器、簧片减震器或橡胶减震器中的一种或多种。

在本申请实施例的第一方面中，所述安装结构包括多个安装支座结构；所述多个安装支座结构被设置为配合所述横梁和纵梁而分布；各个安装支座结构的一端通过第三紧固件与所述减震结构的另一端连接；各个安装支座结构的另一端通过第四紧固件与各自所在位置处的横梁或纵梁固定连接。

在本申请实施例的第一方面中，所述安装支座结构为钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件。

在本申请实施例的第一方面中，所述横梁通过第五紧固件与一至多个传感器的传感器支座固定连接。

本申请实施例的第二方面，提供一种可移动设备，在所述可移动设备上设置有上述第一方面中的传感器支架，所述传感器支架固定连接有一至多个传感器。

在本申请实施例的第二方面中，所述传感器包括图像采集装置。

在本申请实施例的第二方面中，所述传感器支架设置于所述可移动设备的顶部或底部。

本申请实施例的第三方面，提供一种车辆，在所述车辆上设置有上述第一方面中的传感器支架，所述传感器支架固定连接有一至多个传感器。

在本申请实施例的第三方面中，所述传感器支架设置于所述车辆的顶部。

本申请实施例的第四方面，提供一种无人机，在所述无人机上设置有上述第一方面中的传感器支架，所述传感器支架固定连接有一至多个传感器。

在本申请实施例的第四方面中，所述传感器支架设置于所述无人机的底部。

本申请的实施例提供一种传感器支架、可移动设备、车辆及无人机，其中，传感器与可移动设备之间的传感器支架并非采用刚性传感器支架，而是采用具有连接结构、减震结构、安装结构和承载结构的传感器支架。在可移动设备移动过程中，当可移动设备发生颠簸，或者外部风力过大时，减震结构通过自身弹性和阻尼元件等可吸收部分振动量，过滤高频振动，从而可提高传感器采集数据的稳定性，特别是对于图像采集装置，可以优化图像的采集质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为刚性传感器支架在可移动设备上的示意图；

图2为刚性传感器支架的连接过程示意图；

图3为本申请实施例提供的传感器支架的结构示意图一；

图4为本申请实施例提供的传感器支架的结构示意图二；

图5为本申请实施例提供的传感器支架的结构示意图三；

图6为本申请实施例中的横梁和纵梁的一种分布实例示意图；

图7为本申请实施例提供的传感器支架的部分结构示意图；

图8为本申请实施例提供的传感器支架在可移动设备上的安装示意图；

图9为本申请实施例提供的车辆的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的传感器支架在车辆上的振动关系示意图；

图11为本申请实施例提供的无人机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

术语“可移动设备”在本申请中广泛地解释为包括任何移动物体，包括例如飞行器、船只、航天器、汽车、卡车、厢式货车、半挂车、摩托车、高尔夫球车、越野车辆、仓库运输车辆或农用车以及行驶在轨道上的运输工具，例如电车或火车以及其它有轨车辆。本申请中的“可移动设备”通常可以包括：动力系统、传感器系统、控制系统、外围设备和计算机系统。在其它实施例中，可移动设备可以包括更多、更少或者不同的系统。

以可移动设备为车辆为例：

其中，动力系统是为车辆提供动力运动的系统，包括：引擎\/马达、变速器和车轮\/轮胎、能源单元。

控制系统可以包括控制车辆及其组件的装置的组合，例如转向单元、节气门、制动单元。

外围设备可以是允许车辆与外部传感器、其它车辆、外部计算设备和\/或用户进行交互的设备，例如无线通信系统、触摸屏、麦克风和\/或扬声器。

基于上述描述的车辆，无人驾驶车辆中还配置有传感器系统和无人驾驶控制装置。

传感器系统可以包括用于感测车辆所处环境的信息的多个传感器，以及改变传感器的位置和\/或方向的一个或多个致动器。传感器系统可以包括全球定位系统传感器、惯性测量单元、无线电检测和测距(RADAR)单元、相机、激光测距仪、光检测和测距(LIDAR)单元和\/或声学传感器等传感器的任何组合；传感器系统还可以包括监视车辆内部系统的传感器(例如O_{2<\/sub>监视器、燃油表、引擎温度计等)。}

无人驾驶控制装置可以包括一个处理器和存储器，存储器中存储有至少一条机器可执行指令，处理器执行至少一条机器可执行指令实现包括地图引擎、定位模块、感知模块、导航或路径模块、以及自动控制模块等的功能。地图引擎和定位模块用于提供地图信息和定位信息。感知模块用于根据传感器系统获取到的信息和地图引擎提供的地图信息感知车辆所处环境中的事物。导航或路径模块用于根据地图引擎、定位模块和感知模块的处理结果，为车辆规划行驶路径。自动控制模块将导航或路径模块等模块的决策信息输入解析转换成对车辆控制系统的控制命令输出，并通过车载网(例如通过CAN总线、局域互联网络、多媒体定向系统传输等方式实现的车辆内部电子网络系统)将控制命令发送给车辆控制系统中的对应部件，实现对车辆的自动控制；自动控制模块还可以通过车载网来获取车辆中各部件的信息。

在实现本申请实施例的过程中，发明人发现，可以采用如图1和图2所示的刚性传感器支架101在可移动设备10(此处，如图1所示，以汽车为例)上安装各传感器102。为保证更大的拍摄视野，该刚性传感器支架101设置在可移动设备10的顶部位置，从而可以携带各种传感器102来进行数据采集。

该刚性传感器支架101基本采用纯刚性连接(如图2所示的连接过程)，该纯刚性连接的刚性传感器支架101在行车过程中受驾驶室跳动颠簸影响，使得传感器102(如摄像头)存在成像不稳定、画面不清晰的缺陷。更有甚者，摄像头的硬件部分因震动频率过高、振幅过大会出现接触不良、丢失画面的问题，对行车测试的有效性与安全性影响甚大。

为了克服上述问题，如图3和图4所示，本申请实施例提供一种传感器支架20，包括：连接结构201、减震结构202、安装结构203和承载结构204；连接结构201的一侧连接在可移动设备21表面，连接结构201的另一侧与减震结构202的一端连接；减震结构202的另一端与安装结构203的一端连接；安装结构203的另一端用于安装承载结构204，并固定连接承载结构204；承载结构204上安装有一至多个传感器22。其中该传感器22可以为图像采集装置，例如摄像头，但不仅局限于此。

在一实施方式中，如图3和图5所示，该承载结构204包括横梁301，为了保证承载结构204的稳固，在横梁301的前侧设置有至少一个纵梁302，或者在横梁301的后侧设置有至少一个纵梁302，或者在横梁301的前侧和后侧均设置有至少一个纵梁302；该横梁301与纵梁302构成“T”型结构。即，例如图5中仅示出了在横梁301的一侧设置了两个纵梁302，从而构成了双“T”型结构，可以保证整个双“T”型结构的承载结构204的稳固，但不仅局限于此，例如在图5中横梁301设置纵梁302的一侧，还可以设置更多的纵梁302，或者在图5中横梁301设置纵梁302的一侧的对侧，还可以设置更多的纵梁302，如图6所示，在横梁301的前侧和后侧均可以设置纵梁302，如构成双“十”型结构，但不仅局限于此。在可移动设备表面空间允许的情况下，理论上纵梁302设置的越多，该承载结构204越稳固。

在一实施例中，该横梁301和纵梁302可以为金属加工件，例如可以为钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件等，但不仅局限于此。采用钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件等的横梁301和纵梁302更为牢固，不易弯折，且便于安装。该横梁301和纵梁302的截面可以有很多尺寸，例如60mm×60mm或者60mm×30mm等，但不仅局限于此。

在一实施例中，如图7所示，该连接结构201为连接底座303；连接底座303的一侧配合可移动设备21表面设置，以与可移动设备21表面贴合，例如如图3、图5和图7所示，以一车辆为例，车辆的顶部表面存在倾斜，因此该连接底座303的一侧(此处为底侧)也相应被设置为倾斜，以满足在车辆的顶部安装；如图3和图7所示，该连接底座303的一侧可以通过第一紧固件(图中未示出)与可移动设备21表面连接，该第一紧固件可以为螺栓或螺丝等连接件，此处不做限定。

另外，在一实施例中，该连接底座303可以为一整体底座结构；该整体底座结构的形状可以被设置为配合横梁301和纵梁302而延伸，例如在上述图5中，在横梁301的一侧设置了两个纵梁302，从而构成了双“T”型结构，则整体底座结构也可以设置为双“T”型结构，以保证与横梁301和纵梁302的位置对应，即例如在图5中，多个底座部件结构之间也是连接的，形成整体底座结构，该整体底座结构可以一体成型，便于加工生产。

当然，为了节省材料，在一实施例中，如图4、图5和图7所示，该连接底座303可以包括多个底座部件结构304；多个底座部件结构304被设置为配合横梁301和纵梁302而分布，例如在图5中，在横梁301的一侧设置了两个纵梁302，从而构成了双“T”型结构，则在横梁301和纵梁302相交的位置，设置有如图7所示的“L”型的底座部件结构304，在横梁301的中点位置，设置有如图5所示的较小的底座部件结构304。这样设置使得连接底座303的耗材较少，且设置更为灵活，可在更多的位置设置底座部件结构304。

在一实施例中，该连接底座303可以为金属加工件，例如钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件，此处不做限制。

在一实施例中，如图5和图7所示，该减震结构202包括多个减震器部件结构305；多个减震器部件结构305被设置为配合横梁301和纵梁302而分布；例如如图5所示，在横梁301的一侧设置了两个纵梁302，从而构成了双“T”型结构，则在横梁301和纵梁302相交的位置，需要分别设置横梁301和纵梁302对应的减震器部件结构305，而在除上述相交的位置的其他位置，如横梁301的中心位置等处也可以设置减震器部件结构305。这样，多个减震器部件结构305被设置为配合横梁301和纵梁302而分布，从而能够保证横梁301和纵梁302构成的整体的各个部分均能实现很好的减震效果。

在一实施例中，如图7所示，各个减震器部件结构305的一端(如图7中的减震器部件结构305的下端)通过第二紧固件(图中未示出)与连接结构201的另一侧(如图7中的连接底座303的上侧)连接。该第二紧固件可以为螺栓或螺丝等连接件，此处不做限定。

在一实施例中，该多个减震器部件结构305可以包括阻尼减震器、簧片减震器或橡胶减震器中的一种或多种。其中，阻尼减震器是依靠阻尼减震原理的减震器(固定振动时，使固体振动的能量尽可能多地耗散在阻尼层中的方法，称为阻尼减震。)；簧片减震器是依靠弹簧片的弹性进行减震的减震器；橡胶减震器(Robber Absorber)是依靠橡胶的高弹性和黏弹性进行减震的减震器。此处减震器部件结构305可以有多种减震器类型可供选择，使得减震器部件结构的实现更为容易，对于具体的各种减震器的结构和性能，此处不再一一赘述。

在一实施例中，如图5和图7所示，安装结构203可以包括多个安装支座结构306；多个安装支座结构306被设置为配合横梁301和纵梁302而分布；例如如图5所示，在横梁301的一侧设置了两个纵梁302，从而构成了双“T”型结构，则在横梁301和纵梁302相交的位置，需要分别设置横梁301和纵梁302对应的安装支座结构306，而在除上述相交的位置的其他位置，如横梁301的中心位置等处也可以设置安装支座结构306。此处，多个安装支座结构306被设置为配合横梁301和纵梁302而分布，从而可以与减震器部件结构305一一对应设置，完成横梁301和纵梁302构成的整体的减震。

在一实施例中，如图7所示，各个安装支座结构306的一端(如图7中的安装支座结构306的下端)通过第三紧固件(图中未示出)与减震结构202的另一端(如图7中的减震器部件结构305的上端)连接；各个安装支座结构306的另一端(如图5和图7中的安装支座结构306的上端)通过第四紧固件(图中未示出)与各自所在位置处的横梁301或纵梁302固定连接。其中，该第三紧固件和第四紧固件可以为螺栓或螺丝等连接件，此处不做限定。

在一实施例中，该安装支座结构306可以为金属加工件，例如钣金加工件、铝合金加工件或者铸铝加工件等，此处不做限制。

在一实施例中，如图5所示，该横梁301可以通过第五紧固件(图中未示出)与一至多个传感器22的传感器支座23固定连接。该第五紧固件可以为螺栓或螺丝等连接件，此处不做限定。

另外，如图8所示，本申请实施例还提供一种可移动设备21，在可移动设备21上设置有上述的传感器支架20，该传感器支架20固定连接有一至多个传感器22。

在一实施例中，该传感器22可以包括图像采集装置，例如摄像头，但不仅局限于此。

在一实施例中，该传感器支架20可以设置于可移动设备21的顶部或底部。

例如，如图9所示，该可移动设备21为本申请实施例提供的一种车辆24，在车辆24上设置有上述的传感器支架20，传感器支架20固定连接有一至多个传感器22。该车辆24可以为卡车、小汽车、厢式货车、载客巴士、景区摆渡车等等，但不仅局限于此。

在一实施例中，如图9所示，该传感器支架20可以设置于车辆24的顶部。这样，如图10所示，在承载结构204及传感器22重力下减震结构202处于一定量压缩状态。在车辆24行进作业状态中，当车辆24出现上下跳动时，减震结构202在惯性作用下，与车辆24的跳动反向运动(如车辆24左右两侧以左右两侧的大箭头方向跳动，则减震结构202会分别以两侧的小箭头方向运动)，减震结构202中的弹性元件与阻尼结构保证其运动的稳定性，避免出现自身晃动频率、振幅过大的状况；当车辆24处于瞬时加速、制动或侧倾状态，横梁301和纵梁302构成的组合结构与减震结构202的组合同样可保证传感器22的相对地面的稳定性，同时能一定程度上有效避免设备因震动幅度、频率造成的硬件损伤，延长使用寿命。

另外，例如，如图11所示，该可移动设备21还可以为本申请实施例提供的一种无人机25(即无人驾驶飞机，UAV，Unmanned Aerial Vehicle，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作)，在无人机25上设置有上述的传感器支架20，传感器支架20固定连接有一至多个传感器22。在一实施例中，如图11所示，该传感器支架20可以设置于无人机25的底部，例如设置在无人机25的底部的平台26上，但不仅局限于此，传感器支架20在无人机25上的减震作用与上述在图9中所述的车辆24中的作用相同，此处不再赘述。该无人机25可以为无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器以及无人伞翼飞机等，但不仅局限于此。

本申请中应用了具体实施例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

设计图

一种传感器支架、可移动设备、车辆及无人机论文和设计

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