摄像头密封结构、数据采集传感器及地图采集装置

摄像头密封结构、数据采集传感器及地图采集装置有效专利实用

技术领域

[0001] 本实用新型属于数据采集技术领域，更具体地说，是涉及一种摄像头密封结构、数据采集传感器及地图采集装置。

具体实施方式

[0029] 为了使本实用新型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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

[0030] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。

[0031] 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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

[0032] 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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0033] 在机器人行业或低速无人驾驶行业，构建高精度的地图数据是实现机器人自主导航或低速无人车辆自动驾驶的必要条件。目前主要是通过人工遥控控制机器人或无人车辆
在目标场景进行行走扫描目标场景获得地图数据。为了数据采集的准确性，数据采集传感
器内的摄像头组件、激光雷达等结构可以转动，以便获取更丰富的数据信息。采集数据后可
通过算法生成必要的地图，用于为机器人或低速无人车辆提供目标场景的地图数据，同时
为3D仿真平台提供需要的实际场景数据，方便开发工程师在仿真环境研发相关导航算法。
由于数据采集传感器经常是在室外使用，容易遇到雨雪天气，所以对整个数据采集传感器
的防水防尘需求更高，摄像头组件的转动使其拍摄角度可调节，这使该结构的防水设计难
度大大提高。本实用新型提供的实施例可以很好的解决防水防尘的问题。

[0034] 现对本实用新型实施例提供的摄像头密封结构进行说明。

[0035] 请一并参阅图1及图2，摄像头密封结构包括壳体1、摄像头2、调节件3、第一密封件41和第二密封件42。

[0036] 壳体1可为包裹摄像头2的壳体1，也可为数据采集传感器100的整个壳体1。壳体1用于对摄像头2等结构进行保护，并起到对各个部件安装和布局的作用。壳体1至少具有用
于容纳摄像头2的腔体，壳体1面向腔体的一侧称为壳体1的内部，壳体1背向腔体的一侧称
为壳体1的外部。

[0037] 摄像头2用于拍摄目标场景，摄像头2设置于壳体1的内部，且摄像头2能够相对壳体1转动，以拍摄更大范围的目标场景。摄像头2的具体类型此处不作限定，可为广角摄像
头、长焦摄像头灯。为了使摄像头2更好的拍摄目标场景，不被壳体1遮挡，壳体1上开设有第一通孔13，摄像头2的采光部分可位于第一通孔13内或者靠近第一通孔13设置。如此，摄像
头2会相对第一通孔13转动，第一通孔13和摄像头2之间的密封尤为重要。

[0038] 调节件3用于调节摄像头2的角度，调节件3与摄像头2固定连接，调节件3转动时，摄像头2同步转动。调节件3包括调节部311和摄像连接部312，调节部311外露于壳体1的外
部，调节部311供用户直接操作使用。具体而言，用户在壳体1的外部操控调节部311，壳体1
内部的摄像头2同步运动，从而使得摄像头2的拍摄角度改变。摄像连接部312的一端与调节
部311固定连接，摄像连接部312至少部分位于壳体1的内部，且与摄像头2固定连接。相应
地，壳体1开设有第二通孔14，第二通孔14供摄像连接部312伸入。

[0039] 第一密封件41用于密封第一通孔13和摄像头2之间的间隙，避免水、灰尘等从第一通孔13和摄像头2之间的间隙进入至壳体1的内部。

[0040] 第二密封件42用于密封第二通孔14和摄像连接部312之间的间隙，避免水、灰尘等从第二通孔14和摄像头2之间的间隙进入至壳体1的内部。由于调节件3部分需要设置在壳
体1的外部，部分需要设置在壳体1的内部，因此需要在壳体1上开设第二通孔14，通过第二
密封件42对第二通孔14进行密封可以提高该摄像头密封结构的密封性能。

[0041] 上述实施例中的摄像头密封结构，包括壳体1、摄像头2、调节件3、第一密封件41和第二密封件42。调节件3用于调节摄像头2的角度，调节件3的调节部311位于壳体1的外部，
供用户操作调节，调节件3的摄像连接部312穿过壳体1与壳体1内的摄像头2连接。壳体1在
摄像头2处具有第一通孔13，壳体1在连接部处设置有第二通孔14，通过第一密封件41和第
二密封件42分别对第一通孔13和第二通孔14进行密封，从而可以同时密封壳体1与摄像头2
及调节件3之间的间隙，提高摄像头密封结构的密封性能。

[0042] 在本实用新型的一些实施例中，请参阅图2、图5及图6，第一密封件41包括相互固定连接的固定圈412和密封圈411，固定圈412和密封圈411均呈环状，密封圈411连接于固定
圈412的内周壁处。固定圈412固定于壳体1的内壁处，固定圈412与壳体1固定连接，用于将
第一密封件41固定在壳体1上，密封圈411的外圈与固定圈412固定连接，密封圈411的内圈
紧贴摄像头2的外周壁设置。如此，通过第一密封件41的设置，使得壳体1和摄像头2之间的
间隙由第一密封件41遮挡封堵，即使从摄像头2和第一通孔13之间的间隙进入灰尘和水，也
能够由第一密封件41封堵。

[0043] 可选地，固定圈412固定于壳体1位于第一通孔13的周圈处，封堵第一通孔13和摄像头2之间的间隙。固定圈412的内径大于第一通孔13的孔径，使得固定圈412的内周壁与第
一通孔13的孔壁之间具有一定的间隙，避免固定圈412外露于第一通孔13，固定圈412可与
第一通孔13同轴设置，使固定圈412的内周壁与第一通孔13的孔壁在周向的各个位置的间
距相等。

[0044] 在一些实施例中，固定圈412通过粘贴件等结构粘贴固定在壳体1的内壁，使固定圈412和壳体1之间没有间隙。粘贴件可为双面胶、胶水等。

[0045] 在一些实施例中，摄像头密封结构还包括密封压片44，通过密封压片44将固定圈412压紧固定于壳体1的内壁处，由于密封压片44的设置，将固定圈412夹设于密封压片44和
壳体1之间，因此，可以对固定圈412进行一定的挤压，固定圈412挤压变形后，与壳体1之间
的间隙更小，密封效果更好。

[0046] 可选地，密封压片44可为塑胶压片等硬质结构，第一密封件41则为能够弹性变形的软质结构，通过两个硬质结构(塑胶压片和壳体1)压紧软质结构(第一密封件41的密封圈
411)，可以消除密封圈411和壳体1之间的间隙，防止从第一通孔13处进入水汽和灰尘。

[0047] 可选地，密封压片44上开设有连接孔，壳体1上相应也开设有连接孔，通过连接件穿过密封压片44上的连接孔和壳体1上的连接孔，从而使密封压片44和壳体1相互固定。

[0048] 可选地，密封压片44上具有避让孔，用于避让密封圈411，使密封压片44仅仅压紧固定圈412。

[0049] 在一些实施例中，固定圈412通过螺钉等固定件固定于壳体1上，固定圈412和壳体1之间的间隙可通过胶体填充，如通过灌胶的方式填充。

[0050] 在一些实施例中，请参阅图6，密封圈411包括多个折叠圈4111，多个折叠圈4111一些折叠连接，且沿径向自内向外或者自外向内依次连接。在该实施例中，密封圈411能够在
径向方向上进行伸缩变形，具体而言，在摄像头2相对密封圈411转动时，密封圈411的内径
能够相应增大或者缩小，使得摄像头2具有能够相对密封圈411转动的空间，还能够在摄像
头2转动停止后，密封圈411仍然能够紧贴在摄像头2的周圈，对第一通孔13进行密封。需要
说明的是，密封圈411的内径能够增大或者缩小，是指密封圈411的内周壁的周向各处均能
够独立地进行径向向外变形或者径向向内变形，并不一定是密封圈411的内周壁整体径向
向内或者向外变形。

[0051] 可选地，在多个折叠圈4111中，至少一个折叠圈4111的横截面与固定圈412所在的平面呈夹角设置，使得密封圈411在受到摄像头2的径向作用力变形后，能够很快地回弹至
紧贴摄像头2。例如，密封圈411的横截面为锯齿形，或者，密封圈411的至少部分横截面为锯齿形。

[0052] 在本实用新型的一些实施例中，请参阅图2至图5，第二密封件42套设在摄像连接部312的外周，且第二密封件42夹设于调节部311和壳体1之间。第二密封件42能够弹性变
形，为柔性结构，在调节部311和壳体1相互挤压时，第二密封件42能够密封调节部311和壳
体1之间的间隙，同时封堵第二通孔14和摄像连接部312之间的间隙。

[0053] 可选地，第二密封件42为密封垫片。

[0054] 在一些实施例中，壳体1从外向内凹陷形成有容纳腔101，由于容纳腔101由壳体1的外部向内部凹陷而成，容纳腔101则具有朝外开设的开口，容纳腔101用于容纳调节部
311，调节部311可通过该开口放置于容纳腔101中，且该开口具有方便用于操作调节部311
的作用。第二密封件42夹设于调节部311和容纳腔101的腔壁之间。

[0055] 通过容纳腔101的设置，使得调节部311可以设置在容纳腔101中，从而使调节部311可以“隐藏”在壳体1的外廓区域内，不需要凸出壳体1设置。调节部311不完全暴露在外
设置，也可以减少雨水流动至调节部311处的概率，防水性能也能进一步提升。

[0056] 可选地，容纳腔101的形状为圆柱形、立方体形等形状，容纳腔101的形状可与调节部311的形状相适配设置。例如，调节部311和容纳腔101均为圆柱形，调节部311由于需要带
动摄像头2进行旋转运动，调节部311的旋转中心可为其中心轴，也就是说，调节部311自转，调节部311自转时，不需要额外的运动空间，容纳腔101的体积无需设置的过大。

[0057] 可选地，调节部311为圆柱形，调节部311沿其周向设置有角度刻度3111，壳体1正对调节部311处设置有读数线15，通过读数线15可以清楚地读出目前调节部311和摄像头2
的角度。

[0058] 可选地，调节部311为圆柱形，调节部311的外周设置有锯齿部、凸起部、花纹等能够使调节部311的外周粗糙度增加的结构，使得用户在旋转调节部311时，调节部311与手之
间的摩擦力较大，防止手在调节部311上打滑。

[0059] 在其他实施例中，壳体1的外部也可不设置容纳腔101，调节部311全部暴露于壳体1的外部空间设置，例如，调节部311位于壳体1的顶部或者凸出于壳体1的侧面设置等。

[0060] 在一些实施例中，请参阅图2至图5，壳体1包括主体壳11以及调节壳12，主体壳11具有安装开口16，安装开口16处用于安装调节壳12，从而使主体壳11和安装壳固定连接。主
体壳11和安装壳之间围成有上述的容纳腔101。

[0061] 容纳腔101由壳体1从外至内凹陷形成，因此，壳体1在容纳腔101处的结构较为复杂，不太容易加工，因此将壳体1分成主体壳11和调节壳12分别加工，然后再将两者相互固
定，如此可以简化壳体1的加工工艺。同时，壳体1在容纳腔101处是一体结构时，调节件3难
以穿过第二通孔14进行安装，当壳体1分成主体壳11和调节壳12分别加工时，可以将调节件
3安装至主体壳11之后，再将调节壳12固定至主体壳11，形成第二通孔14和容纳腔101。

[0062] 可选地，调节壳12和主体壳11通过固定件固定连接，或者，通过焊接等固定方式固定连接。

[0063] 可选地，请参阅图2及图3，调节壳12和主体壳11之间设置有第三密封件43，调节壳12和主体壳11固定连接，使第三密封件43受到调节壳12和主体壳11的相互挤压而变形，从
而可以消除调节壳12和主体壳11之间的间隙，提升该摄像头密封结构的密封性能。第三密
封件43可为密封垫圈等结构。第三密封件43的形状可与调节壳12和主体壳11的结合面的形
状相同。

[0064] 可选地，主体壳11上具有安装开口16，调节壳12的内壁为容纳腔101的内壁，安装开口16为容纳腔101的开口。

[0065] 可选地，主体壳11在安装开口16处朝向主体壳11的内部延伸形成延伸框18，调节壳12的内腔和延伸框18的内腔组合形成容纳腔101。也就是说，调节壳12的内壁和延伸框18
的内部共同组成容纳腔101的内壁，安装开口16为容纳腔101的开口。通过延伸框18和调节
壳12共同组合形成容纳腔101，可以使调节壳12的开口足够大，能够供调节部311穿过。具体
而言，调节壳12内的腔体可为半圆柱形，保证调节部311的最大尺寸的部位能够进入至调节
壳12内的腔体。

[0066] 可选地，延伸框18为方形框，与调节壳12的开口一端相互连接，第三密封件43可夹设于延伸框18和调节壳12之间。

[0067] 在本实用新型的一些实施例中，请参阅图2及图5，调节件3包括调节旋钮31和紧固件32，调节旋钮31与紧固件32能够可拆卸连接。在需要调节摄像头2的角度时，将紧固件32
从调节旋钮31上松开，旋转调节旋钮31，使摄像头2转动，摄像头2角度调节完成后，将紧固
件32锁紧于调节旋钮31，将摄像头2固定。

[0068] 调节旋钮31包括调节部311、摄像连接部312和紧固连接部313。调节部311位于壳体1的外部，供用户旋转调节。摄像连接部312的一端连接调节部311，另一端连接紧固连接
部313，摄像连接部312与摄像头2固定连接，紧固连接部313用于紧固件32可拆卸连接。

[0069] 其中，紧固件32至少部分位于壳体1的外部，为了使紧固件32能够与壳体1内部的摄像连接部312相互连接，壳体1上开设有第三通孔17，紧固件32穿过第三通孔17与紧固连
接部313连接。

[0070] 可选地，紧固件32和紧固连接部313螺纹连接。例如，紧固件32为螺钉，紧固连接部313具有螺纹孔。

[0071] 可选地，紧固件32和壳体1之间设置有第四密封件，第四密封件夹设于紧固件32的头部和壳体1之间，当紧固件32与紧固连接部313固定连接时，第四密封件被挤压，从而可以
用于密封第三通孔17，防止水和灰尘进入至壳体1的内部。

[0072] 可选地，调节部311和摄像连接部312相互焊接，摄像连接部312和紧固连接部313相互焊接，可以减小调节旋钮31的加工制造难度，并且减小其加工成本。

[0073] 在一些实施例中，请参阅图7，摄像连接部312包括连接柱3121和固定框3122，连接柱3121的一端与调节部311固定连接，连接柱3121的另一端穿过第二通孔14并与固定框
3122固定连接。固定框3122用于固定摄像头2，固定框3122内具有容纳摄像头2的空间，固定
框3122既能够对摄像头2形成一定的保护，又能够对摄像头2进行安装固定。

[0074] 可选地，调节部311和连接柱3121焊接固定，或者通过固定件固定连接，或者调节部311和连接柱3121一体成型。连接柱3121和固定框3122焊接固定，或者通过固定件固定连
接，或者连接柱3121和固定框3122一体成型。固定框3122和紧固连接部313焊接固定，或者
通过固定件固定连接，或者固定框3122和紧固连接部313一体成型。

[0075] 可选地，固定框3122包括框本体3133和框盖3134，框本体3133和框盖3134分体成型，且固定连接。通过将固定框3122分为两部分设置，更加方便摄像头2的安装。框本体3133与连接柱3121固定连接。具体而言，框本体3133可以包括三个依次连接的侧壁，框盖3134与
框本体3133固定连接，形成四个依次首尾连接的侧壁，摄像头2可以位于这四个侧壁围成的
空间内。在进行装配时，可以先将调节部311、连接柱3121、框本体3133和紧固连接部313这
一部分结构安装于壳体1内，然后将摄像头2放置于框本体3133内，然后将框盖3134固定于
框本体3133上，如此，摄像头2被固定于固定框3122内。

[0076] 请参阅图1，本实用新型还提供一种数据采集传感器100，数据采集传感器100包括上述任一实施例中的摄像头密封结构。数据采集传感器100还包括激光雷达、机械雷达、相
机组件等结构。

[0077] 本实用新型提供的数据采集传感器100，采用了上述的摄像头密封结构，摄像头密封结构包括壳体1、摄像头2、调节件3、第一密封件41和第二密封件42。调节件3用于调节摄
像头2的角度，调节件3的调节部311位于壳体1的外部，供用户操作调节，调节件3的摄像连
接部312穿过壳体1与壳体1内的摄像头2连接。壳体1在摄像头2处具有第一通孔13，壳体1在
连接部处设置有第二通孔14，通过第一密封件41和第二密封件42分别对第一通孔13和第二
通孔14进行密封，从而可以同时密封壳体1与摄像头2及调节件3之间的间隙，提高摄像头2
密封结构的密封性能，使数据采集传感器100的防水防尘性能更佳。

[0078] 在本实用新型提供的实施例中，数据采集传感器100将摄像头2、激光雷达、机械雷达、相机组件等集成在同一个结构中，使该数据采集传感器100更佳便携，可以由人工背负
使用，或者手持使用。

[0079] 请参阅图8，本实用新型还提供一种地图采集装置，地图采集装置包括上述任一实施例中的摄像头密封结构。

[0080] 本实用新型提供的地图采集装置，采用了上述的摄像头密封结构，即使摄像头2转动时，也能够很好地对摄像头2以及调节件3处进行密封，适合地图采集装置在室外使用，即
使遇到雨雪天气时，也不用担心雨雪进入地图采集装置的内部。

[0081] 在本实用新型的一些实施例中，地图采集装置包括数据采集传感器100和背包200，背包200的内部设置有键盘、鼠标、电路板等结构。如此，地图采集装置可以由人工背负使用，地图采集员可以对目标场景采用徒步的方式进行数据采集，使用范围更广泛。

[0082] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型
的保护范围之内。

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