超聲波換能器、傳感器和倒車雷達系統的製作方法

2023-05-18 18:10:51

專利名稱：超聲波換能器、傳感器和倒車雷達系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超聲波換能器、一種包括超聲波換能器的傳感器、以及一種包括超聲波換能器的倒車雷達系統。
背景技術：
倒車雷達系統通常包括電子控制單元、超聲波傳感器以及顯示器或蜂鳴器。超聲波傳感器用於發射以及接收超聲波信號，通過超聲波傳感器可以測量到被測物體的距離。 電子控制單元用於發射正弦波脈衝給超聲波傳感器，並處理從超聲波傳感器接收的信號， 換算出距離值後，將數據與顯示器或蜂鳴器通訊。顯示器或蜂鳴器從電子控制單元接收距離數據，並根據距離遠近顯示距離值和提供不同級別的距離報警音。超聲波傳感器通常包括套圈、超聲波換能器、橡膠圈、外殼以及印刷電路板。超聲波換能器具有兩個相互垂直的定向，如果將其中一個方向稱為水平定向，另一定向則為垂直定向。在組裝超聲波傳感器時，應確保超聲波換能器的水平定向和垂直定向分別與外殼的水平定向和垂直定向平行。超聲波傳感器的組裝過程比較煩瑣、複雜。在組裝過程中超聲波換能器的定向必須被精確控制，否則會影響倒車雷達系統的測量結果的準確性。在現有技術中，超聲波換能器的定向通過超聲波換能器外側的臺階與橡膠圈內側的臺階之間的配合以及橡膠圈上另外的臺階與外殼上的臺階之間的配合來實現。為了使超聲波換能器的定向被精確控制，通常通過手動操作地轉動超聲波換能器來調整其定向。但是，由於橡膠圈較軟，不能通過機械方式固定，超聲波換能器的定向容易出現偏差，其偏差角度可以達到士 10°，這大大降低了倒車雷達系統的測量結果的精度。因此，需要一種改進的超聲波換能器、以及包括這種超聲波換能器的傳感器和倒車雷達系統。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服上述現有技術中存在的缺點，提供一種超聲波換能器，這種超聲波換能器的定向能夠被精確地控制，從而降低超聲波換能器的定向的角度偏差。本實用新型還提供包括這種超聲波換能器的傳感器和倒車雷達系統。本實用新型的上述目的通過這樣一種超聲波換能器來實現，該超聲波換能器包括殼體，在所述殼體上形成有內腔；設置在所述內腔中的壓電材料片以及複合材料；以及從所述內腔引出的導線；其特徵在於，在所述殼體的端側壁上設置有用於確定所述超聲波換能器的定向的定位結構。優選地，所述定位結構是形成在所述端側壁上的至少兩個孔。優選地，所述定位結構是形成在所述端側壁上的至少兩個突起部。[0013]根據本實用新型的傳感器包括外殼；橡膠圈；以及超聲波換能器，所述超聲波換能器套設在所述橡膠圈中並收容在所述外殼內，所述超聲波換能器包括殼體，在所述殼體上形成有內腔；設置在所述內腔中的壓電材料片以及複合材料；以及從所述內腔引出的導線；其特徵在於，在所述殼體的端側壁上設置有定位結構，用於確定所述超聲波換能器的定向以控制所述超聲波換能器相對於所述傳感器外殼的定向。根據本實用新型的倒車雷達系統包括如上所述的超聲波換能器或者如上所述的傳感器。根據本實用新型可以精確並且快捷方便地控制超聲波換能器相對於傳感器外殼的定向，從而顯著提高倒車雷達系統的測量結果的精度。

圖1顯示了根據本實用新型的超聲波換能器的立體圖；圖2顯示了根據本實用新型的超聲波換能器的主視圖；圖3顯示了根據本實用新型的超聲波換能器的側視圖；以及圖4顯示了包括根據本實用新型的超聲波換能器的傳感器的分解立體圖。
具體實施方式
以下參考圖1-4詳細描述根據本實用新型的超聲波換能器和傳感器。如圖1-3所示，根據本實用新型的超聲波換能器1包括大體圓柱形的殼體3。殼體3通常由鋁製成。在殼體3上形成有內腔5。根據需要，內腔5可以具有規則或不規則形狀。壓電材料片(未示出)粘附在內腔5中並且在內腔5中填充了所需的複合材料7。從內腔5並經由複合材料引出用於與印刷電路板連接的導線9。與現有技術不同，根據本實用新型的超聲波換能器1的殼體3的端側壁11上設置有用於確定超聲波換能器1的定向的定位結構13。只要能夠確保超聲波換能器1的水平定向和垂直定向分別與最終形成的超聲波傳感器的外殼19 (如圖4所示)的水平定向和垂直定向平行，定位結構13可以是任何合適的結構。優選地，定位結構13可以是形成在端側壁 11上的兩個孔15。兩個孔15可以隨機地分布在端側壁11上。當然，孔15的數量可以多於兩個。替代地，定位結構13可以是形成在端側壁11上的兩個突起部(未示出)。兩個突起部可以隨機地分布在端側壁11上。當然，突起部的數量可以多於兩個。圖4顯示了包括根據本實用新型的超聲波換能器的傳感器17。在組裝傳感器17 時，先將傳感器外殼19固定在裝配臺架(未示出)上，將超聲波換能器1插入橡膠圈21中並且確保超聲波換能器1上的定位結構13不會被橡膠圈21遮擋。在定位結構13是孔的情況下，將裝配臺架上設置的探針(未示出)插入孔中。由於探針相對於傳感器外殼19的定向是預先設定的，因而只需簡單地將探針插入超聲波換能器1上的孔中，就可以精確並且快捷方便地控制超聲波換能器1相對於傳感器外殼19的定向。替代地，在定位結構13 是突起部的情況下，利用裝配臺架上設置的夾子(未示出)夾住突起部。由於夾子相對於傳感器外殼19的定向是預先設定的，因而只需簡單地用夾子夾住超聲波換能器1上的突起部，就可以精確並且快捷方便地控制超聲波換能器1相對於傳感器外殼19的定向。接著， 根據現有連接方式將套圈23裝配到傳感器外殼19上，從而使超聲波換能器1被合適地保持在傳感器外殼19中。最後，將從超聲波換能器1引出的導線9與印刷電路板25連接並將印刷電路板25裝配到傳感器外殼19上，從而完成傳感器的組裝。在組裝包括根據本實用新型的超聲波換能器的傳感器時，由於超聲波換能器上設置有定位結構，通過利用裝配臺架上設置的探針或夾子，可以精確並且快捷方便地控制超聲波換能器相對於傳感器外殼的定向，從而使得超聲波換能器的定向的角度偏差被控制在士5°的範圍。因此，包括根據本實用新型的超聲波換能器的倒車雷達系統的測量結果的精度可以被顯著提高。以上參照優選實施例描述了根據本實用新型的超聲波換能器。但是，本領域技術人員應該理解的是，在不脫離權利要求書限定的範圍的情況下，還可以對根據本實用新型的超聲波換能器進行各種改進或替換。
權利要求1.一種超聲波換能器(1)，包括殼體(3)，在所述殼體(3)上形成有內腔(5)； 設置在所述內腔(5)中的壓電材料片以及複合材料；以及從所述內腔(5)引出的導線(9)；其特徵在於，在所述殼體(3)的端側壁(11)上設置有用於確定所述超聲波換能器(1) 的定向的定位結構(13)。
2.如權利要求1所述的超聲波換能器(1)，其特徵在於，所述定位結構(13)是形成在所述端側壁(11)上的至少兩個孔(15)。
3.如權利要求1所述的超聲波換能器(1)，其特徵在於，所述定位結構(13)是形成在所述端側壁(11)上的至少兩個突起部。
4.一種傳感器(17)，包括 外殼(19)；橡膠圈；以及超聲波換能器(1)，所述超聲波換能器(1)套設在所述橡膠圈中並收容在所述外殼(19)內，所述超聲波換能器⑴包括殼體(3)，在所述殼體(3)上形成有內腔(5)； 設置在所述內腔(5)中的壓電材料片以及複合材料；以及從所述內腔(5)引出的導線(9)；其特徵在於，在所述殼體(3)的端側壁(11)上設置有定位結構(13)，用於確定所述超聲波換能器(1)的定向以控制所述超聲波換能器(1)相對於所述傳感器外殼(19)的定向。
5.如權利要求4所述的傳感器(17)，其特徵在於，所述定位結構(13)是形成在所述端側壁(11)上的至少兩個孔(15)。
6.如權利要求4所述的傳感器(17)，其特徵在於，所述定位結構(13)是形成在所述端側壁(11)上的至少兩個突起部。
7.如權利要求4所述的傳感器(17)，其特徵在於，所述橡膠圈部分地遮擋所述端側壁(11)，所述定位結構(13)分布在端側壁(11)上未被橡膠圈遮擋之處、並分布在所述內腔(5)周圍。
8.如權利要求4所述的傳感器(17)，其特徵在於，所述傳感器(17)還包括套圈03)， 用以裝配到外殼(19)上。
9.一種倒車雷達系統，其特徵在於，包括如權利要求1、2或3所述的超聲波換能器⑴。
10.一種倒車雷達系統，其特徵在於，包括如權利要求4、5、6、7或8所述的傳感器 (17)。
專利摘要本實用新型提供一種超聲波換能器，包括殼體，在所述殼體上形成有內腔；設置在所述內腔中的壓電材料片以及複合材料；以及從所述內腔引出的導線；其特徵在於，在所述殼體的端側壁上設置有用於確定所述超聲波換能器的定向的定位結構。本實用新型還提供包括這種超聲波換能器的傳感器和倒車雷達系統。根據本實用新型可以精確並且快捷方便地控制超聲波換能器相對於傳感器外殼的定向，從而顯著提高倒車雷達系統的測量結果的精度。
文檔編號G01S15/93GK202075408SQ201120127369
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者濮波, 蔣滿俊 申請人:博世汽車部件(蘇州)有限公司