Stand der Technik

Es ist bereits eine Lidarvorrichtung mit einer Lidareinheit, mit zumindest einem Abdeckelement, welches die Lidareinheit abdeckt, und mit einer Reinigungseinheit, welche einen Wischarm zur Reinigung des Abdeckelements, eine Antriebseinheit zur Bereitstellung einer Antriebskraft und eine Übertragungseinheit zur Übertragung der Antriebskraft von der Antriebseinheit auf den Wischarm umfasst, vorgeschlagen worden.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Lidarvorrichtung mit einer Lidareinheit, mit zumindest einem Abdeckelement, welches die Lidareinheit abdeckt, und mit einer Reinigungseinheit, welche zumindest einen Wischarm zur Reinigung des Abdeckelements, eine Antriebseinheit zur Bereitstellung einer Antriebskraft und eine Übertragungseinheit zur Übertragung der Antriebskraft von der Antriebseinheit auf den Wischarm umfasst.

Es wird vorgeschlagen, dass die Übertragungseinheit zumindest ein Ausgleichselement zur Übertragung der Antriebskraft auf den Wischarm und zum Ausgleich eines während einer Wischbewegung variierenden Abstands zwischen einer Antriebswelle der Antriebseinheit und dem Wischarm aufweist.

Die Lidarvorrichtung ist zumindest ein Teil, bevorzugt zumindest eine Unterbaugruppe, eines Lidarsystems, insbesondere einer Lidarsensor-Baugruppe. Die Lidarvorrichtung kann auch das gesamte Lidarsystem, insbesondere die gesamte Lidarsensor-Baugruppe, umfassen. Die Lidarvorrichtung weist zumindest eine Lidareinheit auf, welche zumindest ein Lidarsensorelement umfasst Das Lidar- sensorelement ist beispielsweise an einem Fahrzeug zur Umgebungserfassung, insbesondere für autonomes Fahren, auf Baustellen zur Vermessung von Gebäuden, zu einem Abscannen von 3D-Konturen und/oder im Labor für Forschungszwecke vorgesehen. Insbesondere ist die Lidarvorrichtung, und zwar insbesondere mittels des zumindest einen Lidarsensorelements, zu einem Erfassen und/oder Vermessen von Objekten vorgesehen. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung zu einem Einsatz an einem Fahrzeug vorgesehen, insbesondere kann die Lidarvorrichtung Teil des Fahrzeugs sein. Denkbar wäre zudem, dass die Lidarvorrichtung an dem Fahrzeug nachrüstbar ist. Beispielsweise könnte die Lidarvorrichtung zusätzlich zu einem bereits bestehenden Lidarsystem des Fahrzeugs an dem Fahrzeug nachrüstbar sein. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung, insbesondere als Teil des Lidarsystems, zu einem Erfassen von Objekten, insbesondere in einer Umgebung des Fahrzeugs, vorgesehen. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung zu einem Erfassen von Objekten mit dem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Dachbereich, einem Frontbereich und/oder einem Heckbereich des Fahrzeugs, gekoppelt. Insbesondere könnte das Fahrzeug mehrere Lidarvor- richtungen aufweisen.

Das Abdeckelement deckt die Lidareinheit insbesondere nach außen hin ab. Vorzugsweise ist das Abdeckelement zumindest im Wesentlichen transparent ausgebildet. Denkbar wäre, dass das Abdeckelement zumindest zu einem Großteil und insbesondere vollständig aus Glas ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Abdeckelement zumindest zu einem Großteil und insbesondere vollständig aus einem Kunststoff ausgebildet. Insbesondere ist das Abdeckelement dazu vorgesehen, die Lidareinheit insbesondere vor Umwelteinflüssen zu schützen. Vorzugsweise schützt das Abdeckelement die Lidareinheit zumindest vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Niederschlag, insbesondere Regen und/oder Schnee und/oder Eis. Vorzugsweise ist die Reinigungseinheit dazu vorgesehen, das Abdeckelement mechanisch, und zwar insbesondere mittels eines mechanischen Bauteils, zu reinigen, wobei das mechanische Bauteil von Luft und/oder Wasser verschieden ausgebildet ist. Die Reinigungseinheit könnte zu einer zusätzlichen Reinigung des Abdeckelements mittels eines Reinigungsfluids vorgesehen sein. Denkbar wäre, dass die Reinigungseinheit zumindest eine und vorzugsweise eine Mehrzahl von Fluiddüsen aufweist, welche dazu vorgesehen sind, in dem Betriebszustand das Reinigungsfluid auf das Abdeckelement zu sprühen. Beispielsweise könnten die Fluiddüsen an eine bereits in dem Fahrzeug bestehende Fluidversorgungseinheit angeschlossen sein. Denkbar wäre zudem, dass die Reinigungseinheit eine separate Fluidversorgungseinheit aufweist, welche beispielsweise zumindest eine Fluidversorgungsleitung, zumindest einen Fluidtank und zumindest eine Fluidpumpe umfasst. Beispielsweise könnten die Fluiddüsen lediglich bei Bedarf das Reinigungsfluid auf das Abdeckelement sprühen. Hierzu könnte beispielsweise eine Kopplung zu zumindest einem an dem Fahrzeug vorhandenen Regensensor vorgesehen sein. Insbesondere könnte zumindest ein Element der Lidarvorrichtung hinsichtlich seiner Formgebung derart ausgestaltet sein, dass in dem Betriebszustand eine Verunreinigung des Abdeckelements reduziert ist, beispielsweise wenn zumindest ein Element hinsichtlich seiner Formgebung als ein Spoilerelement ausgebildet ist. Die Lidarvorrichtung könnte zumindest eine Abdeckplatte aufweisen, welche insbesondere nicht transparent ausgebildet ist.

Unter dem Ausdruck „zumindest zu einem Großteil“ soll dabei zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 65 %, vorzugsweise zumindest 75 %, besonders bevorzugt zumindest 85 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 % verstanden werden. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % des vorgegebenen Werts abweicht.

Unter einem "Betriebszustand" soll ein Zustand verstanden werden, in dem die Lidarvorrichtung betriebsbereit, insbesondere bereit für einen Erfassungsvorgang ist. In dem Betriebszustand reinigt die Reinigungseinheit das Fensterelement mechanisch. Denkbar wäre zudem, dass die Reinigungseinheit das Fensterelement in dem Betriebszustand lediglich bei Bedarf, insbesondere bei einer vorliegenden Verschmutzung des Fensterelements, reinigt.

Zu der Reinigung des Abdeckelements weist die Reinigungseinheit zumindest einen Wischarm auf. Vorzugsweise weist die Reinigungseinheit zumindest eine mit dem Wischarm gekoppelte Wischlippe auf. Zudem weist die Reinigungseinheit zum Antrieb des Wischarms eine Antriebseinheit auf. In zumindest einem Betriebszustand der Lidarvorrichtung stellt die Antriebseinheit eine Antriebskraft zum Antrieb des Wischarms bereit. In dem Betriebszustand wird der Wischarm mit der daran gekoppelten Wischlippe zu der Reinigung des Abdeckelements mittels der durch die Antriebseinheit bereitgestellten Antriebskraft entlang einer zu reinigenden Oberfläche des Abdeckelements bewegt. Vorzugsweise weist die Antriebseinheit einen Motor auf, wobei der Motor vorteilhaft als ein Elektromotor ausgebildet ist. Der Motor stellt in dem Betriebszustand, insbesondere in einem Wischbetrieb der Reinigungseinheit, die Antriebskraft bereit und überträgt diese auf eine Antriebswelle der Antriebseinheit. Vorzugsweise stellt die Antriebseinheit in dem Betriebszustand die Antriebskraft in Form eines Antriebsmoments, bevorzugt in Form eines Drehmoments, bereit, welches über die Antriebswelle abgreifbar ist.

Unter einem "Betriebszustand" soll ein Zustand verstanden werden, in dem die Lidarvorrichtung betriebsbereit, insbesondere für einen Erfassungsvorgang ist. In dem Betriebszustand reinigt die Reinigungseinheit das Abdeckelement mechanisch. Denkbar wäre zudem, dass die Reinigungseinheit das Abdeckelement in dem Betriebszustand lediglich bei Bedarf, insbesondere bei einer vorliegenden Verschmutzung des Abdeckelements, reinigt.

Die Lidarvorrichtung umfasst eine Übertragungseinheit zur Übertragung der Antriebskraft, insbesondere des Antriebsmoments, von der Antriebseinheit auf den Wischarm. Die Übertragungseinheit umfasst zu der Übertragung der Antriebskraft von der Antriebseinheit auf den Wischarm zumindest ein Ausgleichselement. Das Ausgleichselement kann zu der Übertragung der Antriebskraft entweder direkt oder indirekt, über zumindest ein weiteres Element, insbesondere ein Trägerelement, der Übertragungseinheit, mit dem Wischarm gekoppelt sein. Das Ausgleichselement ist zudem zu einem Ausgleich des während einer Wischbewegung variierenden Abstands zwischen der Antriebswelle der Antriebseinheit und dem Wischarm vorgesehen. Mit dem Abstand zwischen der Antriebswelle und dem Wischarm, welcher während der Wischbewegung variiert, ist dabei ein kürzester Abstand zwischen einer Haupterstreckungsrichtung der Antriebswelle und einer Haupterstreckungsrichtung des Wischarms gemeint, welcher in Abhängig- keit einer aktuellen Position des Wischarms variiert. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung“ eines Objekts soll in dem vorliegenden Dokument eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt. Das Ausgleichselement weist zu dem Ausgleich des während der Wischbewegung variierenden Abstands zwischen der Antriebswelle der Antriebseinheit und dem Wischarm zumindest einen längenvariablen Teilabschnitt auf, mittels dessen eine Länge des Ausgleichselements entlang einer Haupterstreckung des Ausgleichselements variabel veränderlich ist. Der längenvariable Teilabschnitt des Ausgleichselements könnte beispielsweise als ein elastisches Element ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass das gesamte Ausgleichselement als ein elastisches Element ausgebildet ist. Unter einem „elastischen Element“ soll dabei ein Element verstanden werden, das wiederholt verformbar ist, ohne dass dadurch das Element mechanisch beschädigt oder zerstört wird, und das nach einer Verformung selbstständig wieder einer Grundform zustrebt. Vorzugsweise ist der längenvariable Teilabschnitt des Ausgleichselement jedoch durch ein bewegliches Teilelement ausgebildet, welches beweglich, vorzugsweise gleitend, an dem Ausgleichselement, insbesondere an einem bezüglich der Haupterstreckungsrichtung des Ausgleichselements feststehenden Teilelement des Ausgleichselements, gelagert ist.

In dem vorliegenden Dokument dienen Zahlwörter, wie beispielsweise „erste/r/s“ und „zweite/r/s“, welche bestimmten Begriffen vorangestellt sind, lediglich zu einer Unterscheidung von Objekten und/oder einer Zuordnung zwischen Objekten untereinander und implizieren keine vorhandene Gesamtanzahl und/oder Rangfolge der Objekte. Insbesondere impliziert ein „zweites Objekt“ nicht zwangsläufig ein Vorhandensein eines „ersten Objekts“.

Unter „vorgesehen“ soll speziell eingerichtet, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Lidarvorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion bereitgestellt werden. Es kann insbesondere eine zuverlässige Reinigung ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft eine Zuverlässigkeit eines Lidarsensors erhöht werden kann. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lidarvorrichtung kann das Abdeckelement insbesondere frei von Schmutz und/oder anderen Verunreinigungen, wie beispielsweise Regenwasser und/oder Eis und/oder Schnee, gehalten werden. Insbesondere kann die mechanische Reinigung zuverlässig, insbesondere unabhängig von Umwelteinflüssen, durchgeführt werden. Dadurch kann insbesondere ferner eine Sicherheit verbessert werden. Insbesondere kann eine Sicherheit in Bezug auf zumindest einen Fahrassistenten, wie beispielsweise unterstütztes Fahren, insbesondere autonomes Fahren, vorteilhaft verbessert werden. Insbesondere kann durch eine derartige Ausgestaltung zumindest ein, insbesondere bereits im Fahrzeug vorhandenes, System vorteilhaft integriert werden. Indem die Übertragungseinheit das zumindest eine Ausgleichselement aufweist, kann zudem vorteilhaft die Gefahr eines Verkantens und/oder Blockierens des Wischarms während der Wischbewegung reduziert, insbesondere minimiert, werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichselement dazu vorgesehen ist, eine Rotationsbewegung der Antriebswelle in eine zumindest im Wesentlichen translatorische Wischbewegung des Wischarms zu übersetzen. Hierdurch kann vorteilhaft eine Effizienz verbessert werden. Es kann insbesondere eine Übersetzung der Rotationsbewegung der Antriebswelle in die zumindest im Wesentlichen translatorische Bewegung des Wischarms mit einfachen technischen Mitteln und einer geringen Anzahl von dafür erforderlichen Bauteilen ermöglicht werden. Die Übersetzung der Rotationsbewegung der Antriebswelle in die zumindest im Wesentlichen translatorische Bewegung des Wischarms durch das Ausgleichselement erfolgt dabei durch Variation der Länge des längenvariablen Teilelements des Ausgleichselements. Das Ausgleichselement ist dazu vorgesehen, die mit der Rotationsbewegung der Antriebswelle bereitgestellte Antriebskraft auf den Wischarm zu übertragen und den Wischarm mit der daran gekoppelten Wischlippe dabei zu der Reinigung des Abdeckelements linear, und insbesondere bidirektional, entlang des Abdeckelements zu bewegen. Zudem wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichselement teleskopartig ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein Ausgleich des während der Wischbewegung variierenden Abstands zwischen der Antriebswelle und dem Wischarm vorteilhaft mit besonders einfachen technischen Mitteln umgesetzt werden. Das Ausgleichselement weist hierzu zumindest ein bezüglich dessen Haupterstreckungsrichtung feststehendes Teilelement auf, in welchem das bewegliche Teilelement des Ausgleichselements beweglich, vorzugsweise gleitend, gelagert ist. Das feststehende Teilelement und das bewegliche Teilelement bilden dabei eine Teleskopstufe aus. Das feststehende Teilelement kann beispielsweise als eine Hülse ausgebildet sein und das bewegliche Teilelement als ein Kolben, welcher in der Hülse beweglich, insbesondere gleitend, gelagert ist. Denkbar ist, dass das teleskopartige Ausgleichselement eine Mehrzahl von zumindest zwei hintereinandergeschalteten Teleskopstufen aufweist, wobei in dem beweglichen Teilelement, welches dann beispielsweise als ein Hohlkolben ausgebildet sein kann, zumindest ein weiteres bewegliches Teilelement beweglich, insbesondere gleitend, gelagert ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein Ausgleich des während der Wischbewegung variierenden Abstands zwischen der Antriebswelle und dem Wischarm auch im Falle von großen Variationen, beispielsweise im Falle von Lidareinheiten mit besonders großer Breitenerstreckung, ermöglicht werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Übertragungseinheit zumindest ein Drehgelenk aufweist, welches mit dem Ausgleichselement verbunden ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Übertragung der Antriebskraft auf das Ausgleichselement mit einfachen technischen Mitteln realisiert werden. Die Übertragungseinheit kann eine Mehrzahl von Drehgelenken aufweisen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Übertragungseinheit zumindest ein Schubgelenk aufweist, um die Antriebskraft von der Antriebswelle auf das Ausgleichselement zu übertragen. Hierdurch kann vorteilhaft eine flexible Anordnung der Antriebswelle in Bezug auf das Ausgleichselement ermöglicht werden. Das Schubgelenk ist vorzugsweise dazu vorgesehen, das Ausgleichselement mittels der über die Antriebswelle bereitgestellten Antriebskraft in eine Drehbewegung zu versetzen. Eine Haupterstreckungsrichtung der Schubgelenks ist dazu vorzugsweise winkelig zu einer Haupterstre- ckungsrichtung des Ausgleichselements ausgerichtet. Das Schubgelenk könnte direkt mit der Antriebswelle verbunden sein. Vorzugsweise ist das Schubgelenk indirekt mit der Antriebswelle verbunden, und zwar über zumindest ein weiteres Bauteil der Übertragungseinheit, beispielsweise über eine Kurbel oder dergleichen.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Drehgelenk zu der Antriebswelle beabstandet angeordnet und dazu vorgesehen ist, eine durch das Schubgelenk erzeugte Drehbewegung des Ausgleichselements zu lagern. Hierdurch kann eine Flexibilität im Hinblick auf eine Anordnung der Antriebswelle weiter verbessert werden.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Drehgelenk zur direkten Übertragung der Antriebskraft auf das Ausgleichselement mit der Antriebswelle verbunden ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders kompakte Ausgestaltung der Übertragungseinheit ermöglicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Anzahl von Bauteilen der Übertragungseinheit reduziert, insbesondere minimiert werden, wenn das Drehgelenk zur direkten Übertragung der Antriebskraft auf das Ausgleichselement mit der Antriebswelle verbunden ist. Es kann daher vorteilhaft eine besonders effiziente, insbesondere bauraumeffiziente und kosteneffiziente, Lidarvorrichtung bereitgestellt werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Übertragungseinheit ein Trägerelement zur Halterung des Wischarms aufweist, welches mit dem Wischarm und dem Ausgleichselement gekoppelt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine besonders einfache Montage und Demontage des Wischarms ermöglicht werden. Es kann insbesondere ein einfacher Austausch des Wischarms ermöglicht werden. Das Trägerelement kann, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise als ein Führungsschlitten oder dergleichen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Wischarm in dem montierten Zustand, insbesondere werkzeuglos, lösbar mit dem Trägerelement verbunden, beispielsweise über einen Rastmechanismus und/oder einen Spannmechanismus und/oder eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende form- und/oder kraftschlüssige Verbindung. Das Trägerelement könnte in dem montierten Zustand zudem, insbesondere werkzeuglos, lösbar mit dem Ausgleichselement verbunden sein, beispielsweise über eine geeignete form- und/oder kraftschlüssige Verbindung, zum Beispiel über eine Schraubverbindung. Denkbar ist auch, dass das Trägerelement einstückig mit dem Ausgleichselement ausgebildet ist. Unter „einstückig“ soll stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Übertragungseinheit zumindest eine Führungsschiene zum Führen des Wischarms aufweist, wobei das Trägerelement formschlüssig und beweglich mit der Führungsschiene verbunden ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine zuverlässige Führung des Wischarms entlang einer Führungsbahn ermöglicht werden. Das Trägerelement kann mit der Führungsschiene beispielsweise über zumindest ein Gleitlager und/oder über zumindest ein Kugellager oder dergleichen formschlüssig und beweglich verbunden sein. Vorzugsweise stellt die Führungsschiene eine reibungsarme Führung des Trägerelements bereit, um den Wischarm entlang des Abdeckelements, insbesondere entlang einer Führungsbahn, welche zumindest im Wesentlichen parallel zu einer mittels der Reinigungseinheit zu reinigenden Oberfläche des Abdeckelements verläuft, zu führen. Unter „zumindest im Wesentlichen parallel“ soll in diesem Dokument eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Vorzugsweise stellt die Führungsschiene eine Führung für das Trägerelement bereit, welche einen Gleitreibungskoeffizienten von beispielsweise weniger als 0,2, vorteilhaft weniger als 0,1 , besonders vorteilhaft weniger als 0,05, vorzugsweise weniger als 0,01 und besonders bevorzugt weniger als 0,005 aufweist. Vorzugsweise ist die Führungsschiene im Wesentlichen parallel zu einer Kante des Abdeckelements angeordnet. Denkbar wäre, dass sich die Führungsschiene über zumindest einen Großteil und vorzugsweise vollständig über eine gesamte Breitenerstreckung des Abdeckelements erstreckt. Bevorzugt ist die Führungsschiene parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Abdeckelements angeordnet. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Lidarvorrichtung eine Halterungseinheit zur Verbindung mit der Lidareinheit aufweist, wobei zumindest die Übertragungseinheit an der Halterungseinheit gelagert ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine besonders einfache Montage ermöglicht werden. Vorzugsweise ist die Halterungseinheit zu einer, insbesondere werkzeuglos, lösbaren Verbindung mit der Lidareinheit vorgesehen. Vorzugsweise ist die Halterungseinheit als eine Vormontageeinheit ausgebildet, auf welcher die Übertragungseinheit und insbesondere weitere Einheiten, beispielsweise die Antriebseinheit, der Lidarvorrichtung vor eine Verbindung der Halterungseinheit mit der Lidareinheit vormontierbar sind. Die Halterungseinheit kann beispielsweise aus Aluminiumdruckguss, spritzgegossenem Kunststoff oder Blech aus Stahl und/oder einer Stahllegierung und/oder Aluminium ausgebildet sein, wobei eine Wahl des für die Halterungseinheit verwendeten Materials in Abhängigkeit von Belastungsanforderungen und/oder einem Gewicht und/oder einem Design und/oder Kosten und/oder dergleichen ausgewählt werden kann.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Übertragungseinheit zumindest ein weiteres Ausgleichselement aufweist, wobei das Ausgleichselement zur Übertragung der Antriebskraft auf ein erstes Ende des Wischarms vorgesehen ist und das weitere Ausgleichselement zur Übertragung der Antriebskraft auf ein zweites Ende des Wischarms vorgesehen ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine besonders präzise und gleichmäßige Übertragung der Antriebskraft von der Antriebswelle auf den Wischarm erreicht werden. Es kann insbesondere die Gefahr eines Verkantens und/oder Blockierens des Wischarms weiter reduziert werden. Vorzugsweise sind das Ausgleichselement und das weitere Ausgleichselement der Übertragungseinheit im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet. Vorzugsweise weist die Übertragungseinheit ein weiteres Drehgelenk auf, welches zur direkten Übertragung der Antriebskraft auf das weitere Ausgleichselement mit der Antriebswelle der Antriebseinheit verbunden ist. Vorzugsweise sind das Ausgleichselement und das weitere Ausgleichselement in einem montierten Zustand der Lidarvorrichtung auf gegenüberliegenden Seiten der Lidareinheit angeordnet. Vorzugsweise sind die Haupterstreckungsrichtung des Ausgleichselements und die Haupterstreckung des weiteren Ausgleichselements in dem montierten Zustand zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Antriebswelle und der Wischarm in einem montierten Zustand an gegenüberliegenden Seiten der Lidareinheit angeordnet sind. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders kompakte Ausgestaltung der Lidarvorrichtung, insbesondere im Hinblick auf eine Breitenerstreckung der Lidarvorrichtung, ermöglicht werden. Der Wischarm ist in dieser Ausgestaltung in dem montierten Zustand bevorzugt an einer vorderen Seite der Lidareinheit angeordnet und die Haupterstreckungsrichtung des Wischarms ist dabei zumindest Wesentlichen parallel zu einer zu wischenden Oberfläche des Abdeckelements angeordnet. Dementsprechend ist die Antriebswelle in dieser Ausgestaltung an einer der vorderen Seite gegenüberliegenden hinteren Seite der Lidareinheit angeordnet. Es kann somit eine Lidarvorrichtung mit einer geringen Breitenerstreckung bereitgestellt werden. Vorteilhaft entspricht die Breitenerstreckung der gesamten Lidarvorrichtung einer Breitenerstreckung der Lidareinheit, wenn die Antriebswelle und der Wischarm in einem montierten Zustand an gegenüberliegenden Seiten der Lidareinheit angeordnet sind.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Antriebswelle und der Wischarm in einem montierten Zustand an benachbarten Seiten der Lidareinheit angeordnet sind. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders kompakte Ausgestaltung der Lidarvorrichtung, insbesondere im Hinblick auf eine Tiefenerstreckung der Lidarvorrichtung, ermöglicht werden. Der Wischarm ist auch in dieser Ausgestaltung in dem montierten Zustand bevorzugt an einer vorderen Seite der Lidareinheit angeordnet und die Haupterstreckungsrichtung des Wischarms ist dabei zumindest Wesentlichen parallel zu einer zu wischenden Oberfläche des Abdeckelements angeordnet. Die Antriebswelle kann in dieser Ausgestaltung an einer zu der vorderen Seite benachbarten linken Seite der Lidareinheit oder an einer zu der vorderen Seite benachbarten rechten Seite der Lidareinheit angeordnet sein. Es kann somit eine Lidarvorrichtung mit einer geringen Tiefenerstreckung bereitgestellt werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit zumindest einer Lidarvorrichtung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen. Ein derartiges Fahrzeug zeichnet sich insbesondere durch seine vorteilhaften Eigenschaften im Hinblick auf eine Zuverlässigkeit und Sicherheit aus, welche durch die Lidarvor- richtung gemäß den vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen erreicht werden kann. Das Fahrzeug kann als ein Straßenfahrzeug, beispielsweise ein PKW oder ein LKW oder dergleichen, als ein Schienenfahrzeug wie ein Zug, ein Triebwagen, eine Straßenbahn oder dergleichen und/oder als ein Wasserfahrzeug wie beispielsweise ein Schiff, ein Boot oder dergleichen ausgebildet sein. Zudem wäre denkbar, dass das Fahrzeug als ein Reinigungsfahrzeug, insbesondere ein Reinigungsroboter, beispielsweise ein Wischroboter und/oder ein Staubsaugroboter, ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung mit dem Fahrzeug verbunden. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung zumindest teilweise an einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet.

Die erfindungsgemäße Lidarvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Lidarvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Fahrzeug mit einer Lidarvorrichtung in einer schematischen perspektivischen Darstellung,

Fig. 2 die Lidarvorrichtung in einer schematischen perspektivischen Ansicht, Fig. 3 die Lidarvorrichtung in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lidarvorrichtung in einer schematischen perspektivischen Ansicht und

Fig. 5 die Lidarvorrichtung des Ausführungsbeispiels der Figur 4 in einer schematischen Draufsicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 50a in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Das Fahrzeug 50a umfasst eine Lidarvorrichtung 10a. Das Fahrzeug 50a ist vorliegend als ein Straßenfahrzeug, insbesondere als ein PKW, ausgebildet. Die Lidarvorrichtung 10a ist in einem Frontbereich des Fahrzeugs 50a angeordnet.

Die Lidarvorrichtung 10a weist eine Lidareinheit 12a auf (vgl. auch Figur 2). Die Lidareinheit 12a umfasst mindestens einen Lidarsensor (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Lidarvorrichtung 10a in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Abdeckelement 14a.

Das Abdeckelement 14a deckt die Lidareinheit 12a ab. Das Abdeckelement 14a ist dazu vorgesehen, die Lidareinheit 12a vor Umwelteinflüssen zu schützen und insbesondere vor Schmutz und/oder Feuchtigkeit abzuschirmen.

In den Figuren 2 und 3 ist die Lidarvorrichtung 10a gezeigt. Figur 2 zeigt die Lidarvorrichtung 10a in einer schematischen perspektivischen Ansicht. Figur 3 zeigt die Lidarvorrichtung 10a in einer schematischen Draufsicht.

Die Lidarvorrichtung 10a weist eine Reinigungseinheit 16a auf. Die Reinigungseinheit 16a ist zu einer Reinigung des Abdeckelements 14a der Lidareinheit 12a ausgebildet. Die Reinigungseinheit 16a umfasst einen Wischarm 18a zur Reinigung des Abdeckelements 14a.

Die Reinigungseinheit 16a umfasst außerdem eine Antriebseinheit 20a. Die Antriebseinheit 20a ist zur Bereitstellung einer Antriebskraft vorgesehen. Die Antriebseinheit 20a weist zur Bereitstellung der Antriebskraft einen Antriebsmotor 52a auf, welcher beispielsweise als ein Elektromotor ausgebildet sein kann. Die Antriebseinheit 20a weist zudem eine Antriebswelle 26a zur Übertragung der Antriebskraft, vorliegend in Form eines Drehmoments, auf.

Die Reinigungseinheit 16a umfasst ferner eine Übertragungseinheit 22a zur Übertragung der Antriebskraft von der Antriebseinheit 20a auf den Wischarm 18a.

Die Übertragungseinheit 22a weist zumindest ein Ausgleichselement 24a auf. Das Ausgleichselement 24a ist zur Übertagung der Antriebskraft auf den Wischarm 18a vorgesehen. Das Ausgleichselement 24a ist außerdem zum Ausgleich eines während einer Wischbewegung variierenden Abstands zwischen der Antriebswelle 26a der Antriebseinheit 20a und dem Wischarm 18a vorgesehen.

Das Ausgleichselement 24a ist dazu vorgesehen, eine Rotationsbewegung der Antriebswelle 16a in eine zumindest im Wesentlichen translatorische Wischbewegung des Wischarms 18a zu übersetzen.

Vorliegend ist das Ausgleichselement 24a teleskopartig ausgebildet. Das Ausgleichselement 24a umfasst einen Ausgleichskolben 54a und eine Hülse 56a, in welcher der Ausgleichskolben 54a gleitend gelagert ist. Zum Ausgleich des während einer Wischbewegung variierenden Abstands zwischen der Antriebswelle 26a und dem Wischarm 18a kann der Ausgleichskolben 54a teilweise aus der Hülse heraus und wieder in die Hülse hinein gleiten. Vorliegend weist das teleskopartig ausgebildete Ausgleichselement 24a eine Teleskopstufe in Form des in der Hülse 56a gleitend gelagerten Ausgleichskolbens 54a auf. Es wäre jedoch alternativ auch denkbar, dass das Ausgleichselement 24a mehrere hintereinan- dergeschaltete Teleskopstufen mit mehreren ineinander gleitend gelagerten Ausgleichskolben aufweist (nicht dargestellt), um größere Variationen im Abstand zwischen der Antriebswelle 26a und dem Wischarm 18a ausgleichen zu können.

Die Übertragungseinheit 22a weist zumindest ein Drehgelenk 28a auf, welches mit dem Ausgleichselement 24a verbunden ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Drehgelenk 28a zur direkten Übertragung der Antriebskraft auf das Ausgleichselement 24a mit der Antriebswelle 26a verbunden. Die Übertragungseinheit 22a weist ein Trägerelement 32a zur Halterung des Wischarms 18a auf, welches mit dem Wischarm 18a und dem Ausgleichselement 24a gekoppelt ist. Die Übertragungseinheit 22a weist zumindest eine Führungsschiene 34a zum Führen des Wischarms 18a auf, wobei das Trägerelement 32a formschlüssig und beweglich mit der Führungsschiene 34a verbunden ist Vorliegend ist das Trägerelement 32a als ein Schlitten ausgebildet und formschlüssig und beweglich mit der Führungsschiene 34a verbunden.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Übertragungseinheit 22a zumindest ein weiteres Ausgleichselement 38a auf. Das weitere Ausgleichselement 38a ist vorliegend im Wesentlichen identisch zu dem Ausgleichselement 24a ausgebildet. Vorliegend ist das Ausgleichselement 24a zur Übertragung der Antriebskraft auf ein erstes Ende 40a des Wischarms 18a vorgesehen und das weitere Ausgleichselement 38a ist zur Übertragung der Antriebskraft auf ein zweites Ende 42a des Wischarms 18a vorgesehen. Die Übertragungseinheit 22a weist ferner ein weiteres Drehgelenk 62a auf, welches mit dem weiteren Ausgleichselement 38a verbunden ist. Das weitere Drehgelenk 62a ist zur direkten Übertragung der Antriebskraft auf das weitere Ausgleichselement 38a mit der Antriebswelle 26a der Antriebseinheit 20a verbunden.

Vorliegend ist das Ausgleichselement 24a über das Trägerelement 32a mit dem ersten Ende 40a, vorliegend einem oberen Ende, des Wischarms 18a verbunden. Das weitere Ausgleichselement 38a ist vorliegend über ein weiteres Trägerelement 58a mit dem zweiten Ende 42a, vorliegend einem unteren Ende, des Wischarms 18a verbunden. Die Übertragungseinheit 22a weist vorliegend eine weitere Führungsschiene 60a auf, wobei das weitere Trägerelement 58a, welches ebenfalls als ein Schlitten ausgebildet ist, formschlüssig und beweglich mit der weiteren Führungsschiene 60a verbunden ist. Die Führungsschiene 34a ist entlang einer Oberkante des Abdeckelements 14a der Lidareinheit 12a angeordnet. Die weitere Führungsschiene 60a ist entlang einer Unterkante des Abdeckelements 14a der Lidareinheit angeordnet und verläuft im Wesentlichen parallel zu der Führungsschiene 34a. Vorliegend sind der Wischarm 18a und die Antriebswelle 26a in einem montierten Zustand an gegenüberliegenden Seiten 44a, 46a der Lidareinheit 12a angeordnet. Dabei ist der Wischarm 18a an einer vorderen Seite 44a der Lidareinheit 12a im Wesentlichen parallel zu einer zu reinigenden Oberfläche des Abdeckelements 14a angeordnet Die Antriebseinheit 20a ist in dem montierten Zustand an einer hinteren Seite 46a der Lidareinheit 12a angeordnet In einem Betriebszustand der Reinigungseinheit 16a wird die von der Antriebseinheit 20a bereitgestellte Antriebskraft zum Teil von der Antriebswelle 26a über das Drehgelenk 28a auf das Ausgleichselement 24a und von dem Ausgleichselement 24a über das Trägerelement 32a auf den Wischarm 18a übertragen. Zeitgleich wird die von der Antriebseinheit 20a bereitgestellte Antriebskraft zum Teil von der Antriebswelle 26a über das weitere Drehgelenk 62a auf das weitere Ausgleichselement 38a und von dem weiteren Ausgleichselement 38a über das weitere Trägerelement 58a auf den Wischarm übertragen.

In den Figuren 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.

In den Figuren 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lidarvorrich- tung 10b gezeigt. Figur 4 zeigt die Lidarvorrichtung 10b in einer schematischen perspektivischen Ansicht. In der Figur 5 ist die Lidarvorrichtung 10b in einer schematischen Draufsicht gezeigt.

Analog zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist die Lidarvorrichtung 10b eine Lidareinheit 12b auf, welche mindestens einen Lidarsensor (nicht dargestellt) und ein Abdeckelement 14b umfasst. Die Lidarvorrichtung 10b weist zudem wiederum eine Reinigungseinheit 16b zu einer Reinigung des Abdeckelements 14b auf, welche einen Wischarm 18b zur Reinigung des Abdeckelements 14b, eine Antriebseinheit 20b zur Bereitstellung einer Antriebskraft und eine Übertragungseinheit 22b zur Übertragung der Antriebskraft von der Antriebseinheit 20b auf den Wischarm 18b umfasst

Analog zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist die Übertragungseinheit 22b zumindest ein Ausgleichselement 24b auf. Das Ausgleichselement 24b ist zur Übertagung der Antriebskraft auf den Wischarm 18b vorgesehen. Das Ausgleichselement 24b ist außerdem zum Ausgleich eines während einer Wischbewegung variierenden Abstands zwischen einer Antriebswelle 26b der Antriebseinheit 20b und dem Wischarm 18b vorgesehen.

Das Ausgleichselement 24b ist wiederum dazu vorgesehen, eine Rotationsbewegung der Antriebswelle 26b in eine zumindest im Wesentlichen translatorische Wischbewegung des Wischarms 18b zu übersetzen.

Das Ausgleichselement 24b ist teleskopartig ausgebildet und weist analog zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel einen Ausgleichskolben 54b und eine Hülse 56b, in welcher der Ausgleichskolben 54b gleitend gelagert ist, auf. Die Übertragungseinheit 22b weist zumindest ein Drehgelenk 28b auf, welches mit dem Ausgleichselement 24b verbunden ist.

Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist die Übertragungseinheit 22b zumindest ein Schubgelenk 30b auf, um die Antriebskraft von der Antriebswelle 26b auf das Ausgleichselement 24b zu übertragen. Ein weiterer Unterschied der Lidarvorrichtung 10b gegenüber der Lidarvorrichtung 10a aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist, dass das Drehgelenk 28b zu der Antriebswelle 26b beabstandet angeordnet und dazu vorgesehen ist, eine durch das Schubgelenk 30b erzeugte Drehbewegung des Ausgleichselements 24b zu lagern.

Analog zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist die Übertragungseinheit 22b ein Trägerelement 32b zur Halterung des Wischarms 18b auf, welches mit dem Wischarm 18b und dem Ausgleichselement 24b gekoppelt ist. Die Über- tragungseinheit 22b weist zudem wiederum zumindest eine Führungsschiene 34b zum Führen des Wischarms 18b auf, wobei das Trägerelement 32b formschlüssig und beweglich mit der Führungsschiene 34b verbunden ist Vorliegend und im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist die Übertragungseinheit genau ein Drehgelenk 28b, genau ein Ausgleichselement 24b, genau ein Trägerelement 32b und genau eine Führungsschiene 34b auf.

Ein weiterer Unterschied gegenüber der Lidarvorrichtung 10a aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist, dass die Lidarvorrichtung 10b eine Halterungseinheit 36b zur Verbindung mit der Lidareinheit 12b aufweist, wobei zumindest die Übertragungseinheit 22b an der Halterungseinheit 36b gelagert ist. Vorliegend ist neben der Übertragungseinheit 22b auch die Antriebseinheit 20b an der Halterungseinheit 36b gelagert.

Die Lidarvorrichtung 10b unterscheidet sich von der Lidarvorrichtung 10a aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel auch dadurch, dass der Wischarm 18b und die Antriebswelle 26b in einem montierten Zustand an benachbarten Seiten 44b, 48b der Lidareinheit 12b angeordnet sind. Dabei ist der Wischarm 18b an einer vorderen Seite 44b der Lidareinheit 12b im Wesentlichen parallel zu einer zu reinigenden Oberfläche des Abdeckelements 14b angeordnet. Die Antriebseinheit 20b ist auf einer benachbarten linken Seite 48b der Lidareinheit 12b angeordnet. In einem Betriebszustand der Reinigungseinheit 16b wird die von der Antriebseinheit 20b bereitgestellte Antriebskraft von der Antriebswelle 26b über das Schubgelenk 30b auf das Ausgleichselement 24b und von dem Ausgleichselement 24b über das Trägerelement 32b auf den Wischarm 18b übertragen.