CN104390107B - 一种可升降led显示屏户外升降系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，设置水平导轨、垂直导轨以及连接处的弧形导轨，并依次在水平导轨上设置N个运动单元，沿水平导轨方向与垂直导轨最近的运动单元为第一运动单元，所述控制方法包括提升运动单元方法和下降运动单元方法，该方法自动控制运动单元沿水平导轨和垂直导轨运动，升降过程灵活方便，控制的可靠性高，运动平稳。

Description

一种可升降 LED 显示屏户外升降系统的控制方法

技术领域

本发明属于LED电子显示屏产品应用领域，具体涉及一种可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法。

背景技术

LED技术是21世纪发展最快的一项高科技技术，随着与传统产业的结合，LED技术展现出巨大的市场应用潜力，高端LED产品也越来越具市场竞争力。随着各国城市广告行业的发展，LED显示屏的应用越来越普及，特别是高清超大的LED显示屏，在各种大型组织或活动中更是体现出强大的需求力。但是，在LED显示屏的清晰度、面积大小及运动范围上，更多的只是局限在固有位置较小面积内，这无疑限制了LED产品的应用范围，也阻碍了LED市场的进一步发展。所以，LED行业对一种高清、超大、自动化的可伸缩LED显示屏的需求就显得日益急迫。

对我国led显示屏产业在规模发展的同时，产品技术推陈出新，一直保持比较先进的水平。90年代初即具备了成熟的16级灰度256色视频控制技术及无线遥控等国先进水平技术，近年在全彩色led显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无经线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品出现；led显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。但是与国外先进技术相比，依然有部分关键技术有待提高：

一是亮度不足问题。LED显示屏的主要优势是对多变复杂的户外环境的超强适应力，户外环境的特点要求LED显示屏要在晴天、阴天、雨雪天气、远距离、多视角上都能保证足够的亮度来传递信息，因此亮度尤为重要，而由于LED亮度不足，使得目前LED在照明行业中只能充当配角，主要用于装饰，这对于上万颗LED的综合运用更是一项巨大的挑战。

二是LED色差问题。单个LED的应用，基本上不存在色差问题，但将众多LED进行综合运用的话，色差问题就会凸现出来。虽然已有技术来改善此问题，但由于国内技术和生产水平所限，同一色区同一批次LED中仍然存在差异，而且这种差异很难逃脱肉眼的挑剔，从而难以保证LED显示屏的色彩还原性和逼真性。

三是LED显示控制芯片。超大真彩高分辨率LED电子显示屏作为一种新的显示媒体，以其清晰的图像和高性能的播放能力，愈来愈受到人们的重视。而对于LED显示单元来讲，三基色LED管芯是其核心器件，因此应使用波长相差小和发光强度一致性好的高质量管芯，而此种技术主要掌握在世界知名大公司手中，如日本的日亚公司等。四是散热性。由于户外环境温度变化极大，再加之显示屏工作时本身要产生一定的热量，如果环境温度过高又加之散热不良，将很可能导致集成电路工作不正常，甚至被烧毁，从而使显示系统无法正常工作。

随着经济全球化的发展，知识产权日益成为国际竞争的焦点，知识产权通常包括专利、商标和版权，具有地域性，例如美国的专利权只能在美国拥有权利。同时，知识产权也是国家与企业重要的战略资源。2008年6月5日，中国《国家知识产权战略纲要》正式颁布实施，提出必须把知识产权战略作为国家重要战略，切实加强知识产权工作。在LED领域，专利诉讼此起彼伏，一波未平一波又起；而LED产业中上游的专利技术，主要集中在外国企业手里，也就是说，外国企业把握了专利战略主动权。LED产业市场广泛，前景光明；而我国LED 行业起步相对较晚，但发展速度迅猛，知识产权问题逐渐成为行业进行快速赶超的瓶颈，如何尽快适应国际游戏规则、切实加强知识产权工作、实现专利突围，是我国LED行业必须解决的问题。

对于一些特定场合的大屏，控制显然是一个很难解决的问题，尤其是显示单元可升降或平移的LED显示屏的控制，更加是行业内亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，解决了现有技术中户外可升降LED显示屏的控制难的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，设置水平导轨、垂直导轨以及连接处的弧形导轨，并依次在水平导轨上设置N个运动单元，沿水平导轨方向与垂直导轨最近的运动单元为第一运动单元，所述控制方法包括提升运动单元方法和下降运动单元方法，其中，提升运动单元的方法包括如下步骤：

步骤1、控制第n个运动单元沿水平导轨向垂直导轨方向做匀速运动，实时检测第n个运动单元与第n+1个运动单元之间的距离、以及第n个运动单元是否到达垂直导轨底端，如果到达垂直导轨底端，控制第n个运动单元沿垂直导轨向上运动，然后执行步骤2，否则，执行步骤2，其中，n为大于等于1且小于等于N的整数；

步骤2、当第n个运动单元与第n+1个运动单元之间沿导轨方向的距离达到预先设定的阈值时，控制第n+1个运动单元沿水平导轨运动，其运动速度与第n个运动单元的运动速度相同；

步骤3、令n=n+1；

步骤4、循环执行步骤1至步骤3，直至所有的运动单元均以相同的速度沿导轨运动；

步骤5、实时检测第一运动单元与垂直导轨顶端的距离，如果第一运动单元与垂直导轨顶端的距离达到预先设定的距离值时，控制所有的运动单元同时停止运动；

步骤6、启动安全保护单元中的锁紧装置将所有运动单元锁定到垂直导轨上；

下降运动单元的方法包括如下步骤：

步骤a、控制所有的运动单元同时向下运动，实时检测是否有运动单元到达水平导轨，如果有运动单元到达水平导轨，执行步骤b，否则，执行步骤c；

步骤b、控制到达水平导轨的运动单元沿水平导轨运动，执行步骤d；

步骤c、判断是否有运动单元位于水平导轨上，如果有，执行步骤d，否则，执行步骤a；

步骤d、控制位于水平导轨上的运动单元沿水平导轨运动，控制位于垂直导轨上的运动单元继续向下运动；

步骤e、判断第N个运动单元是否到达预先设定的位置，如果到达，控制第N个运动单元停止，执行步骤f,否则，继续执行步骤d；

步骤f、令N=N-1；

步骤g、重复执行步骤d至步骤f,直至所有的运动导轨均停止运动。

所述运动单元包括两个升降小车、一个桁架及辅助设备，桁架的两端各设置一个升降小车，辅助设备设置于桁架上，用于固定LED显示屏的显示单元。

所述水平导轨和垂直导轨的牵引采用直齿轮齿条传动，所述弧形导轨的牵引采用锥形齿轮传动。

所述升降小车包括四个支撑轮、一个定位限位轮、电机、减速机、齿轮，升降小车位于水平导轨上时采用四个支撑轮承载，位于垂直导轨上时采用直齿轮齿条承载，电机用于驱动升降小车的运动，减速机用于升降小车的减速，升降小车的齿轮与导轨的齿轮啮合。

所述定位限位轮具有自适应结构。

所述桁架的一端具有3个方向的旋转调节结构，另一端具有3个方向的旋转和一个沿桁架长度方向移动的调节结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、该方法自动控制运动单元沿水平导轨和垂直导轨运动，升降过程灵活方便，控制的可靠性高，运动平稳。

2、升降小车在水平方向的牵引、导向、承载功能分开。水平导轨用于升降小车在水平方向的牵引和导向，垂直导轨用于提升全部桁架，增强了显示屏安装的安全可靠性能。

3、直线部分的牵引采用直齿轮齿条传动，但直齿轮齿条转弯性能差，因此转弯部分牵引采用转弯性能更好，重合度更高的锥齿轮传动。从而提高了齿轮传动的平稳性，同时减少了对齿轮和轨道的磨损，最终提高了传动的稳定性和安全性。

4、自适应的定位限位轮，保证小车在运行的过程中始终压紧导轨而不被卡死，同时降低了导轨的制造加工精度便于加工。

附图说明

图1为本发明的导轨的结构图。

其中，图中的标识为：1-垂直导轨；2-水平导轨；3-弧形导轨；4-导轨齿。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。

如图1所示，一种可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，设置水平导轨1、垂直导轨2以及连接处的弧形导轨3，并依次在水平导轨1上设置N个运动单元，沿水平导轨1方向与垂直导轨3最近的运动单元为第一运动单元，所述控制方法包括提升运动单元方法和下降运动单元方法，水平导轨1、垂直导轨2、弧形导轨3上均匀设置导轨齿4，其中，提升运动单元的方法包括如下步骤：

步骤1、控制第n个运动单元沿水平导轨向垂直导轨方向做匀速运动，实时检测第n个运动单元与第n+1个运动单元之间的距离、以及第n个运动单元是否到达垂直导轨底端，如果到达垂直导轨底端，控制第n个运动单元沿垂直导轨向上运动，然后执行步骤2，否则，执行步骤2，其中，n为大于等于1且小于等于N的整数；

步骤2、当第n个运动单元与第n+1个运动单元之间沿导轨方向的距离达到预先设定的阈值时，控制第n+1个运动单元沿水平导轨运动，其运动速度与第n个运动单元的运动速度相同；

步骤3、令n=n+1；

步骤4、循环执行步骤1至步骤3，直至所有的运动单元均以相同的速度沿导轨运动；

步骤5、实时检测第一运动单元与垂直导轨顶端的距离，如果第一运动单元与垂直导轨顶端的距离达到预先设定的距离值时，控制所有的运动单元同时停止运动；

步骤6、启动安全保护单元中的锁紧装置将所有运动单元锁定到垂直导轨上；

下降运动单元的方法包括如下步骤：

步骤a、控制所有的运动单元同时向下运动，实时检测是否有运动单元到达水平导轨，如果有运动单元到达水平导轨，执行步骤b，否则，执行步骤c；

步骤b、控制到达水平导轨的运动单元沿水平导轨运动，执行步骤d；

步骤c、判断是否有运动单元位于水平导轨上，如果有，执行步骤d，否则，执行步骤a；

步骤d、控制位于水平导轨上的运动单元沿水平导轨运动，控制位于垂直导轨上的运动单元继续向下运动；

步骤e、判断第N个运动单元是否到达预先设定的位置，如果到达，控制第N个运动单元停止，执行步骤f,否则，继续执行步骤d；

步骤f、令N=N-1；

步骤g、重复执行步骤d至步骤f,直至所有的运动导轨均停止运动。

所述运动单元包括两个升降小车、一个桁架及辅助设备，桁架的两端各设置一个升降小车，辅助设备设置于桁架上，用于固定LED显示屏的显示单元。

所述水平导轨和垂直导轨的牵引采用直齿轮齿条传动，所述弧形导轨的牵引采用锥形齿轮传动。

所述升降小车包括四个支撑轮、一个定位限位轮、电机、减速机、齿轮，升降小车位于水平导轨上时采用四个支撑轮承载，位于垂直导轨上时采用直齿轮齿条承载，电机用于驱动升降小车的运动，减速机用于升降小车的减速，升降小车的齿轮与导轨的齿轮啮合。

所述定位限位轮具有自适应结构。

所述桁架的一端具有3个方向的旋转调节结构，另一端具有3个方向的旋转和一个沿桁架长度方向移动的调节结构。

该方法自动控制运动单元沿水平导轨和垂直导轨运动，升降过程灵活方便，控制的可靠性高，运动平稳。

本发明的控制器的中央处理器采用ARM系列单片机控制，尤其采用ARM9系列单元机来实现该系统的控制。

具体实施例：

1）提升系统由水平导轨、垂直导轨、承载梁和20个运动单元组成，每个单元包括2 个升降小车、桁架和其他辅助设备。

2）升降小车由电机、减速机和齿轮等组成，电机功率为18.5 kw，系统的总功率为18.5×2×20=740 kw。

3）每个运动单元重约19吨（桁架14吨（包括LED），升降小车5 吨），总重19×20=380 吨。

4）系统的提升运动及同步精度控制在10 mm以内，能够满足系统的安全要求及LED的显示要求。

5）系统全部提升（或下降）到位时间约为20 分钟。

该发明的系统有效提高了齿轮传动的平稳性，同时减少了对齿轮和轨道的磨损，最终提高了传动的稳定性和安全性。自适应的定位限位轮，保证小车在运行的过程中始终压紧导轨而不被卡死，同时降低了导轨的制造加工精度便于加工。桁架由于加工制造误差等原因，桁架重心可能不在桁架的几何中心，为防止桁架全部定位以后屏幕倾斜，采用具有手动的可微调结构。采用分段供电系统，使得该系统的供配电更加合理，有效利用了能源，同时简化了装配流程。

Claims (6)

1.一种可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，设置水平导轨、垂直导轨以及连接处的弧形导轨，并依次在水平导轨上设置N个运动单元，沿水平导轨方向与垂直导轨最近的运动单元为第一运动单元，所述控制方法包括提升运动单元方法和下降运动单元方法，其特征在于：提升运动单元的方法包括如下步骤：

步骤1、控制第n个运动单元沿水平导轨向垂直导轨方向做匀速运动，实时检测第n个运动单元与第n+1个运动单元之间的距离、以及第n个运动单元是否到达垂直导轨底端，如果到达垂直导轨底端，控制第n个运动单元沿垂直导轨向上运动，然后执行步骤2，否则，执行步骤2，其中，n为大于等于1且小于等于N的整数；

步骤2、当第n个运动单元与第n+1个运动单元之间沿导轨方向的距离达到预先设定的阈值时，控制第n+1个运动单元沿水平导轨运动，其运动速度与第n个运动单元的运动速度相同；

步骤3、令n=n+1；

步骤4、循环执行步骤1至步骤3，直至所有的运动单元均以相同的速度沿导轨运动；

步骤5、实时检测第一运动单元与垂直导轨顶端的距离，如果第一运动单元与垂直导轨顶端的距离达到预先设定的距离值时，控制所有的运动单元同时停止运动；

步骤6、启动安全保护单元中的锁紧装置将所有运动单元锁定到垂直导轨上；

下降运动单元的方法包括如下步骤：

步骤a、控制所有的运动单元同时向下运动，实时检测是否有运动单元到达水平导轨，如果有运动单元到达水平导轨，执行步骤b，否则，执行步骤c；

步骤b、控制到达水平导轨的运动单元沿水平导轨运动，执行步骤d；

步骤c、判断是否有运动单元位于水平导轨上，如果有，执行步骤d，否则，执行步骤a；

步骤d、控制位于水平导轨上的运动单元沿水平导轨运动，控制位于垂直导轨上的运动单元继续向下运动；

步骤e、判断第N个运动单元是否到达预先设定的位置，如果到达，控制第N个运动单元停止，执行步骤f,否则，继续执行步骤d；

步骤f、令N=N-1；

步骤g、重复执行步骤d至步骤f,直至所有的运动导轨均停止运动。

2.根据权利要求1所述的可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，其特征在于：所述运动单元包括两个升降小车、一个桁架及辅助设备，桁架的两端各设置一个升降小车，辅助设备设置于桁架上，用于固定LED显示屏的显示单元。

3.根据权利要求1所述的可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，其特征在于：所述水平导轨和垂直导轨的牵引采用直齿轮齿条传动，所述弧形导轨的牵引采用锥形齿轮传动。

4.根据权利要求2所述的可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，其特征在于：所述升降小车包括四个支撑轮、一个定位限位轮、电机、减速机、齿轮，升降小车位于水平导轨上时采用四个支撑轮承载，位于垂直导轨上时采用直齿轮齿条承载，电机用于驱动升降小车的运动，减速机用于升降小车的减速，升降小车的齿轮与导轨的齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，其特征在于：所述定位限位轮具有自适应结构。

6.根据权利要求2所述的可升降LED显示屏户外升降系统的控制方法，其特征在于：所述桁架的一端具有3个方向的旋转调节结构，另一端具有3个方向的旋转和一个沿桁架长度方向移动的调节结构。