CN105022168B - 一种hud图像高度调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种HUD图像高度调节装置，包括反射镜、支撑架、直线驱动机构及承载反射镜的框架。框架绕一枢转轴线与支撑架枢接，框架绕枢转轴线相对支撑架做上下的旋转，且框架开设有一长形槽孔。一顶推柱呈配合地伸入长形槽孔内并沿该长形槽孔内滑动，直线驱动机构组装于支撑架上并与顶推柱连接，直线驱动机构驱使顶推柱在长形槽孔内滑动时顶推框架相对支撑架旋转，由旋转的框架带动反射镜跟随该框架做同步旋转而调节反射镜的角度，改变光路的反射路径，实现调整HUD图像高度，以满足不同身高的驾驶者在正常抬头时的视野范围需要，更利于驾驶者的安全驾驶，并扩大装有HUD图像高度调节装置的HUD适用范围，还有调节操作简捷的优点。

Description

一种HUD图像高度调节装置

技术领域

本发明涉及一种调节装置，尤其涉及一种HUD图像高度调节装置。

背景技术

随着时代的飞速发展，人们生活水平的提高，汽车保有量的与日剧增，汽车安全成了当今消费者最关心的问题。汽车在高速行驶，特别是在夜间高速行驶时，如果驾驶员低头观看仪表或者观看导航等显示，此时前方遇到紧急情况，就可能因来不及采取措施而造成交通事故。据国外一项统计调查，45％的道路交通事故是驾驶员视线不足，操作不当，导致车辆与前方物体碰撞造成的，为了减少这种原因造成的车祸，根据军用战斗机的显示系统，抬头显示器(全称：Heads Up Display，简称HUD)应运而生，它是将驾驶最需要的车速、油量、导航、驾驶安全辅助等重要的信息投射入人眼，投影图像位于驾驶员前方的适宜位置上，从而使驾驶员始终保持抬头的姿态，避免了因低头观看仪表、导航仪或其他驾驶辅助设备上显示信息而引起的安全隐患，减少了引起交通事故的可能性，也缓解了交替观察车内和车外不同远近的景物信息而引起的眼部疲劳。

抬头显示器是目前普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器，是60年代出现的一种由电子组件、显示组件、控制器、高压电源等组成的综合电子显示设备。它能将飞行参数、瞄准攻击、自检测等信息，以图像、字符的形式，通过光学部件投射到座舱正前方组合玻璃上的光、电显示装置上。飞行员透过组合玻璃观察舱外景物时，可以同时看到叠加在外景上的字符、图像等信息。并且投射焦距位于成像组合玻璃前方，使飞行员几乎不用改变眼睛焦距，即可方便的随时察看飞行参数，可视度也不会受到日光照射的影响。HUD设计的用意是让飞行员不需要低头查看仪表的显示与资料，始终保持抬头的姿态，降低低头与抬 头之间忽略外界环境的快速变化以及眼睛焦距需要不断调整产生的延迟与不适。随着汽车工业的飞速发展，抬头显示器逐渐应用在汽车技术领域。

目前，在HUD中，其通过反射镜将图像等信息投影至显示屏或前挡风玻璃处以供驾驶者在保持正常的抬头状态时观看，但是，HUD投影至显示屏或前挡风玻璃的图像等信息的位置是固定不变的，故对于身高存在差异的驾驶者来说，在其保持正常的抬头状态时下因视野范围的差异而存在没法全部观看到显示屏或前挡风玻璃处的信息缺陷。要想能全部观看显示屏或前挡风玻璃处的信息时，要么驾驶员者时不时地变换抬头姿势；要么变更HUD的安装位置，从而限制了现有的HUD适用范围，不利于驾驶者的安全驾驶。

因此，急需要一种HUD图像高度调节装置来克服上述的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调节HUD图像投影至显示屏或前挡风玻璃处高度的HUD图像高度调节装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种HUD图像高度调节装置，适于调整HUD图像高度，包括反射镜、支撑架、直线驱动机构及承载所述反射镜的框架。所述框架绕一枢转轴线与所述支撑架枢接，所述框架绕所述枢转轴线相对所述支撑架做上下的旋转，且所述框架开设有一长形槽孔。一顶推柱呈配合地伸入所述长形槽孔内并沿该长形槽孔内滑动，所述直线驱动机构组装于所述支撑架上并与所述顶推柱连接。所述直线驱动机构驱使所述顶推柱在所述长形槽孔内滑动时顶推所述框架相对所述支撑架旋转，由旋转的所述框架带动所述反射镜跟随该框架做同步旋转而改变所述反射镜的角度，从而调整HUD图像高度。

较佳地，所述长形槽孔为U形结构，所述顶推柱为圆柱结构。

较佳地，所述支撑架包含底架及安装在所述底架上的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板与所述第二支撑板相互分隔开且两者之间围出供收容所述框架的收容空间，所述框架位于所述收容空间内，且所述框架绕所述枢转轴线分别与所述第一支撑板及第二支撑板枢接。

较佳地，所述第一支撑板与所述第二支撑板由前往后向上倾斜。

较佳地，所述第一支撑板与所述第二支撑板相互平行。

较佳地，所述直线驱动机构包含马达及中间传动组件，所述中间传动组件的一端与所述马达连接，所述中间传动组件的另一端与所述顶推柱连接，所述马达通过所述中间传动组件驱使所述顶推柱在所述长形槽孔内滑动。

较佳地，所述中间传动组件包含蜗轮、蜗杆、丝杆及丝母，所述丝杆沿所述支撑架的上下方向组装于所述支撑架上，所述蜗杆沿交错于所述丝杆的方向组装于所述支撑架上，所述蜗杆还与所述马达的输出端固定连接，所述蜗轮安装在所述丝杆上，且所述蜗轮与所述蜗杆啮合传动，所述丝母套设于所述丝杆上，且所述丝母在所述丝杆旋转带动下沿该丝杆做上下的滑动，所述顶推柱安装在所述丝母上。

较佳地，所述顶推柱在所述丝母上呈对称的布置。

较佳地，所述丝杆由后往前向上倾斜的布置。

与现有技术相比，由于本发明的框架绕一枢转轴线与支撑架枢接而使框架绕枢转轴线相对支撑架做上下的旋转，且框架开设有长形槽孔，顶推柱呈配合地伸入长形槽孔内，直线驱动机构组装于支撑架上并与顶推柱连接，故在直线驱动机构驱使顶推柱在长形槽孔内滑动过程中，顶推柱还顶推框架绕枢转轴线相对支撑架做上下的旋转，从而由旋转的框架带动反射镜跟随该框架做同步旋转而调节反射镜的角度(即改变光路的反射路径)，因而达到调整HUD图像投影至显示屏或前挡风玻璃处的高度，以满足不同身高的驾驶者在保持抬头位置时的视野范围要求，因而更利于驾驶者的安全行驶，并扩大安装有本发明的HUD图像高度调节装置的HUD适用范围。同时，由于本发明的直线驱动机构在驱使顶推柱做直线移动过程中，通过顶推柱在长形槽孔内滑动的同时还顶推框架绕枢转轴线相对支撑架做上下的旋转，最终调节反射镜的角度，故使得反射镜的调节操作简便快捷，还间化本发明的HUD图像调节装置的结构。

附图说明

图1是本发明的HUD图像高度调节装置的立体结构示意图。

图2是图1所示的HUD图像高度调节装置的另一角度的立体结构示意图。

图3是图1所示的HUD图像高度调节装置的又一角度的立体结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1至图3，本发明的HUD图像高度调节装置100用于调整HUD图像高度，即是通过调节下面描述到的反射镜10所反射光线的高度而达到调整投影到显示屏或前挡风玻璃处的HUD图像高度，以满足不同身高的驾驶者在保持抬头位置时的视野范围要求。

其中，本发明的HUD图像高度调节装置100包括反射镜10、承载反射镜10的框架20、支撑架30及直线驱动机构40。具体地，如图1所示，反射镜10的纵向沿支撑架30的左右方向布置，而反射镜10的横向沿支撑架30的上下方向布置，使得反射镜10的反射范围更大，以更好地改变光路的反射路径，但，反射镜10的布置不以上述的举例为限。

如图1至图3所示，框架20绕一枢转轴线与支撑架30枢接，使得框架20绕枢转轴线相对支撑架30做上下的旋转；具体地，如图1所示，框架20是借助一沿支撑架30的左右方布置的枢转轴50与支撑架30枢接的，以简化框架20与支撑架30的枢接结构；较优的是，在本实施例中，枢转轴50的一端组装于框架20的侧壁上，枢转轴50的另一端穿置于支撑架30上，以实现框架20绕枢转轴50相对支撑架30旋转的目的；可理解的是，枢转轴50可以是安装在框架20的侧壁上，也可以是与框架20的侧壁做成一体结构，故不以上述的举例为限。同时，框架20开设有一长形槽孔21；具体地，框架20的下端向下延伸出一受推块20a，长形槽孔21开设于受推块20a内，以便于直线驱动机构40对框架20的顶推；更具体地，长形槽孔21为U形结构以便于加工制造，较优的是，U形结构的开口呈朝下布置以便于下面描述到的顶推柱60装于长形槽孔21内。顶推柱60呈配合地伸入长形槽孔21内并沿该长形槽孔21内滑动，使顶推柱60在长形槽孔21内滑动的同时还顶推框架20，从而使框架20绕枢转轴50旋转；较优的是，顶推柱60为圆柱结构，以便于顶推柱60的加工，同时，还 便于顶推柱60沿长形槽孔21滑动的顺畅性。

如图1至图3所示，直线驱动机构40组装于支撑架30上，且直线驱动并与顶推柱60连接。故当直线驱动机构40驱使顶推柱60沿支撑架30的上下方向做直线的移动时，由直线移动的顶推柱60在长形槽孔21内滑动的同时，还顶推框架20相对支撑架30旋转，由旋转的框架20带动反射镜10跟随该框架20做同步旋转改变反射镜10的角度(即改变光路的反射路径)，从而调整HUD图像高度，以满足不同身高的驾驶者在保持抬头位置时的视野范围要求。更具体地，如下：

较优者，支撑架30包含底架31及安装在底架31上的第一支撑板32和第二支撑板33，第一支撑板32与第二支撑板33相互分隔开且两者之间围出供收容框架20的收容空间34(见图1)，框架20位于收容空间34内，且框架20绕枢转轴线分别与第一支撑板32及第二支撑板33枢接，即，框架20的右侧壁借助枢转轴50与第一支撑板32枢接，框架20的左侧壁借助枢转轴50与第二支撑板33枢接，从而使框架20悬置于收容空间34内，为框架20绕枢转轴50相对支撑架30旋转创造良好条件。具体地，如图1所示，第一支撑板32与第二支撑板33由前往后向上倾斜，为反射镜10的旋转避让出更多空间；且第一支撑板32与第二支撑板33相互平行，以更好地通过枢转轴50对悬置于收容空间34内的框架进行支撑。

同时，直线驱动机构40包含马达41及中间传动组件42，中间传动组件42的一端与马达41连接，中间传动组件42的另一端与顶推柱60连接，使马达41通过中间传动组件42驱使顶推柱60在长形槽孔21内滑动，以实现马达41对顶推柱60的远距离驱动的目的。具体地，如图1或图3所示，在本实施例中，中间传动组件42包含蜗轮421、蜗杆422、丝杆423及丝母424。丝杆423沿支撑架30的上下方向组装于支撑架30上，较优的是，如图1所示，丝杆423是位于反射镜10的前方，且丝杆423是由后往前向上倾斜的布置，从而为反射镜10的旋转避让出更多空间。蜗杆422沿交错于丝杆423的方向组装于支撑架30上，较优的是，如图1所示，蜗杆422位于反射镜10的前方且沿支撑架30的左右方向布置，蜗杆422还与马达41的输出端固定连接，由马达41带动蜗杆 422转动。蜗轮421安装在丝杆423上，较优的是，如图1所示，蜗轮421是安装在丝杆423的顶端处，且蜗轮421与蜗杆422啮合传动，从而由转动的蜗杆422带动蜗轮421旋转，由于蜗轮421安装在丝杆423上，故在蜗轮421旋转的过程中使得丝杆423跟其做同步的旋转。丝母424套设于丝杆423上，故丝母424在丝杆423旋转带动下沿该丝杆423做上下的滑动，滑动方向如图1中双箭头所指的方向。前述的顶推柱60安装在丝母424上，由丝母424带动顶推柱60沿丝杆423做上下的滑动，从而实现顶推柱60沿长形槽孔21内滑动并顶推框架20绕枢转轴50相对支撑架30旋转的目的。所以，包含有蜗轮421、蜗杆422、丝杆423及丝母424的中间传动组件42的结构更紧凑。为了使得顶推柱60更可靠地带动框架20旋转，故顶推柱60在丝母424上呈对称的布置，使所有的顶推柱60呈直线的对接，相应地，每一个顶推柱60对应有一个受推块20a，两受推块20a相互分隔开且使丝母424位于该两受推块20a之间，每个顶推柱60置于对应一个受推块20a的长形槽孔21内。较优的是，如图1所示，长形槽孔21沿支撑架30上下方向倾斜开设，而顶推柱30沿支撑架30的左右方向布置，但不以此为限。

结合附图，对本发明的HUD图像高度调节装置的原理进行说明：如图1所示，当要驱使反射镜10沿图1的逆时针方向旋转时，此时马达41工作，由工作的马达41带动蜗杆422转动；由于蜗轮421与蜗杆422是啮合传动的，故转动的蜗杆422带动蜗轮421做同步的转动；又由于蜗轮421安装在丝杆423上，故在蜗轮421转动的过程中，丝杆423跟随蜗轮421做同步的转动，而转动的丝杆423便带动丝母424在丝杆423上做向下的直线移动，从而带动安装在丝母424上的顶推柱60在长形槽孔21内滑动的同时，还顶推框架20绕枢转轴50相对支撑架30旋转，因而达到使反射镜10旋转而调节反射镜10的角度(即改变光路的反射路径)的目的。所以，通过直线驱动机构40使反射镜10的旋转而改变光路的反射路径，即可调整投影至显示屏上的HUD图像高度。当要驱使反射镜10沿图1中的顺时针方向旋转时，此时的马达41沿反方向旋转即可，故在此不再详述。

与现有技术相比，由于本发明的框架20绕一枢转轴线与支撑架30枢接而 使框架20绕枢转轴线相对支撑架30做上下的旋转，且框架20开设有长形槽孔21，顶推柱60呈配合地伸入长形槽孔21内，直线驱动机构40组装于支撑架30上并与顶推柱60连接，故在直线驱动机构40驱使顶推柱60在长形槽孔21内滑动过程中，顶推柱60还顶推框架20绕枢转轴线相对支撑架30做上下的旋转，从而由旋转的框架20带动反射镜10跟随该框架20做同步旋转而调节反射镜10的角度(即改变光路的反射路径)，因而达到调整HUD图像投影至显示屏的高度，以满足不同身高的驾驶者在保持抬头位置时的视野范围要求，因而更利于驾驶者的安全行驶，并扩大安装有本发明的HUD图像高度调节装置100的HUD适用范围。同时，由于本发明的直线驱动机构40在驱使顶推柱60做直线移动过程中，通过顶推柱60在长形槽孔21内滑动的同时还顶推框架20绕枢转轴线相对支撑架30做上下的旋转，最终调节反射镜10的角度，故使得反射镜10的调节操作简便快捷，还间化本发明的HUD图像调节装置100的结构。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种HUD图像高度调节装置，适于调整HUD图像高度，其特征在于，所述HUD图像高度调节装置包括反射镜、支撑架、直线驱动机构及承载所述反射镜的框架，所述框架绕一枢转轴线与所述支撑架枢接，所述框架绕所述枢转轴线相对所述支撑架做上下的旋转，且所述框架开设有一长形槽孔，一顶推柱呈配合地伸入所述长形槽孔内并沿该长形槽孔内滑动，所述直线驱动机构组装于所述支撑架上并与所述顶推柱连接，所述直线驱动机构驱使所述顶推柱在所述长形槽孔内滑动时顶推所述框架相对所述支撑架旋转，由旋转的所述框架带动所述反射镜跟随该框架做同步旋转而调节所述反射镜的角度，从而调整HUD图像高度；

所述支撑架包含底架及安装在所述底架上的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板与所述第二支撑板相互分隔开且两者之间围出供收容所述框架的收容空间，所述框架位于所述收容空间内，且所述框架绕所述枢转轴线分别与所述第一支撑板及第二支撑板枢接。

2.如权利要求1所述的HUD图像高度调节装置，其特征在于，所述长形槽孔为U形结构，所述顶推柱为圆柱结构。

3.如权利要求1所述的HUD图像高度调节装置，其特征在于，所述第一支撑板与所述第二支撑板由前往后向上倾斜。

4.如权利要求3所述的HUD图像高度调节装置，其特征在于，所述第一支撑板与所述第二支撑板相互平行。

5.如权利要求1所述的HUD图像高度调节装置，其特征在于，所述直线驱动机构包含马达及中间传动组件，所述中间传动组件的一端与所述马达连接，所述中间传动组件的另一端与所述顶推柱连接，所述马达通过所述中间传动组件驱使所述顶推柱在所述长形槽孔内滑动。

6.如权利要求5所述的HUD图像高度调节装置，其特征在于，所述中间传动组件包含蜗轮、蜗杆、丝杆及丝母，所述丝杆沿所述支撑架的上下方向组装于所述支撑架上，所述蜗杆沿交错于所述丝杆的方向组装于所述支撑架上，所述蜗杆还与所述马达的输出端固定连接，所述蜗轮安装在所述丝杆上，且所述蜗轮与所述蜗杆啮合传动，所述丝母套设于所述丝杆上，且所述丝母在所述丝杆旋转带动下沿该丝杆做上下的滑动，所述顶推柱安装在所述丝母上。

7.如权利要求6所述的HUD图像高度调节装置，其特征在于，所述顶推柱在所述丝母上呈对称的布置。

8.如权利要求6所述的HUD图像高度调节装置，其特征在于，所述丝杆由后往前向上倾斜的布置。