CN106744418B - 用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构 - Google Patents

Abstract

一种用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构，其包括具有两安装臂的一安装架、设置在该安装臂的两驱动单元、一组对开单元以及两牵引绳，该对开单元相互间隔且等距离地沿着该安装臂的高度方向布置，位于该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构上半部分的该对开单元形成一上半屏，位于该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构下半部分的该对开单元形成一下半屏；该牵引绳包括一上牵引绳以及一下牵引绳，该上牵引绳和该下牵引绳反向地设置于该驱动单元，并且该上牵引绳固定在形成该上半屏的该对开单元中的最下面一该对开单元，该下牵引绳固定在形成该下半屏的该对开单元中的最上面一该对开单元。

Description

用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构

技术领域

本发明涉及一种缠绕式自平衡上下对开机构，属于一种上下对开机构，尤其是涉及一种用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构，其中该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构可广泛应用于室外LED折叠屏、户外广告屏、对开投影屏、新型对开门窗。

背景技术

对开机构广泛应用于我们的日常生活中，无论是对开窗帘还是伸缩门、折叠门都可以发现对开机构的影子。而这些以对开设备大多具有节约空间，美观大方等特点，由于对开机构的这些优良特性，此类机构也得到了越来越广泛地应用。

现有的对开式机构大多是以窗帘机构为代表的水平对开机构，而几乎没有上下对开结构的应用先例。而目前应用的上下折叠机构大多为单向一体提拉式结构，即由提升设备整体单向提拉柔性卷帘来实现开合，例如现在使用的投影屏、LED折叠屏等。这种设计虽然原理设计上较为简单，但是具有同步性难以保证，机构易产生错位，提升过程耗能较多等缺点。因此，本发明提供一种用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构。

本发明要解决的技术问题是：克服原有机构寿命短，受力特性较差的缺点，设计一种结构简单，操作方便，形式新颖，安装方便，运行可靠，寿命较长，所需电机功率较小的用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构。

为了达到上述目的，本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构包括：

一个安装架，该安装架具有两个相互对称的安装臂；

两个驱动单元，各个该驱动单元相互对称地设置于各个该安装臂；

一组对开单元，各个该对开单元分别相互间隔且等距离地沿着各个该安装臂的高度方向布置，其中位于该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构上半部分的各个该对开单元形成一个上半屏，位于该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构下半部分的各个该对开单元形成一个下半屏；以及

两个牵引绳，各个该牵引绳分别包括一个上牵引绳以及一个下牵引绳，该上牵引绳和该下牵引绳分别反向地设置于该驱动单元，并且该上牵引绳固定在形成该上半屏的各个该对开单元中的最下面一个该对开单元，该下牵引绳固定在形成该下半屏的各个该对开单元中的最上面一个该开合单元。

作为对本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的进一步优选的实施例，该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构包括两个定位绳，各个该定位绳分别对称地且可活动地设置在各个该对开单元的端部，且该定位绳使相邻该对开单元之间的距离相等。

作为对本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的进一步优选的实施例，该驱动单元包括一个伺服电机、一个减速器、一个联轴器以及一个复合绞轮，该伺服电机设置在该安装臂，该减速器连接于该伺服电机和该联轴器，该复合绞轮连接于该联轴器，以使该伺服电机产生的动力依次通过该减速器和该联轴器传输至该复合绞轮而驱动该复合绞轮转动，该上牵引绳和该下牵引绳分别反向地设置在该复合绞轮。

作为对本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的进一步优选的实施例，该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构包括一帘布，各个该对开单元分别设置在该帘布，以使该帘布使相邻两个该对开单元之间的距离相等。

本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的有益效果是：

该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构能够广泛地应用于室外LED折叠屏、户外广告屏、对开投影屏、新型对开门窗等，其设计独特，在结构上区别于现有的对开机构，具有美观新颖的特点。本发明将该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构分为上屏和下屏上个分部分，而且上屏和下屏在全运动周期内均由一定的自平衡作用，因此折叠和对开该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构所需要的最大提拉力可以较小，以使该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构在被操作时可以消耗较少的能量，所需的电机提供的功率也相对较小，以降低该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的成本。该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构大量使用钢丝绳等柔性结构，不仅可以有效减小该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的刚性碰撞，减小该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的刚性冲击，而且钢丝绳的单价较低，使得本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构在成本上具有一定的优势，节约了大量资金。本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构在结构设计上充分贯彻了功能复用的思想，设计精巧，因此结构较为精简，安装也相当方便。本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的应用范围较为广泛，当本发明应用于窗帘机构时，需增加布帘结构，而增加的布帘结构在功能上可以替代设计中的定位绳，使本发明进一步简化，这体现了本设计的广泛适用性和设计的精简性。

附图说明

为了获得本发明的上述和其他优点和特点，以下将参照附图中所示的本发明的具体实施例对以上概述的本发明进行更具体的说明。应理解的是，这些附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应被视为对本发明的范围的限制，通过使用附图，将对本发明进行更具体和更详细的说明和阐述。在附图中：

图1是该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的整体示意图。

图2是该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的驱动单元的结构示意图。

图3A和图3B分别是该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的对开单元的结构示意图。

图4是该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构应用于窗帘机构时的结构示意图(后视)。

图5是该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的全周期能量图。

图6是该单向提拉式对开机构的全周期能量图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

如图1至图5所示，根据本发明的发明精神提供一种用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构，其中该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构包括两个驱动单元1、一组对开单元2、两个牵引绳3、两个定位绳4、两个导向绳5以及一个安装架6。

该安装架6包括两个安装臂61，各个该安装臂61等长且相互平行地设置，各个该驱动单元1分别设置于各个该安装臂61，如图1，各个该驱动单元1优选地设置在各个该安装臂61的顶端。

该驱动单元1包括一个复合绞轮11、一个联轴器12、一个伺服电机13以及一个减速器14，其中该减速器14分别连接于该伺服电机13和该联轴器12，该联轴器12连接于该复合绞轮11，以使该伺服电机13产生的动力依次通过该减速器14和该联轴器12传输至该复合绞轮11。

各个该对开单元2分别相互间隔且等距离地沿着各个该安装臂61的高度方向布置，其中位于该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构上半部分的各个该对开单元2形成一个上半屏21，位于该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构下半部分的各个该对开单元2形成一个下半屏22。

该牵引绳3包括一个上牵引绳31以及一个下牵引绳32，其中该上牵引绳31和该下牵引绳32分别反向地布置在该复合绞轮11上，该上牵引绳31固定在该上半屏21的最下面的一个该对开单元2的底部，该下牵引绳32固定在该下半屏22最上面的一个该对开单元2的底部。优选地此处的固定连接均是通过在钢丝绳端浇注形成铅块，铅块直径大于钢丝绳孔，因此起到卡位作用。

在定位机构中，由于本发明的该对开单元2形成该上半屏21和该下半屏22两部分，每个半屏均由若干个该对开单元2组成，为了保证该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构在展开状态下各该对开单元2之间保持相应的距离，各个该对开单元2之间布置一定长度的该定位绳4，该定位绳4与该对开单元2固连在一起，此处的固定连接通过在该定位绳4上安装紧固卡扣23，该紧固卡扣23与该定位绳4固连，而该紧固卡扣23由于尺寸大于定位孔，而使该紧固卡扣23固定在该对开单元2上，从而该定位绳4也就和该对开单元2固定在一起了。

在该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构中，为了保证该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的稳定性需要设计导向机构。本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构采用该导向绳5，该导向绳5固定在上下两个衍架之间，并保持张紧状态，该导向绳5依次从上到下穿过每一个该对开单元2，该导向绳5的存在极大的限定了该对开单元2的摆动幅度，使该对开单元2即使在受到外界扰动的情况下，依次能够保持相对的稳定。为了避免在运动过程中该导向绳5与该对开单元2安装条导向孔之间接触时形成滑动摩擦，从而影响该导向绳5的使用，因此在该对开单元2与该导向绳5的基础位置安装有一个导向滚轮24，保证二者接触的同时也避免摩擦力过大。需要注意的是为了避免安装条的倾翻，此时可以使用三个该导向滚轮24，从而形成三线接触的稳定结构，保持了该对开单元2的垂直状态。

当该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构用作窗帘或者投影屏结构时，需增加一个帘布7结构。具体方法是在两根该对开单元2之间固定安装一定长度的该帘布7，此长度即为展开状态下该对开单元2之间的距离。由于各该对开单元2与该帘布7固定安装，且该帘布7的宽度一定。因此，该帘布7在完全展开之后各该对开单元2之间的间距保持一致，在运动的过程中该帘布7起到定位的作用，从而使窗帘在展开和收拢的过程中保持间距稳定，因此在窗帘结构中可省略该定位绳4的结构。

由于本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构采用了自平衡原理，因此本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构相比单向提拉式的结构有很大的不同。如图5和图6，本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构和单向提拉式设计的最大拉力和理论耗能情况进行具体的对比，假设单个该对开单元2的重量为G，在该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的全周期工作的过程中:

对于本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构，初始状态为收拢时，外力提供的拉力会随着两侧牵引力的差值变化而变化，在展开过程中，外力大小会由最大减小到零，再增加到最大，此时完成展开过程。收拢时，外力大小同样会由最大减小到零，再增加到最大，此时完成收拢过程。图5所示的是本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的能量图谱，初始状态为完全收拢状态，横坐标代表该牵引绳3的位移，纵坐标代表该牵引绳3的力的大小，粗线条代表的是该上牵引绳31的受力情况，细线条代表的是该下牵引绳32的受力情况，两条折线之间的差值这正是电机需要提供的力，两条折线围成的区域大小正是代表外力做功的大小。

对于单向提拉式，初始状态为收拢时，牵引绳拉力会由零增加，每当一个安装条单元完全展开，便会依次牵引下一个安装条，牵引力也会有阶梯型增加，直至所有安装条完全展开，牵引力也增加至最大。收拢时，牵引力会由最大开始，随着安装条依次收拢，提拉力也会依次减小，最终完全收拢，牵引力也变为零。图6所示的是同样数目安装条情况下，单向提拉式机构的能量图谱，初始状态为完全收拢状态，横坐标代表牵引绳的位移，纵坐标代表牵引绳力的大小，折线与横坐标之间的差值这正是电机需要提供的力。折线与横坐标围成的区域大小代表外力做功的大小。

需要注意的是，由于本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构在展开和收拢时，上下对开自平衡式结构在绞轮运动时上下部分同步开启，因此该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的开启效率更高，而且电机转动圈数更少。由于在电机转速相同时，本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构相比单向提拉式展开速度更快，而且需要的提拉力更小，因此本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构可有效节省能量。

具体的，通过绘制二者的能量图谱，我们可以对比得出结论：

该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构所需最大拉力仅为单向提升式的42.1％。在全周期展开和闭合过程中，该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构所需的电机做功仅为单向提拉式的21.05％。由此可见本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构可有效减小机构所需的最大拉力，这有益于选择功率更小的电机；本发明也可有效减小对开所需的总功，有效节约能量。

本发明的该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的基本功能是：当该伺服电机13工作时上下两部分单元反向运动，实现该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构的展开和收拢过程。例如，当该伺服电机13带动该上牵引绳31向上运动时，上单元被整体提升，实现收拢，由于两根该牵引绳3反向运动，此时该下牵引绳32向下运动，下单元靠重力作用折叠收拢，从而实现了整体的收拢。同理，当该伺服电机13反转时，该上牵引绳31向下运动，使各该对开单元2依次张开，最终上单元完全达到展开状态。此时，该下牵引绳32运动方向与该上牵引绳31相反，即向上提拉，该下牵引绳32带动下单元各该对开单元2依次展开，最终实现下单元到达完全展开状态。由于该复合绞轮11两侧受力的特殊结构形式，在该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构展开的过程中，该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构本身上下部分有拉力同时作用在该复合绞轮两侧，因此运动过程中有一定的自平衡作用。运动中所需该伺服电机13提供的力仅仅是两侧拉力的差值，因此提拉过程中所需的最大拉力相比传统的单向提拉式较小。本发明的目的在于创造性地设计一种上下对开机构，本发明区别于原有的侧开式机构，也与传统的垂直方向单向提拉系统有很大的区别。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但该内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (2)

1.一种用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构，其特征在于，该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构包括：

一个安装架，该安装架具有两个相互对称的安装臂；

两个驱动单元，各个该驱动单元相互对称地设置于各个该安装臂；

一组对开单元，各个该对开单元分别相互间隔且等距离地沿着各个该安装臂的高度方向布置，其中位于该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构上半部分的各个该对开单元形成一个上半屏，位于该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构下半部分的各个该对开单元形成一个下半屏；以及两个牵引绳，各个该牵引绳分别包括一个上牵引绳以及一个下牵引绳，该上牵引绳和该下牵引绳分别反向地设置于该驱动单元，并且该上牵引绳固定在形成该上半屏的各个该对开单元中的最下面一个该对开单元，该下牵引绳固定在形成该下半屏的各个该对开单元中的最上面一个该对开单元；

该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构包括两个定位绳，各个该定位绳分别对称地且可活动地设置在各个该对开单元的端部，且该定位绳使相邻该对开单元之间的距离相等；

该驱动单元包括一个伺服电机、一个减速器、一个联轴器以及一个复合绞轮，该伺服电机设置在该安装臂，该减速器连接于该伺服电机和该联轴器，该复合绞轮连接于该联轴器，以使该伺服电机产生的动力依次通过该减速器和该联轴器传输至该复合绞轮而驱动该复合绞轮转动，该上牵引绳和该下牵引绳分别反向地设置在该复合绞轮。

2.如权利要求1所述的一种用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构，其特征在于，该用于户外巨型墙幕系统中的缠绕式自平衡上下对开机构包括一帘布，各个该对开单元分别设置在该帘布，以使该帘布使相邻两个该对开单元之间的距离相等。