CN106959621A - 矩阵式展示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种矩阵式展示装置，包括至少一个安装台、安装于所述安装台上用于控制展示物的若干展示模组、用于控制若干所述展示模组动作的上位机，每一所述展示模组均具有4根导线，该4根导线分别为正电源线、负电源线和两根信号线，若干所述展示模组通过该4根导线分别与所述上位机连接。本发明的矩阵式展示装置的所有展示模组均通过4根导线分别与所述上位机连接，接线简单、无需电控箱、且易维护。

Description

矩阵式展示装置

技术领域

本发明涉及展览展示领域，尤其涉及一种无需电控箱、接线简单、易维护的矩阵式展示装置。

背景技术

用于展示行业的矩阵展示物往往需要几百上千个，然而每个展示物均需要有一个相应的电机进行相关控制，当成百上千只展示物运动时，会形成相当壮观的景象，再配合声光，给参观者留下深刻的印象。

现有的展示物矩阵采用的电机多是伺服电机，伺服电机往往需要驱动控制器进行驱动；由于展示物矩阵所需的电机具有相当的数量，因此需要较大的电控箱来安装这些驱动控制器，不仅占用空间，线路也繁多复杂且耗费巨大；另外在出现故障时，还需专业的人员进行维护。因此，其在大范围推广使用的过程中出现了接线复杂、成本高、对技术人员要求高等瓶颈。

有鉴于此，有必要提供一种无需电控箱、接线简单、易维护的矩阵展示装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需电控箱、接线简单、易维护的矩阵展示装置。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种矩阵式展示装置，其包括至少一个安装台、安装在所述安装台上用于控制展示物的若干展示模组、用于控制若干所述展示模组动作的上位机，每一所述展示模组均具有4根导线，该4根导线分别为正电源线、负电源线和两根信号线，若干所述展示模组通过该4根导线分别与所述上位机连接。

作为本发明的进一步改进，所述展示模组包括一体化步进伺服模组及用于将所述一体化步进伺服模组固定在安装台上的固定板，所述一体化步进伺服模组包括固定在所述固定板上并远离所述安装台设置的电机、编码器、驱动控制器及由电机驱动以在缠绕状态或打开状态之间切换且用于悬挂展示物的卷绳，前述4根导线连接于所述驱动控制器。

作为本发明的进一步改进，所述固定板上设有立板，所述固定板被所述立板分成用于与所述安装台固定连接的第一板和与所述第一板相对设置的第二板；所述一体化步进伺服模组固定在所述立板上，且所述电机与所述立板贴合固定并位于所述第一板的上方、所述编码器安装在所述电机的背离所述立板的一侧、所述驱动控制器安装在所述编码器的背离所述电机的一侧；所述立板上开设有供所述电机的电机轴穿过的通孔，所述电机轴穿过所述通孔并突伸至所述立板朝向所述第二板的一侧；所述卷绳直接或间接地缠绕在所述电机轴上。

作为本发明的进一步改进，所述第二板上开设有供所述卷绳穿过的绳孔，以使得所述卷绳自所述绳孔穿过所述固定板并在所述固定板背离所述电机的一侧悬挂展示物。

作为本发明的进一步改进，所述一体化步进伺服模组还包括固定在所述电机轴上的卷绳筒，所述卷绳缠绕在所述卷绳筒上。

作为本发明的进一步改进，所述编码器为绝对值式编码器。

作为本发明的进一步改进，所述编码器为增量式编码器，所述一体化步进伺服模组还具有固定在所述固定板上用以与所述增量式编码器通信连接的定位传感器，所述定位传感器设置在所述固定板的背离所述电机的一侧。

作为本发明的进一步改进，所述上位机与若干所述展示模组之间采用CAN总线协议进行通讯。

作为本发明的进一步改进，所述上位机与若干所述展示模组之间采用PCI卡与USB-CAN网关中的一种或两种的组合进行连接。

作为本发明的进一步改进，每一所述展示模组可悬挂一个展示物或多个运动轨迹相同的展示物。

本发明的有益效果是：本发明矩阵式展示装置的所有展示模组均通过4根导线分别与所述上位机连接，且该4根导线分别为正电源线、负电源线和两根信号线，继而接线简单、无需电控箱、且易维护。

附图说明

图1是本发明矩阵式展示装置的结构示意图。

图2是图1所示矩阵式展示装置的一体化步进伺服模组的结构示意图。

图3是图1所示矩阵式展示装置的电控示意图。

图4是图1所示矩阵式展示装置的一体化步进伺服模组的PVT执行方式图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1至图4所示，为本发明较佳实施例的矩阵式展示装置100及其控制方法。

所述矩阵式展示装置100包括至少一个安装台10、按展示需要规律性地固定在每个安装台10上用于控制展示物20的若干展示模组30、用于控制所述展示模组30动作的上位机。每一所述展示模组30均具有4根导线（未图示），该4根导线分别为正电源线、负电源线和两根信号线，每个所述展示模组30均通过该4根导线分别与所述上位机连接，从而接线简单、无需电控箱、且易维护。

如图2所示，所述展示模组30包括用于控制展示物20动作的一体化步进伺服模组31及用于将所述一体化步进伺服模组31固定在所述安装台10上的固定板32。所述一体化步进伺服模组31包括固定在所述固定板32上并远离所述安装台10设置的电机311、编码器312、驱动控制器313及由电机311驱动以在缠绕状态或打开状态之间切换且用于悬挂展示物20的卷绳314，前述4根导线连接于所述驱动控制器313。

具体地，所述固定板32呈长条状，所述固定板32上设有用于将所述固定板32固定在所述安装台10上的若干螺丝孔321、位于若干所述螺丝孔321一侧且垂直于所述固定板32设置的立板322，所述固定板32被所述立板322分成用于与所述安装台10固定连接的第一板323和与所述第一板323相对设置的第二板324。

所述一体化步进伺服模组31固定在所述立板322上，且所述电机311与所述立板322贴合固定并位于所述立板322的上方且朝向所述第一板323的一侧、所述编码器312安装在所述电机311的背离所述立板322的一侧、所述驱动控制器313安装在所述编码器312的背离所述电机311的一侧。所述电机311安装在所述立板322的上方，即所述电机311安装在所述立板322远离所述第一板323的一端，使得所述电机311、编码器312和所述驱动控制器313与所述第一板323之间具有间隙，便于所述固定板32与所述安装台10的拆卸或安装。

所述立板322上开设有供所述电机311的电机轴3111穿过的通孔（未标号），所述电机轴3111穿过所述通孔并突伸至所述立板322朝向所述第二板324的一侧。所述卷绳314位于所述第二板324的上方，且所述卷绳314的一端固定在所述电机轴3111上、另一端用于用来悬挂展示物20。

具体地，所述卷绳314可以一端直接固定在所述电机轴3111上，在所述电机311朝一个方向旋转时，所述卷绳314缠绕于所述电机轴3111上，使得所述展示物20朝靠近所述电机轴3111的方向运动；而所述电机311朝另一个方向旋转时，所述卷绳314从所述电机轴3111上打开，使得所述展示物20朝远离所述电机轴3111的方向运动，继而便于在缠绕状态和打开状态之间进行切换。

当然，所述展示模组30还可具有固定在所述电机轴3111上且能够随所述电机轴3111正反向转动的卷绳筒315，如图1所示。所述卷绳314的一端固定在所述卷绳筒315上，以间接地固定在所述电机轴3111上。相应地，所述卷绳314能够缠绕在所述卷绳筒315上或从所述卷绳筒315上打开，以调整所述展示物20与所述电机轴3111之间的距离。

所述第二板324上开设有供所述卷绳314穿过的绳孔325，以使得所述卷绳314自所述绳孔325穿过所述固定板32并在所述固定板32背离所述电机311的一侧悬挂所述展示物20。

本领域技术人员能够理解的是，所述卷绳筒315具有一定的长度，所述卷绳314并非在所述卷绳筒315或电机轴3111的同一位置沿所述电机轴3111径向缠绕，而是在沿着所述电机轴3111轴向上的一定长度范围内缠绕；且所述展示物20对所述卷绳314产生竖直向下的拉力；因此所述卷绳314分别位于所述绳孔325两侧的部分可能不在同一条竖直线上。所述绳孔325可以控制所述卷绳314非常有规律地缠绕或打开，从而提高展示物20的水平精度；也可以屏蔽因电机311正反转导致的卷绳314晃动，从而提高展示物20的稳定性。

所述编码器312可以为绝对值式编码器312，以精确地控制所述卷绳314缠绕在所述卷绳筒315上的长度和从所述卷绳筒315上打开的长度，从而定位所述展示物20的水平高度。

当然，所述编码器312也可以为增量式编码器312，此时所述展示模组30还具有固定在所述固定板32背离所述电机311的一侧以与所述增量式编码器312通信连接的定位传感器316，具体来说，所述定位传感器316设置在所述第二板324的下方。通过所述定位传感器316检测所述展示物20与所述固定板32之间的距离，能够屏蔽由于所述卷绳314位于所述固定板32两侧的部分不在同一直线上时产生的偏差，以便更精确地控制所述展示物20的水平高度。

优选地，所述定位传感器316安装在所述绳孔325处，且所述定位传感器316上设有与所述绳孔325相对应以供所述卷绳314通过的穿孔（未图示）。所述卷绳314穿过所述绳孔325、穿孔并向下延伸，从而在所述展示物20悬挂于所述卷绳314上时，所述定位传感器316恰好位于所述展示物20的正上方，便于精确检测所述展示物20与所述固定板32之间的距离。

如图3所示，所述上位机与若干所述展示模组30之间采用CAN总线协议(Controller Area Network，控制器局域网络总线协议)进行通讯。上述2根信号线为2根CAN总线，这种CAN总线属于差分通讯总线的一种，差分通讯总线协议包括但不限于CAN总线，485总线，422总线等。

在CAN总线下，有若干个PCI卡，每个PCI卡最多可下挂200个所述展示模组30；假如有1000个展示物20需要同时展示的话，那么在工控箱中安装5张PCI卡即可。

当然，所述上位机与若干所述展示模组30之间也可采用USB-CAN网关代替PCI卡，每个USB-CAN网关可下挂100个展示模组30。

或者，如图3所示，所述上位机与若干所述展示模组30之间也可同时采用PCI卡、USB-CAN网关。例如，若展示物20数量较多，所需PCI卡的数量超出一台工控机内卡槽的数量时，可增加USB-CAN网关，即将USB-CAN网关的一个口连接到工控机USB接口上，另一端下挂100个展示模组30。当然，若一台工控机的卡槽和USB口仍不能满足展示模组30的数量，可采用多台工控机进行连接。

所述展示模组30的运动模式为能够设置运动的位置P、速度V和时间T的PVT运动模式。PVT运动模式为：通过为展示模组30设定一系列PVT点，使得每个电机311都能在一定的时间T下、以各自的目标速度V、通过或到达各自的位置目标点P。由于PVT模式已属于现有技术，故于此不再详细描述。

在所述展示模组30执行动作前，用户通过上位机对其灌入程序数据。如图4所示，根据PVT执行方式图可知，每个展示模组30的驱动控制器313中的PVT点位总数量是有限度的，即一次性灌入驱动控制器313中的点位总数量是有限度的，不可能将所有程序数据一次性全部灌入，故需要对程序数据进行分段处理，分次灌入。对于若干个展示模组30而言，每个展示模组30的运动方式有所不同，所以需要对每个展示模组30分别进行数据灌入。

经过一段时间后，上位机会将各个展示模组30的下一段运行点位信息灌入；如此循环，直到所有展示物20的所有待执行点位信息全部发送完毕。此处的“一段时间”是指执行上一段运行点位信息所需要花费的大致时间。

每个所述展示模组30不一定只悬挂一个展示物20，若展示时，需要几个展示物20运动轨迹相同，则可通过皮带和齿轮把展示模组30和运动轨迹相同的多个展示物20连接起来。

综上所述，本发明矩阵式展示装置100的所有展示模组30均通过4根导线分别与所述上位机连接，且该4根导线分别为正电源线、负电源线和两根信号线，继而接线简单、无需电控箱、且易维护。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种矩阵式展示装置，包括至少一个安装台、安装在所述安装台上用于控制展示物的若干展示模组、用于控制若干所述展示模组动作的上位机，其特征在于：每一所述展示模组均具有4根导线，该4根导线分别为正电源线、负电源线和两根信号线，若干所述展示模组通过该4根导线分别与所述上位机连接。

2.根据权利要求1所述的矩阵式展示装置，其特征在于：所述展示模组包括一体化步进伺服模组及用于将所述一体化步进伺服模组固定在安装台上的固定板，所述一体化步进伺服模组包括固定在所述固定板上并远离所述安装台设置的电机、编码器、驱动控制器及由电机驱动以在缠绕状态或打开状态之间切换且用于悬挂展示物的卷绳，前述4根导线连接于所述驱动控制器。

3.根据权利要求2所述的矩阵式展示装置，其特征在于：所述固定板上设有立板，所述固定板被所述立板分成用于与所述安装台固定连接的第一板和与所述第一板相对设置的第二板；所述一体化步进伺服模组固定在所述立板上，且所述电机与所述立板贴合固定并位于所述第一板的上方、所述编码器安装在所述电机的背离所述立板的一侧、所述驱动控制器安装在所述编码器的背离所述电机的一侧；所述立板上开设有供所述电机的电机轴穿过的通孔，所述电机轴穿过所述通孔并突伸至所述立板朝向所述第二板的一侧；所述卷绳直接或间接地缠绕在所述电机轴上。

4.根据权利要求3所述的矩阵式展示装置，其特征在于：所述第二板上开设有供所述卷绳穿过的绳孔，以使得所述卷绳自所述绳孔穿过所述固定板并在所述固定板背离所述电机的一侧悬挂展示物。

5.根据权利要求3所述的矩阵式展示装置，其特征在于：所述一体化步进伺服模组还包括固定在所述电机轴上的卷绳筒，所述卷绳缠绕在所述卷绳筒上。

6.根据权利要求2所述的矩阵式展示装置，其特征在于：所述编码器为绝对值式编码器。

7.根据权利要求2所述的矩阵式展示装置，其特征在于：所述编码器为增量式编码器，所述一体化步进伺服模组还具有固定在所述固定板上用以与所述增量式编码器通信连接的定位传感器，所述定位传感器设置在所述固定板的背离所述电机的一侧。

8.根据权利要求1所述的矩阵式展示装置，其特征在于：所述上位机与若干所述展示模组之间采用CAN总线协议进行通讯。

9.根据权利要求8所述的矩阵式展示装置，其特征在于：所述上位机与若干所述展示模组之间采用PCI卡与USB-CAN网关中的一种或两种的组合进行连接。

10.根据权利要求1所述的矩阵式展示装置，其特征在于：每一所述展示模组可悬挂一个展示物或多个运动轨迹相同的展示物。