CN107146544B - 大型化pov-led显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了大型化POV‑LED显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法，包括一条以上的奇数条异型旋转臂与旋转臂固定盘连接，其特征在于，还包括所述异型旋转臂远离旋转臂固定盘的一端端面上设置有配重端盖，所述旋转臂固定盘后端端面上安装有中空电机组，所述中空电机组后端安装有滑环，所述旋转臂固定盘与中空电机组和滑环的圆心重合。异型旋转臂外端增加端盖设计，通过单独配重来微调旋转臂个体的重量，改善大尺寸旋转臂整体的动平衡来增强稳定性。安装中空电机组能够通过中空电机进行输出动能，驱动力矩更大，减少直驱电机单轴输出稳定性不强的缺陷，对大型化悬浮透明显示设备提供更好的图像稳定性。

Description

大型化POV-LED显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法
技术领域
本发明涉及一种旋转显示设备，具体涉及大型化POV-LED显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法。
背景技术
现有传统的LED显示技术，发光源需要载体支撑，多为平板LED显示屏，无法产生图像悬浮、整体透视的效果、以及更为立体的视觉效应。
现有通过LED阵列光源旋转成像设备普遍采用直驱电机驱动，输出力矩偏小，导致现有产品存在显示面积小、显示图像清晰度较低，画面稳定性不高，图像定位不准等技术缺陷，无法为视觉传播提供更大的价值。现有设备基于技术原因尺寸偏小，显示区域直径在600mm内，不能进行大型设备的展示，比如在机场、火车站、步行街、大型商场、银行等区域，进行显示。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是降低在同比例放大后大尺寸旋转臂在高速中产生的风阻、风噪，并提高图像显示的稳定性，目的在于提供大型化POV-LED显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法，解决上述的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
大型化POV-LED显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法，包括大于1的奇数条异型旋转臂与旋转臂固定盘连接，还包括所述异型旋转臂远离旋转臂固定盘的一端端面上设置有配重端盖，所述旋转臂固定盘后端端面上安装有中空电机组，所述中空电机组后端安装有滑环，所述旋转臂固定盘与中空电机组和滑环的圆心重合。异型旋转臂外端增加端盖设计，通过单独配重来微调旋转臂个体的重量，改善大尺寸旋转臂整体的动平衡来增强稳定性。安装中空电机组能够通过中空电机进行输出动能，驱动力矩更大，减少直驱电机单轴输出稳定性不强的缺陷，对大型化悬浮透明显示设备提供更好的图像稳定性。采用一条以上的奇数条的异型旋转臂是为了在高速旋转时，若是对称的旋转臂容易在高速中产生共振，产生共振后，会使得整个发光平面振动，让异型旋转臂旋转时候产生的图像出现误差，使得图像不稳定，通过设置奇数条异型旋转臂这样的排列方式，能够有效的消除共振，让异型旋转臂在旋转时产生的图像更稳定。
进一步地，所述异型旋转臂包括转臂外壳、LED列阵光源，所述LED列阵光源安装在转臂外壳内部，所述LED列阵光源与异型旋转臂侧边水平平行。所述透明面板使用高透光率透明材料，能很好的和周围环境融为一体，从而凸显图像在空气中的立体悬浮效果。转臂外壳选用轻型透明材料，能够降低重量的同时提高旋转臂自身结构强度，有效增大图像显示区域。LED阵列光源通过高速旋转的成像方式让图像产生悬浮于空气中的效果，且视觉能穿透非图像区域，达到透视效果。通过空气动力学有限元仿真设计的异型旋转臂，使旋转臂整体外观面平整，提升设备整体美观性的同时表面无凸起或凹陷有效避免了边缘音效应，大大降低大型化设备高速旋转产生的风噪及风阻，对LED阵列光源相关电子元器件有一定保护作用。
进一步地，所述配重端盖设置在远离旋转臂固定盘的异型旋转臂的端面上，所述配重端盖上设置有动平衡配重块。异型旋转臂外端增加端盖设计，通过单独配重来微调旋转臂个体的重量，改善大尺寸旋转臂整体的动平衡来增强稳定性。根据空气动力学及有限元分析软件优化设计的异型旋转臂及配重端盖，利用动平衡配重块微调配重端盖的重量，使旋转臂在高速旋转过程中达到动态平衡状态，消除旋转平面上的机械抖动，同时减小了风阻及风噪、使设备运行更平稳、振动和噪音得到了有效的控制。
进一步地，所述中空电机组包括中空电机、电机支架、轴承座，所述中空电机安装在电机支架上，并且中空电机与旋转臂固定盘连接，所述轴承座安装在电机支架的另一侧，滑环套装在轴承座上。所述中空电机驱动，提高大负载状态下的输出稳定性，采用中空电机驱动，驱动力矩更大，减少直驱电机单轴输出稳定性不强的缺陷，对大型化悬浮透明显示设备提供更好的图像稳定性。电机支架将中空电机和轴承座进行固定，所述电机支架的下端面设置有支撑组件，所述支撑组件与底座连接，通过与支撑组件与底座连接，能够隔离噪音、减少振动的同时不影响悬浮透视的显示效果。
进一步地，所述中空电机内部设置有编码器，通过零点信号定位进行图像定位。采用中空电机自带编码器，读取电机零点信号定位图像，较现有的霍尔传感器定位技术更精确，适用于大型化显示设备的图像定位。
进一步地，所述旋转臂固定盘中心点至异型旋转臂上设置的配重端盖的直线距离大于300mm。目前市面上设备基于技术原因尺寸偏小，显示区域直径在600mm内，不能实现大型化的显示，本发明采用的异型旋转臂和旋转臂固定盘与配重端盖结合的方式，能够实现显示区域直径大于600mm，满足对大型场所的显示需要。
大型化POV-LED显示过程中动态平衡的解决方法，包括以下步骤：
S1：所述异型旋转臂设置于旋转臂固定盘侧端面，所述异型旋转臂远离旋转臂固定盘的一端端面上设置有配重端盖，异型旋转臂中部设置有LED阵列光源；
S2：在装置进行旋转时，设置在异型旋转臂中部的LED阵列光源进行发光，并进通过编码器对LED阵列光源进行控制。
S3：所述配重端盖上设置的动平衡配重块在异型旋转臂进行旋转时，当旋转到不同位置，设置在不同的异型旋转臂上的动平衡配重块对该异型旋转臂进行微调，到达运动过程中的动平衡；
所述步骤S1中的异型旋转臂设置的个数为大于1奇数。通过奇数数量异型旋转臂的排列方式，可以为3、5、7、9……等系列奇数数量的排列方式，破坏高速旋转状态下旋转臂自身的共振频率，消除共振，达到动态稳定。
所述步骤S2中的编码器通过零点信号定位进行图像定位对LED阵列光源进行控制。通过编码器的零点信号定位能够让显示的图像更稳定。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明大型化POV-LED显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法，有效解决POV-LED显示设备通过高速旋转成像过程中的动态抖动现象，提高画面稳定性，输出更好的视觉效果；
2、本发明大型化POV-LED显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法，提供POV-LED显示设备显示面积大型化的解决方案，且有效克服大型旋转设备高速旋转过程中因风阻、共振带来的稳定性不强等技术缺陷；
3、本发明大型化POV-LED显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法，利用动平衡配重块微调配重端盖的重量，使旋转臂在高速旋转过程中达到动态平衡状态，消除旋转平面上的机械抖动，同时减小了风阻及风噪、使设备运行更平稳、振动和噪音得到了有效的控制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明正视图；
图2为本发明侧视图；
图3为本发明配重端盖示意图；
图4为本发明配重端动平衡配重块；
图5为本发明中空电机组结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-异型旋转臂，13-转臂外壳，，2-配重端盖，3-旋转臂固定盘，4-中空电机组，41-中空电机，42-电机支架，43-轴承座，5-滑环，6-支撑组件，7-底座。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1～4所示，本发明大型化POV-LED显示设备及显示过程中动态平衡的解决方法，包括大于1的奇数条异型旋转臂1与旋转臂固定盘3连接，还包括所述异型旋转臂1远离旋转臂固定盘3的一端端面上设置有配重端盖2，所述旋转臂固定盘3后端端面上安装有中空电机组4，所述中空电机组4后端安装有滑环5，所述旋转臂固定盘3与中空电机组4和滑环5的圆心重合。安装中空电机组4能够通过中空电机41进行输出动能，驱动力矩更大，减少直驱电机单轴输出稳定性不强的缺陷，对大型化悬浮透明显示设备提供更好的图像稳定性。采用一条以上的奇数条的异型旋转臂是为了在高速旋转时，若是对称的旋转臂容易在高速中产生共振，产生共振后，会使得整个发光平面振动，让异型旋转臂旋转时候产生的图像出现误差，使得图像不稳定，通过设置奇数条异型旋转臂这样的排列方式，能够有效的消除共振，让异型旋转臂在旋转时产生的图像更稳定。
所述异型旋转臂1包括、转臂外壳13、LED列阵光源，所述LED列阵光源安装在转臂外壳1内部，所述LED列阵光源与异型旋转臂1侧边水平平行。通过空气动力学有限元仿真设计的异型旋转臂，使旋转臂整体外观面平整，提升设备整体美观性的同时表面无凸起或凹陷有效避免了边缘音效应，大大降低大型化设备高速旋转产生的风噪及风阻，对LED阵列光源相关电子元器件有一定保护作用。
所述配重端盖2设置在远离旋转臂固定盘3的异型旋转臂1的端面上，所述配重端盖2上设置有动平衡配重块。根据空气动力学及有限元分析软件优化设计的异型旋转臂及配重端盖，利用动平衡配重块微调配重端盖的重量，使旋转臂在高速旋转过程中达到动态平衡状态，消除旋转平面上的机械抖动，同时减小了风阻及风噪、使设备运行更平稳、振动和噪音得到了有效的控制。所采用的是纺锤状异型旋转臂1，能够在迎风面上有效的将空气分割成两部分，能够有效减小风经过异型旋转臂1表面产生的风阻和噪音，是整个使用更为安静。
实施例二
如图5所示，本实施例与实施例一区别仅在于，所述中空电机组4包括中空电机41、电机支架42、轴承座43，所述中空电机41安装在电机支架42上，并且中空电机41与旋转臂固定盘3连接，所述轴承座43安装在电机支架42的另一侧，滑环5套装在轴承座43上。所述中空电机驱动，提高大负载状态下的输出稳定性，采用中空电机驱动，驱动力矩更大，减少直驱电机单轴输出稳定性不强的缺陷，对大型化悬浮透明显示设备提供更好的图像稳定性。电机支架42将中空电机41和轴承座43进行固定，所述电机支架42的下端面设置有支撑组件6，所述支撑组件6与底座7连接，通过与支撑组件6与底座7连接，能够隔离噪音、减少振动的同时不影响悬浮透视的显示效果。
所述中空电机41内部设置有编码器，通过零点信号定位进行图像定位。采用中空电机自带编码器，读取电机零点信号定位图像，较现有的霍尔传感器定位技术更精确，适用于大型化显示设备的图像定位。
实施例三
本实施例在实施例一的基础上进行优化，所述旋转臂固定盘3中心点至异型旋转臂1上设置的配重端盖2的直线距离大于300mm。目前市面上设备基于技术原因尺寸偏小，显示区域直径在600mm内，不能实现大型化的显示，本发明采用的异型旋转臂和旋转臂固定盘与配重端盖结合的方式，能够实现显示区域直径大于600mm，满足对大型场所的显示需要。
实施例四
本实施例简要说明本发明中方法的实现过程，实施例一与实施例二和实施例三皆基于此解决动平衡进行图像的稳定显示，大型化POV-LED显示过程中动态平衡的解决方法，包括以下步骤：
S1：所述异型旋转臂设置于旋转臂固定盘侧端面，所述异型旋转臂远离旋转臂固定盘的一端端面上设置有配重端盖，异型旋转臂中部设置有LED阵列光源；
S2：在装置进行旋转时，设置在异型旋转臂中部的LED阵列光源进行发光，并进通过编码器对LED阵列光源进行控制。
S3：所述配重端盖上设置的动平衡配重块在异型旋转臂进行旋转时，当旋转到不同位置，设置在不同的异型旋转臂上的动平衡配重块对该异型旋转臂进行微调，到达运动过程中的动平衡；
所述步骤S1中的异型旋转臂设置的个数为大于1奇数。通过奇数数量异型旋转臂的排列方式，可以为3、5、7、9……等系列奇数数量的排列方式，破坏高速旋转状态下旋转臂自身的共振频率，消除共振，达到动态稳定。
所述步骤S2中的编码器通过零点信号定位进行图像定位对LED阵列光源进行控制。通过编码器的零点信号定位能够让显示的图像更稳定。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.大型化POV-LED显示设备，其特征在于，包括大于1的奇数条异型旋转臂（1）与旋转臂固定盘（3）连接，还包括所述异型旋转臂（1）远离旋转臂固定盘（3）的一端端面上设置有配重端盖（2），所述旋转臂固定盘（3）后端端面上安装有中空电机组（4），所述中空电机组（4）后端安装有滑环（5），所述旋转臂固定盘（3）与中空电机组（4）和滑环（5）的圆心重合。
2.根据权利要求1所述的大型化POV-LED显示设备，其特征在于，所述异型旋转臂（1）包括转臂外壳（13）、LED列阵光源，所述LED列阵光源安装在转臂外壳（13）内部，所述LED列阵光源与异型旋转臂（1）侧边水平平行。
3.根据权利要求1所述的大型化POV-LED显示设备，其特征在于，所述配重端盖（2）设置在远离旋转臂固定盘（3）的异型旋转臂（1）的端面上，所述配重端盖（2）上设置有动平衡配重块。
4.根据权利要求1所述的大型化POV-LED显示设备，其特征在于，所述中空电机组（4）包括中空电机（41）、电机支架（42）、轴承座（43），所述中空电机（41）安装在电机支架（42）上，并且中空电机（41）与旋转臂固定盘（3）连接，所述轴承座（43）安装在电机支架（42）的另一侧，滑环（5）套装在轴承座（43）上。
5.根据权利要求4所述的大型化POV-LED显示设备，其特征在于，所述中空电机（41）内部设置有编码器，通过零点信号定位进行图像定位。
6.根据权利要求4所述的大型化POV-LED显示设备，其特征在于，所述电机支架（42）的下端面设置有支撑组件（6），所述支撑组件（6）与底座（7）连接。
7.根据权利要求1所述的大型化POV-LED显示设备，其特征在于，所述旋转臂固定盘（3）中心点至异型旋转臂（1）上设置的配重端盖（2）的直线距离大于300mm。
8.根据要求1-7任一所述的大型化POV-LED显示设备，提供大型化POV-LED显示过程中动态平衡的解决方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：所述异型旋转臂（1）设置于旋转臂固定盘（3）侧端面，所述异型旋转臂（1）远离旋转臂固定盘（3）的一端端面上设置有配重端盖（2），异型旋转臂中部设置有LED阵列光源；
S2：在装置进行旋转时，设置在异型旋转臂中部的LED阵列光源进行发光，并进通过编码器对LED阵列光源进行控制；
S3：所述配重端盖（2）上设置的动平衡配重块在异型旋转臂（1）进行旋转时，当旋转到不同位置，设置在不同的异型旋转臂（1）上的动平衡配重块对该异型旋转臂（1）进行微调，到达运动过程中的动平衡。
9.根据权利要求8所述的大型化POV-LED显示过程中动态平衡的解决方法，其特征在于，所述步骤S1中的异型旋转臂（1）设置的个数为大于1奇数。
10.根据权利要求8所述的大型化POV-LED显示过程中动态平衡的解决方法，其特征在于，所述步骤S2中的编码器通过零点信号定位进行图像定位对LED阵列光源进行控制。
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