CN107561713A - 一种抬头显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抬头显示装置，包括机体和底座组件，底座组件包括基础底座和增高底座，所述基础底座和增高底座可根据情况与机体任意组合插接，并且为提高连接稳固性，增加了磁块利用磁铁相吸的套筒结构，可以方便的安装和拆卸，可以适配不同车型，采用电机和减速齿轮的配合实现反射屏翻转，并且利用电流脉冲对反射屏进行精确控制，除此之外设置阻尼器进一步防止出现反射屏抖动，造成显示图像模糊的问题，有效提高了使用者的驾驶体验，本发明提供了一种可适配多种车型，易于安装并能提供稳定图像的车载抬头显示装置。

Description

一种抬头显示装置

技术领域

本发明涉及车载辅助驾驶装置技术领域，具体为一种抬头显示装置。

背景技术

抬头显示器(Head Up Display)，最早出现在航空领域，是运用在航空器上的飞行辅助仪器。抬头的意思是指飞行员不需要低头就能够看到需要的重要资讯，它可以降低飞行员需要低头查看仪表的频率，避免注意力中断。因其独特的便利性，如今HUD已逐渐进入汽车领域，用于显示车速、转速以及水温等驾驶信息，保障行车安全，提升驾驶体验。

目前，传统的车载HUD存在如下不足：

大部分HUD安装定位时使用一块平面的软胶防滑垫，两者通过重力贴合，不利于设备的固定，当遇到颠簸路面时HUD易产生位移，影响行车安全；有的部分自带反射屏的HUD采用特殊设计的软胶底座，底座与HUD之间通过一个卡口连接，由于底座与HUD之间是单点连接，且HUD体积与重量较大，重心较高，在遇到颠簸路面时，HUD存在抖动问题，且卡口连接拆卸较复杂，影响使用体验，同时由于该底座是整块一体式的，所以无法适配复杂表面的中控台；

另外HUD初次安装固定后，当发现显示图像在水平方向倾斜角度较大影响体验时，需要拆卸底座重新安装，直至符合要求，当中控台上表面形状较复杂时，传统的定位方式不易找平；

另外HUD反射屏在遇到颠簸路面时，容易发生轴向的被动抖动，大部分具备自动调节反射屏角度功能的HUD均采用角度传感器来实现测量转动角度的方案，而角度传感器普遍存在温度漂移的问题，因HUD基本安装在阳光直射的中控台上，由于车内中控台所处位置温差变化较大，角度传感器的温度漂移问题被进一步放大，所以会造成反射屏轴向抖动、图形模糊不清等情况，影响驾驶体验。

为此，提出一种抬头显示装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抬头显示装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抬头显示装置，包括机体和底座组件，所述机体内部分别开设有内腔和底腔，所述内腔的一端活动设有反射屏，且内腔的另一端固定安装有显示屏，所述底腔的侧壁安装有底板，所述底板的底面开有盲孔，所述底板的内部对应盲孔的上方设有磁块，所述盲孔与底座组件插接，所述底座组件包括基础底座和增高底座，所述基础底座包括凸起部分，所述凸起部分内也设有磁块，所述基础底座的凸起部分的侧壁底面向两侧延伸有底部粘合面，所述增高底座也设有凸起部分，所述增高底座的凸起部分的侧壁向两侧水平延伸一端距离后向下延伸形成底部基座，所述增高底座的凸起部分内包裹有磁块，增高底座上的所述磁块的下方且位于底部基座的内部设有底槽，所述盲孔和底槽的大小均与凸起部分的大小相匹配。

具体的，所述基础底座为软胶材质，所述底部粘合面粘合有双面胶。

具体的，所述盲孔的数量至少为3个。

具体的，所述机体的前侧上表面设有光线传感器。

具体的，所述底座组件中增高底座的数量可以为0。

具体的，所述反射屏的一端与设置在机体内部的转轴固定连接，所述转轴的一端与减速齿轮组的输出轴插接，且所述减速齿轮组的输入端与其一侧的电机的输出端插接，所述电机与电流检测模块电连接，所述内腔的侧壁设有挡条，所述电机为有刷直流电机，且电流检测模块实时监测电机运行时产生的电流脉冲。

具体的，所述转轴至少一侧设有阻尼器。

具体的，所述减速齿轮组的输出轴为非圆周轴。

具体的，所述转轴的两侧分别设有第一支架和第二支架，且所述转轴的两侧均套接有阻尼器并与第一支架和第二支架转动连接，所述第一支架和第二支架的下方设有扣板，所述扣板通过螺丝与机体的底腔连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过改变底座组件中增高底座的数量，实现了本装置底部可以贴合具有复杂表面的中控台，并且磁块之间的吸引力可以避免机体相对于中控台发生竖直方向的位移，通过盲孔、凸起部分、底槽的套接结构可以避免HUD相对于中控台发生水平面方向的位移，从而使得HUD牢牢的吸附于中控台上表面使本装置更加稳定，防止因机体位移发生抖动而造成显示图像模糊，通过设有电流检测模块，实时监测有刷直流电机电流脉冲，通过统计控制脉冲数量并配合减速齿轮组实现精确的角度控制，有效的避免了反射屏角度数据出现误差的问题，并且可通过阻尼器防止反射屏发生轴向的被动抖动的问题。本发明改善了普通抬头显示器不利于固定和图像抖动的缺点，有效提高了使用者的驾驶体验。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的连接结构爆炸图；

图3为本发明的底腔内部结构示意图；

图4为本发明的底面的结构示意图；

图5为本发明的转轴连接结构爆炸图；

图6为本发明的底腔和安装槽底部局部结构示意图；

图7为本发明的机体、增高底座和基础底座组合示意图；

图8为本发明的底板和底座组件的组合方式I；

图9为本发明的基础底座示意图；

图10为本发明的增高底座示意图；

图11为本发明的的底板和底座组件的组合方式Ⅱ；

图12为本发明的的底板和底座组件的组合方式Ⅲ；

图13为本发明的转轴与电机传动示意图；

图14为本发明的反射屏翻转过程角度示意图。

图中：1、机体，101、内腔，102、底腔，103、卡槽，104、安装槽，2、显示屏，3、反射屏，4、光线传感器，5、接线口，6、基础底座，61、凸起部分，62、底部粘合面，63、双面胶，7、电流检测模块，8、轴架，9、增高底座，91、底槽，92、底部基座，10、盲孔，11、磁块，12、挡条，13、转轴，131、D型口，132、连接轴，14、阻尼器，15、第一支架，16、第二支架，17、减速齿轮组，171、D型轴，18、电机，181、动力轴，19、扣板，20、底板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-14，本发明提供一种抬头显示装置，包括机体1和底座组件，机体1的一端侧面设有接线口5，用于连接电源以及传输信号，机体1的前侧上表面设有光线传感器4，用于感应环境光线实时调节显示屏2的亮度，所述机体1内部分别开设有内腔101和底腔102，用于安装内部部件，所述内腔101的一端活动设有反射屏3，用于反射图像信息，且内腔101的另一端固定安装有显示屏2，所述底腔102的侧壁安装有底板20，底板20为平直的板体，所述底板20的底面开有盲孔10，盲孔10的数量为3个，并且3个盲孔10形成一个三角形，使机体1的固定更加牢靠，所述底板20的内部对应盲孔10的上方设有磁块11，所述盲孔10与底座组件插接，所述底座组件包括基础底座6和增高底座9，增高底座9可互相叠加，根据情况增加或减少增高底座9的数量，基础底座6包括凸起部分61，所述凸起部分61内也设有磁块11，凸起部分61插入到盲孔10后，底板20内的磁块11和凸起部分61内的磁块11之间相互吸引从而实现竖直方向上的稳固，并且便于拆卸，所述基础底座6的凸起部分61的侧壁底面向两侧延伸有底部粘合面62，底部粘合面62通过双面胶63与中控台实现粘合固定，同时基础底座6的材质为软胶材质，所以当中控台表面凹凸不平时，底部粘合面62可做适当的变形(如图11所述)，所述增高底座9也设有凸起部分61，所述增高底座9的凸起部分61的侧壁向两侧水平延伸一端距离后向下延伸形成底部基座92，所述增高底座9的凸起部分61内包裹有磁块11，磁块11包裹在凸起部分61内第一可以起到依次连接的作用，第二还可以增加凸起部分61的机械强度，以保证连接的稳固性，增高底座9上的所述磁块11的下方且位于底部基座92的内部设有底槽91，所述盲孔10和底槽91的大小均与凸起部分61的大小相匹配，如此结构可以实现盲孔10与基础底座6之间可以根据实际情况来选择添加增高底座9的数量，以达到不同位机体1的横向水平安装，如图12所示；

在使用增高底座9的情况下，将基础底座6的凸起部分61嵌入到底部基座92的底槽91内，在磁块11的作用下增高底座9和基础底座6牢牢固定，将增高底座9的凸起部分61嵌入到盲孔10中，在底板20内的磁块11与增高底座9内的磁块11作用下，机体1与底座组件安装固定，机体1与中控台固定连接，不同的车型的中控台的形状是不固定，图8、图11、图12是根据情况进行组合的连接方式，并且增高底座9和基础底座6可任意组合配合实现适应各种汽车的中控台，使机体1达到横向水平的状态，从而保证良好的用户体验。

实施例2

参考图1-14，在实施例1的基础上进一步改善本发明的反射屏3的稳固性提出的一种方案，所述机体1的上端内部开设有内腔101，所述内腔101的内部设有反射屏3，反射屏3的一端与设置在机体1内部的转轴13固定连接，反射屏3与转轴13的连接是通过轴架8来完成，轴架8与转轴13固定连接，并且轴架8上设有螺纹孔，反射屏3的尾端通过螺丝与轴架8固定连接，从而实现转轴13的转动带动反射屏3转动，内腔101中远离显示屏2的位置处开有安装槽104，安装槽104贯穿机体1并连通内腔101和底腔102，所述轴架8和转轴13设在安装槽104内，并且转轴13的两端均设有阻尼器14，转轴13的左端固定设有连接轴132，所述连接轴132外部套接阻尼器14后插入到第一支架15中，转轴13的右端设有D型口131，并且减速齿轮组17的输出轴为D型轴171，D型轴171外部也套接有阻尼器14，并且穿过右侧的第二支架16，插接到D型口131中，采用非圆周轴的形式可以防止传动过程中的打滑从而造成角度不准的情况，电机18输出端的动力轴181紧固套接有齿轮，所述减速齿轮组17的输入端与电机18输出端的动力轴181上的齿轮传动连接，所述安装槽104内靠近底腔102的位置的两端设有卡槽103，所述第一支架15和第二支架16分别卡装在卡槽103内，并且减速齿轮组17、电机18也安装在卡槽103内，扣板19通过螺丝将轴架8、第一支架15、第二支架16等部件固定安装在机体1内，电机18采用有刷直流电机，并且电机18与电流检测模块7电连接，电流检测模块7设在机体的内部，电流检测模块7为电机18提供运行的电源，并且实时监测电机18转动过程中的电流脉冲，因为有刷直流电机在运转过程中每转一周会产生a个电流脉冲，所以通过监测电流脉冲个数即可获取电机18的转动圈数，从而控制转动角度，减速齿轮组17的比例可根据情况进行配比。

假设减速齿轮组17的减速比为b，并且在转动过程中电流检测模块7监测到了N个脉冲信号，反射屏3转动的角度为α，那么在转动过程中反射屏3实时转动的角度α的计算公式为：并且使用完毕后，反射屏3复位，当反射屏3翻转到内腔101内与固定安装在内腔101侧壁上挡条12所接触，挡条12阻挡反射屏3翻转从而造成电机18发生堵转，使电机18的电流迅速增加，此时电流检测模块7检测到该电流变化情况，停止供电，保护设备并使反射屏3复位，当反射屏3到达设定位置后，电机18停止运转，由于采用减速齿轮组17，存在齿轮间隙，而此时阻尼器14的存在就可以防止车辆运行过程中的颠簸造成反射屏3晃动这一现象。常规的有刷直流电机换向器的数量大于等于3，所以转动一周产生的电流脉冲个数大于等6，所以根据之前我们的计算公式：只需要控制减速齿轮组17中减速比b大于60，即可达到将反射屏3翻转角度控制分辨精度小于1度；

反射屏3的初始位置可以用挡条12来固定，反射屏3相对于机体1的翻转角度可由脉冲信号的个数来精确控制，并且机体1可根据实际情况通过底座组件来调节横向水平，保证整个装置两侧方向的水平放置，之后用户可以根据自身不同的身高与坐姿，精确调节反射屏3的开启角度，以保证投影图像位于反射屏3中央位置，提升视觉效果从而保证用户体验。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种抬头显示装置，包括机体(1)和底座组件，其特征在于：所述机体(1)内部分别开设有内腔(101)和底腔(102)，所述内腔(101)的一端活动设有反射屏(3)，且内腔(101)的另一端固定安装有显示屏(2)，所述底腔(102)的侧壁安装有底板(20)，所述底板(20)的底面开有盲孔(10)，所述底板(20)的内部对应盲孔(10)的上方设有磁块(11)，所述盲孔(10)与底座组件插接，所述底座组件包括基础底座(6)和增高底座(9)，所述基础底座(6)包括凸起部分(61)，所述凸起部分(61)内也设有磁块(11)，所述基础底座(6)的凸起部分(61)的侧壁底面向两侧延伸有底部粘合面(62)，所述增高底座(9)也设有凸起部分(61)，所述增高底座(9)的凸起部分(61)的侧壁向两侧水平延伸一端距离后向下延伸形成底部基座(92)，所述增高底座(9)的凸起部分(61)内包裹有磁块(11)，增高底座(9)上的所述磁块(11)的下方且位于底部基座(92)的内部设有底槽(91)，所述盲孔(10)和底槽(91)的大小均与凸起部分(61)的大小相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种抬头显示装置，其特征在于：所述基础底座(6)为软胶材质，所述底部粘合面(62)粘合有双面胶(63)。

3.根据权利要求1所述的一种抬头显示装置，其特征在于：所述盲孔(10)的数量至少为3个。

4.根据权利要求1所述的一种抬头显示装置，其特征在于：所述机体(1)的前侧上表面设有光线传感器(4)。

5.根据权利要求1所述的一种抬头显示装置，其特征在于：所述底座组件中增高底座(9)的数量可以为0。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的一种抬头显示装置，其特征在于：所述反射屏(3)的一端与设置在机体(1)内部的转轴(13)固定连接，所述转轴(13)的一端与减速齿轮组(17)的输出轴插接，且所述减速齿轮组(17)的输入端与其一侧的电机(18)的输出端插接，所述电机(18)与电流检测模块(7)电连接，所述内腔(101)的侧壁设有挡条(12)，所述电机(18)为有刷直流电机，且电流检测模块(7)实时监测电机(18)运行时产生的电流脉冲。

7.根据权利要求6所述的一种抬头显示装置，其特征在于：所述转轴(13)至少一侧设有阻尼器(14)。

8.根据权利要求6所述的一种抬头显示装置，其特征在于：所述减速齿轮组(17)的输出轴为非圆周轴。

9.根据权利要求7所述的一种抬头显示装置，其特征在于：所述转轴(13)的两侧分别设有第一支架(15)和第二支架(16)，且所述转轴(13)的两侧均套接有阻尼器(14)并与第一支架(15)和第二支架(16)转动连接，所述第一支架(15)和第二支架(16)的下方设有扣板(19)，所述扣板(19)通过螺丝与机体(1)的底腔(102)连接。