CN109236945B - 显示器翻转装置及其重力平衡机构及显示器装置 - Google Patents

显示器翻转装置及其重力平衡机构及显示器装置 Download PDF

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Abstract

本发明显示器翻转装置的重力平衡机构，包含旋转架部分、转动部分、滑动部分和弹性机构，所述转动部分能转动连接在旋转架部分且转动轴线为轴线X，所述转动部分固接有偏心部，所述偏心部相对轴线X偏心设置，所述滑动部分滑动连接在旋转架部分，所述弹性机构连接滑动部分和旋转架部分且弹性机构能产生施加于活动部分的弹力，所述弹力使滑动部分顶抵偏心部。它能即时地对显示板和平板架的重力产生的重力矩做出及时的抵消，保护减速电机。

Description

显示器翻转装置及其重力平衡机构及显示器装置
技术领域
本发明涉及一种车载平板显示器的部件。
背景技术
现有车载平板显示器通常是安装在车内的顶棚上，为了减少占用车内空间，将液晶屏(以下称显示板)安装在翻转装置上。这种翻转装置有一个固定在车顶棚上的安装架，一个安装在显示板背面的平板架，平时翻转装置的平板架向上翻转收起，使显示板的显示面贴靠车内的顶棚。使用时，翻转装置的平板架向下翻，使显示板竖立。
典型的翻转装置中，平板架的一个边缘的左右两侧分别设旋转架。两个旋转架各枢接一根与安装架对应端头固定连接的横向短轴。蜗轮蜗杆减速电机(以下简称减速电机)固定在平板架上，它的输出轴通过连轴器连接右旋转架上的右侧短轴(通常称右固定轴)。
正向启动减速电机，由于它的输出轴通过连轴器与右固定轴相连，而右固定轴不能相对安装架转动，只能是减速电机的本体推动平板架及右旋转架相对减速电机输出轴及右固定轴做向下的翻转(例如顺时针翻转)，与此同时平板架左侧的左旋转架也随之相对安装架左侧端头的短轴(通常称左固定轴)做向下的翻转，直至显示板竖立。反向启动减速电机，也是由于减速电机的输出轴通过连轴器与右固定轴相连，相对安装架不做转动，只能是减速电机的本体推动平板架及右旋转架相对安装架及右固定轴做向上的翻转(例如逆时针翻转)，与此同时平板架左侧的左旋转架也随之相对安装架左侧端头的短轴做向上的翻转，直至显示板回到水平状态。
平时，显示板及平板架贴靠车顶棚，处于水平状态，它们的重心远离安装架上的左固定轴和右固定轴，需要依靠减速电机中蜗轮蜗杆的锁定力矩对抗显示板及平板架重力产生的向下翻转力矩，使显示板和平板架大致保持水平。但是，在车辆行驶中遇到颠簸时，显示板及平板架会受到急剧的加速度冲击，一旦这种冲击与显示板及平板架的重力矩叠加，超过减速电机中蜗轮蜗杆的锁定力矩，就可能造成蜗轮蜗杆的损坏。
发明内容
本发明旨在提供一种显示器翻转装置的重力平衡机构，能即时地对显示板和平板架的重力产生的重力矩做出及时的抵消，保护减速电机。
本发明的技术方案之一是：显示器翻转装置的重力平衡机构，包含能相对转动的旋转架部分和转动部分，相对转动轴线为轴线X，还包括滑动部分和弹性机构，所述转动部分固接有偏心部，所述偏心部相对轴线X偏心设置，所述滑动部分能相对旋转架部分滑动，所述弹性机构连接滑动部分和旋转架部分且弹性机构产生施加于滑动部分的弹力，所述弹力使滑动部分顶抵偏心部。
在一种实施结构中：所述滑动部分滑动方向和轴线X垂直相交。
在一种实施结构中：所述转动部分包括偏心盘，所述偏心部包括偏心销，所述偏心销固设在偏心盘上。
在一种实施结构中：所述弹性机构包括拉簧，所述拉簧一端连接在旋转架部分，另一端连接在滑动部分。
在一种实施结构中：所述偏心部位于轴线X之下。
在一种实施结构中：装接在平板架和安装架上；所述旋转架部分固定在平板架上，所述转动部分包括固定轴，所述固定轴一端设在安装架上，另一端穿过设在旋转架部分的轴孔，且该另一端固设有偏心盘，所述偏心部固设在偏心盘上。
在一种实施结构中：所述旋转架部分包括依序固定连接在一起的旋转架、导向块和盖板，所述导向块上或该导向块和盖板之间设有导槽，所述滑动部分滑动连接在导槽。
在一种实施结构中：所述滑动部分包括滑块，所述滑块中部设为长条状的导杆，所述导杆可滑动地嵌在导槽中，所述滑块上端固设有压板，所述压板顶抵偏心部。
在一种实施结构中：所述滑块上端的压板与导杆相垂直。
在一种实施结构中：所述滑动部分包括滑块，所述滑块下端设有卡爪，所述旋转架部分还包括相对导向块固定的弹簧座，所述弹性机构包括拉簧，所述拉簧一端连接在弹簧座，另一端连接在卡爪。
在一种实施结构中：所述导向块上导槽的对称中心线与所述旋转架的底面相平行，且与轴线X相交。
在一种实施结构中：所述拉簧的拉力作用线与轴线X相交。
在一种实施结构中：所述弹簧座有两个，分别设在所述的导向块左右两侧；所述的拉簧有两根，分别设置在所述滑块的左右两侧，这两根拉簧的下端分别连接所述滑块下端的卡爪，这两根拉簧的上端分别连接对应的弹簧座。
在一种实施结构中：一个滚套可滚动地套装在所述偏心部上，所述滑块部分顶或压在所述滚套的外周面。
本发明的技术方案之二是：显示器翻转装置的重力平衡机构，包含相对转动的旋转架部分和转动部分，所述相对转动轴线为轴线X，还包括顶抵部分和弹性机构，所述转动部分固接有偏心部，所述偏心部相对轴线X偏心设置，所述顶抵部分活动连接旋转架部分，所述弹性机构连接顶抵部分和旋转架部分且弹性机构产生施加于顶抵部分的弹力，所述弹力使顶抵部分顶抵偏心部。
本发明的技术方案之三是：显示器翻转装置，包括安装架、连接架和驱动机构，该连接架能转动连接在安装架上，所述驱动机构传动连接该连接架以带动连接架相对安装架转动；其特征在于：还包括上述的显示器翻转装置的重力平衡机构，所述转动部分相对安装架固装设置，所述旋转架部分相对连接架固装设置。
本发明的技术方案之四是：显示器装置，包括显示器及上述的显示器翻转装置，所述的显示器固装在连接架上。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
弹性机构连接滑动部分和旋转架部分且弹性机构能产生施加于活动部分的弹力，弹力使滑动部分顶抵偏心部，以产生与显示板和平板架的重力产生的重力矩相反的反向力矩，及时地抵消该重力矩对减速电机及传动机构的负面作用，达到保护减速电机的发明目的。本发明可以提高整个显示器翻转装置的抗颠簸、抗冲击能力。由于它使减速电机的负荷明显降低，从而设计者可以选用功率和尺寸更小的减速电机，有利于控制整个显示器翻转装置的厚度，满足当前薄型化的市场需求。本发明将所有附加零件与旋转架部分连接一起，形成一个独立完整的组件，结构紧凑，整体性好，便于装配。
分别设置在滑块上导杆的左右两侧的两根拉簧可以平衡施力，使它们的拉力作用线与左固定轴的轴线相交，不会产生干扰力矩。而该合力作用在偏心盘偏心销上的反作用力，相对左固定轴轴线生成的反作用力矩可以充分发挥作用。
利用滚套使偏心销与压板之间相对运动的性质由滑动摩擦改变为滚动摩擦，可以有效地提高系统的可靠性和使用寿命。
本发明显示器翻转装置的重力平衡机构，附加零件少且结构简单，成本低，对减速电机保护的技术效果好，可靠性好。特别是，遇到特殊情况，不管显示器是否有电，车上的人员都可以强行向前或向后推平板架和显示板，在不损坏减速电机的情况下，强制平板架和显示板收拢到贴近车顶棚，为车上人员的疏散提供畅通的通道。这是预先不可预知的有益效果。本行业新的技术标准，就使用安全问题提出此要求；但现有技术尚未能实现。本发明在实现发明目的的同时顺带解决了这个难题。本发明显示器翻转装置的重力平衡机构具有普及推广的商业前景。
附图说明
图1为本发明显示器翻转装置的重力平衡机构一个实施例的立体结构示意图。
图2为图1实施例的展开结构示意图。
图3为图1实施例在显示板收起状态的结构示意图。
图3-1为图3中D部的局部放大图。
图4为图1实施例在显示板处于向右下方倾斜状态的结构示意图。
图4-1为图4中E部的局部放大图。
图5为图1实施例在显示板处于竖直状态的结构示意图。
图5-1为图5中F部的局部放大图。
图6为图1实施例在显示板处于反向推平状态的结构示意图。
图6-1为图6中H部的局部放大图。
图7为实施例二的重力平衡机构的展开结构示意图。
图8为实施例三的重力平衡机构的展开结构示意图。
具体实施方式
一、实施例一
本发明显示器翻转装置的重力平衡机构的应用环境是：该翻转装置有一个连接架(该连接架包括平板架1)，一个安装架。平板架1与显示板9的背面相连接。安装架固定在车顶棚上，它左右两端分别设有向下伸出的右凸耳和左凸耳。平板架1上靠近安装架的一侧依次固定安装有左旋转架61、减速电机和右旋转架。
左固定轴62穿套在左旋转架61上，左固定轴62的左端与安装架的左凸耳做不可转动的连接。减速电机的输出轴通过连轴器同轴地连接穿套在右旋转架上的右固定轴。右固定轴的右端与安装架的右凸耳做不可转动的连接。左固定轴62与右固定轴同轴，它们构成平板架1相对安装架翻转的转轴。
请参看图1和图2，本重力平衡机构实施例包含左旋转架61、左固定轴62、左法兰盘73、偏心盘71，偏心销72、滚套73、滑块74、导向块75、两根拉簧76、第一弹簧座77、盖板78和第二弹簧座79。
左旋转架61靠近安装架一侧(图1和图2中的上半部)的轴孔611内安装第一轴承613和第二轴承614，左固定轴62穿设在这两个轴承613、614的内孔中。左固定轴62的左端部沿外周面开有相对的平台621，以便与安装架的左凸耳做不可转动的连接。偏心盘71的直径大于左固定轴62的直径，偏心盘71固定安装在左固定轴62的右端，偏心盘71的右端面上远离安装架2的那一侧(图1和图2中的下侧)固定安装向右伸出的偏心销72。滚套73可滚动地套装在偏心销72上。
左旋转架61远离安装架一侧(图1和图2中的下半部)的左侧开有凹陷的台阶612，在该台阶612的右侧保留着立壁613；立壁613的右立面开有纵向的定位槽6131。该定位槽6131的对称中心线与左旋转架61的底面相平行，且与左固定轴62的轴线相交。导向块75大致为矩形块状，导向块75的右侧面开有一道纵向的导槽751，导向块75的左侧面设有向左凸起的纵向定位凸条752。导槽751的对称中心线与定位凸条752的对称中心线在同一个平面上。导向块75安装在左旋转架61的右侧面上，导向块75的定位凸条嵌在左旋转架61的定位槽6131中，从而使导向块75上导槽751的对称中心线与左旋转架61的底面相平行，且与左固定轴62的轴线相交。通过在左旋转架上设置作为安装基准的定位槽，在导向块上设置定位凸条，使得导向块安装到左旋转架上之后，导向块导槽的对称中心线与左旋转架的底面相平行，且与左固定轴的轴线相交；保证了滑块移动的轨迹线始终与左固定轴的轴线相交。
滑块74的主体是呈扁平长条状的导杆741，导杆741的上部为宽度较小的导向部7411，导向部7411的上端设横向的压板742，导杆741的下端设平置的卡爪743。卡爪743的左右两侧分别设有爪钩。滑块74上端的压板742与导杆741相垂直。滑块74的导向部7411可滑动地嵌在导向块75的导槽751中，盖板78可分离地盖在导向块75的右端面上，限制滑块74只能相对导向块75做纵向滑动。具有一个爪钩的第一弹簧座77设置在盖板78的右端面上，具有一个爪钩的第二弹簧座79设置在左旋转架61的台阶612上。
并排设置的两根拉簧76分别安置在滑块74导杆741中下部的两侧，它们的下端分别与导杆741下端的卡爪743上左右两侧对应的爪钩相连接，它们的上端分别与盖板78上第一弹簧座77的爪钩及左旋转架61上第二弹簧座79的爪钩相连接。二根拉簧76将滑块74向上拉，从而使滑块74上的压板742顶在偏心销72上的滚套73外周面上。二根拉簧76的拉力作用线与左固定轴62的轴线相交。
平时，显示板9和平板架1向右翻起靠近车顶棚，大致保持水平，请参看图3。滑块74的导杆741和二根拉簧76大致水平向右延伸，滑块74上的压板742的顶面左侧(图3中显示为下侧)抵住偏心销72上的滚套73外周面。显示板9及平板架1的重力G相对左固定轴62的轴心产生顺时针向下翻转的重力矩。此时请参看图3-1，二根拉簧76通过滑块74上的压板742向偏心销72施加向左的推力F1，由于偏心销72、偏心盘71和左固定轴62都被固定着，既不会移动，也不会相对左固定轴62的轴心转动；相反，偏心销72上的滚套73外周面施加在滑块74压板742上的反作用力F2，使得滑块74相对左固定轴62的轴心产生逆时针转动的反向力矩，该反向力矩通过导向块75传递到平板架1，极大地抵消了上述重力矩，大大减小了显示板9和平板架1重力G对减速电机输出轴施加的翻转力矩作用，提高了显示板9和平板架1在水平状态时的锁定能力。
当显示板9和平板架1处于向右下方倾斜状态时，请参看4。滑块74的导杆741和两根拉簧76大致向右下方倾斜，滑块74的压板742的顶面抵住偏心销72上的滚套73外周面。显示板9及平板架1的重力G1相对左固定轴62的轴心产生顺时针向左下方翻转的重力矩。此时请参看图4-1，两根拉簧76通过滑块74的压板742向偏心销72施加向左上方的推力F11，由于偏心销72、偏心盘71和左固定轴62都被固定着，既不会移动，也不会相对左固定轴62的轴心转动；相反，偏心销72上的滚套73外周面施加在滑块74压板742上的反作用力F21，使得滑块74相对左固定轴62的轴心产生逆时针转动的反向力矩，该反向力矩通过导向块75和左旋转架61传递到平板架1，极大地抵消了上述重力矩，大大减小了显示板9和平板架1重力G1对减速电机输出轴施加的翻转力矩作用，使减速电机输出轴的运动更加轻松自如。
当在显示板9和平板架1处于向下竖立状态时，请参看图5。滑块74的导杆741和二根拉簧76大致向下竖立，滑块74的压板742的顶面中部抵住偏心销72上的滚套73外周面。显示板9及平板架1的重力G2略微偏离左固定轴62轴心所在的垂直面，相对左固定轴62的轴心产生顺时针的重力矩。此时请参看图5-1，二根拉簧76通过滑块74的压板742向偏心销72施加向上的推力F12，由于偏心销72、偏心盘71和左固定轴62都被固定着，既不会移动，也不会相对左固定轴62的轴心转动；相反，偏心销72上的滚套73外周面施加在滑块74压板742上的反作用力F22，使得滑块74相对左固定轴62的轴心产生逆时针的反向力矩，该反向力矩通过导向块75和左旋转架61传递到平板架1，基本抵消了上述重力矩，显示板9和平板架1的重力G2不会对减速电机输出轴施加翻转力矩作用，显示板9和平板架1可以自如地保持竖立状态，并且当减速电机输出轴转动时平板架1可以轻松地带动显示板9做出相应的翻转。
一旦显示板9和平板架1向左翻起靠近车顶棚，大致保持水平，请参看图6。滑块74的导杆741和二根拉簧76大致水平向左延伸，滑块74的压板742的顶面右侧(图6中显示为下侧)抵住偏心销72上的滚套73外周面。显示板9及平板架1的重力G3相对左固定轴62的轴心产生逆时针向下翻转的重力矩。此时请参看图6-1，二根拉簧76通过滑块74的压板742向偏心销72施加向右的推力F13，由于偏心销72、偏心盘71和左固定轴62都被固定着，既不会移动，也不会相对左固定轴62的轴心转动；相反，偏心销72上的滚套73外周面施加在滑块74压板742上的反作用力F23，使得滑块74相对左固定轴62的轴心产生顺时针转动的反向力矩，该反向力矩通过导向块75和左旋转架61传递到平板架1，极大地抵消了上述重力矩，大大减小了显示板9和平板架1重力G3对减速电机输出轴施加的翻转力矩作用，提高了显示板9和平板架1在水平状态时的锁定能力。
对比图3、图3-1与图6、图6-1，显然，这两种相反的情况下，本重力平衡机构实施例都能即时地对显示板9和平板架1的重力产生的重力矩做出及时的抵消。同理，在显示板9处于向左下方倾斜状态时，参照其相反情况图4的情形，可以推知本重力平衡机构实施例也能即时地对显示板9和平板架1的重力产生的重力矩做出及时的抵消。具体情况不再赘述。
当车辆行驶中出现上下或前后颠簸时，无论显示板9和平板架1处于何种状态，本重力平衡机构实施例都能即时地对显示板9和平板架1受到的冲击力所产生的冲击力矩做出及时的抵消。从而避免这些冲击力对减速电机3造成的损坏。
当遇到特殊情况，需要紧急将竖立的平板架1和显示板9收起来，不管显示器是否有电，车上的人员都可以强行向前或向后推平板架1和显示板9，使其做出相应的翻转，直至收拢到贴近车顶棚。为车上人员的疏散提供畅通的通道。由于有本重力平衡机构实施例即时地对显示板9和平板架1所受推力产生的推力矩做出及时的抵消，减速电机3也可以受到保护。
二、实施例二
请查阅图7，它与实施例一不同之处在于：所述导向块75右侧面凹设有装配槽754，所述装配槽754内固设有导向条753，所述导向条753处设有上述的导槽751。
三、实施例三
请查阅图7，它与实施例一不同之处在于：所述偏心盘71设为凸轮结构，所述凸轮具有至少一间隔与轴线的支撑平面，所述支撑平面构成上述的偏心部72’。
以上所述，仅为本发明显示器翻转装置的重力平衡机构较佳实施例，然而不以此限定本发明实施的范围，依本发明的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。

Claims (15)

1.显示器翻转装置的重力平衡机构，包含能相对转动的旋转架部分和转动部分，相对转动轴线为轴线X，其特征在于：还包括滑动部分和弹性机构，所述转动部分固接有偏心部，所述偏心部相对轴线X偏心设置，所述滑动部分能相对旋转架部分滑动，所述弹性机构连接滑动部分和旋转架部分且弹性机构产生施加于滑动部分的弹力，所述弹力使滑动部分顶抵偏心部；所述偏心部位于轴线X之下；另设一个滚套可滚动地套装在所述偏心部上，所述滑动部分顶或压在所述滚套的外周面。
2.根据权利要求1所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述滑动部分滑动方向和轴线X垂直相交。
3.根据权利要求1所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述转动部分包括偏心盘，所述偏心部包括偏心销，所述偏心销固设在偏心盘上。
4.根据权利要求1所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述弹性机构包括拉簧，所述拉簧一端连接在旋转架部分，另一端连接在滑动部分。
5.根据权利要求1所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：装接在平板架和安装架上；所述旋转架部分固定在平板架上，所述转动部分包括固定轴，所述固定轴一端设在安装架上，另一端穿过设在旋转架部分的轴孔，且该另一端固设有偏心盘，所述偏心部固设在偏心盘上。
6.根据权利要求1所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述旋转架部分包括依序固定连接在一起的旋转架、导向块和盖板，所述导向块上或该导向块和盖板之间设有导槽，所述滑动部分滑动连接在导槽。
7.根据权利要求6所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述滑动部分包括滑块，所述滑块中部设为长条状的导杆，所述导杆可滑动地嵌在导槽中，所述滑块上端固设有压板，所述压板顶抵偏心部。
8.根据权利要求7所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述滑块上端的压板与导杆相垂直。
9.根据权利要求6所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述滑动部分包括滑块，所述滑块下端设有卡爪，所述旋转架部分还包括相对导向块固定的弹簧座，所述弹性机构包括拉簧，所述拉簧一端连接在弹簧座，另一端连接在卡爪。
10.根据权利要求6所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述导向块上导槽的对称中心线与所述旋转架的底面相平行，且与轴线X相交。
11.根据权利要求9所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述拉簧的拉力作用线与轴线X相交。
12.根据权利要求9所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，其特征在于：所述弹簧座有两个，分别设在所述的导向块左右两侧；所述的拉簧有两根，分别设置在所述滑块的左右两侧，这两根拉簧的下端分别连接所述滑块下端的卡爪，这两根拉簧的上端分别连接对应的弹簧座。
13.显示器翻转装置的重力平衡机构，包含相对转动的旋转架部分和转动部分，所述相对转动的轴线为轴线X，其特征在于：还包括顶抵部分和弹性机构，所述转动部分固接有偏心部，所述偏心部相对轴线X偏心设置，所述顶抵部分活动连接旋转架部分，所述弹性机构连接顶抵部分和旋转架部分且弹性机构产生施加于顶抵部分的弹力，所述弹力使顶抵部分顶抵偏心部。
14.显示器翻转装置，包括安装架、连接架和驱动机构，该连接架能转动连接在安装架上，所述驱动机构传动连接该连接架以带动连接架相对安装架转动；其特征在于：还包括权利要求1至13中的任一项所述的显示器翻转装置的重力平衡机构，所述转动部分相对安装架固装设置，所述旋转架部分相对连接架固装设置。
15.显示器装置，其特征在于：包括显示器及权利要求14所述的显示器翻转装置，所述的显示器固装在连接架上。
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