CN109324419B - 一种伸缩机构及包含该伸缩机构的立体显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种伸缩机构及包含该伸缩机构的立体显示装置，所述伸缩机构包括安装架以及驱动电机、传动组件；所述驱动电机固定设置在安装架的一端；所述传动组件包括主动带轮、从动带轮和皮带；所述皮带上设有与显示设备固定连接的中间连接件；所述中间连接件与安装架之间设有直线导向机构。所述立体显示装置包括多个矩阵排列的立体显示单元，每个立体显示单元包括显示设备和伸缩机构，其中，所述显示设备包括长杆状的罩体以及设置在罩体端部的显示模块；所述伸缩机构中的安装架伸入到罩体内，所述中间连接件与罩体固定连接。所述伸缩机构应用在立体显示装置中，具有稳定性好、速度快、结构紧凑的优点，尤其适用于大伸缩行程的立体显示装置。
Description
技术领域
本发明涉及立体显示设备，具体涉及一种伸缩机构及包含该伸缩机构的立体显示装置。
背景技术
随着科技的发展，用于广告、宣传以及装饰等公共场合的显示技术由传统的静态显示(例如海报)演变为以屏幕为载体的电子显示技术，其中，电子屏幕显示主要由细小的像素点组合而成，结合多彩的灯光，可以为观赏者提供更丰富、真实的视觉效果，从而更准确、生动地传达相应的信息。
具体地，现有的电子显示技术可分为静态显示和动态显示，其中，动态显示能够提供包含动作的显示画面，观赏性更好，广受大众喜爱。现有的大多数电子显示屏幕都是固定的平面结构，只能在二维空间上展示静态或动态信息，屏幕本身不能带来动态的显示效果。为了获得立体感更强、内容更丰富、更加动感的显示效果，现有技术中出现了动态的显示装置，这种动态显示装置由若干个显示单元组合而成，每个组合单元可以作伸缩运动，使得屏幕本身即可塑造出多种立体动态造型，使得整体的展示效果更加丰富震撼。例如授权公告号为CN 105937751 A的实用新型专利公开的“一种伸缩式矩阵灯及用其制造的伸缩屏”。现有的动态显示装置的伸缩机构主要采用丝杆传动机构，其存在的不足在于：
1、采用丝杆传动机构作为伸缩机构适用于伸缩距离较短的立体显示装置，当伸缩的行程较大时，一方面，丝杆的长度过长，形成长的悬臂结构，伸缩屏移动时的稳定性变差，另一方面，长丝杠的加工难度大，制造成本较高。
2、丝杆传动机构是将丝杆的转动转化成螺距方向的直线移动，直线移动的速度慢，当应用在大行程的伸缩屏中时，移动速度慢不利于塑造形态更加丰富和快速变化的立体动态造型。
3、采用丝杠传动机构作为伸缩机构，丝杆设置在灯罩内部，灯罩外部还要设置导向机构，从而不能充分利用灯罩的内部空间，使得结构不够紧凑，体积大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种用于立体显示装置的伸缩机构，该伸缩机构应用在立体显示装置中，具有稳定性好、速度快、结构紧凑的优点，尤其适用于大伸缩行程的立体显示装置。
本发明的另一种目的在于提供一种包含上述伸缩机构的立体显示装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种用于立体显示装置的伸缩机构，包括安装架以及设置在安装架上用于提供升降动力的驱动电机、用于将驱动电机的动力传递至显示设备并带动显示设备作直线运动的传动组件；
所述驱动电机固定设置在安装架的一端；所述传动组件包括传动带轮和与传动带轮配合的皮带，所述传动带轮为两个，分别为设置在驱动电机的输出轴上的主动带轮和固定在安装架的另一端的从动带轮，所述皮带环绕在主动带轮和从动带轮上；所述皮带上设有与显示设备固定连接的中间连接件；所述中间连接件与安装架之间设有直线导向机构。
上述用于立体显示装置的伸缩机构的工作原理是：
工作时，在驱动电机的驱动下，主动带轮进行转动，从而驱动皮带进行移动，由于中间连接件固定连接在皮带和显示设备之间，随着带轮的转动，中间连接件作直线运动，通过改变驱动电机的转向，即可驱动显示设备进行伸缩运动。显示设备中的显示设备(如灯光或显示屏)在驱动电机的驱动下，可以随着进行伸缩运动，上述的显示设备一般呈矩阵分布，多个排列整齐的显示设备配合完成特定的显示内容，形成动态变化的立体显示装置，从而带来倍加动感的立体视觉体验。
本发明的一个优选方案，其中，所述直线导向机构包括固定在安装架上的直线导轨和与直线导轨配合的滑块；所述中间连接件固定连接在滑块上，所述皮带固定连接在中间连接件上。通过上述结构，当罩体作伸缩运动时，导向组件能够为其提供准确的导向，从而获得更好的显示效果。
本发明的一个优选方案，其中，所述安装架上设有用于增加皮带张紧力的张紧轮，这样可以确保皮带能够快速、准确地将驱动电机的动力传递至中间连接件上。
本发明的一个优选方案，其中，所述安装架上设有用于检测罩体的位置的位置检测模块，该位置检测模块位于显示设备中与驱动电机对应的一端，在显示设备沿着安装架往下移动收缩的过程中，位置检测模块可以为显示设备提供临界的信号，从而防止显示设备过度下移而破坏显示设备的内部结构。具体地，所述位置检测模块可以由行程开关构成，也可以由光电传感器构成，所述位置检测模块与控制电机转动的控制装置连接。
本发明的一个优选方案，其中，所述安装架设有驱动电机的一端为接地端，所述接地端的底部通过固定连接结构固定在地板或墙壁上。
本发明的一个优选方案，其中，所述中间连接件包括承托部和固定部，所述固定部固定地包裹在滑块上，所述承托部承托地连接在显示设备的底端上。
一种包含上述伸缩机构的立体显示装置，由若干个分显示单元组成，每个分显示单元包括按矩阵形式设置在固定框架中的多个立体显示单元，每个立体显示单元包括显示设备和所述伸缩机构，其中，所述显示设备包括长杆状的罩体以及设置在罩体端部的显示模块；所述伸缩机构中的安装架的上端伸入到罩体内，底端固定设置在所述固定框架上；所述固定框架的侧壁上设有用于与相邻的固定框架固定连接的组合连接结构；所述中间连接件与罩体固定连接。
本发明的一个优选方案，其中，所述组合连接结构包括连接钩和固定柱，所述连接钩和固定柱通过安装盒设置在不同的侧壁上；所述安装盒镶嵌在侧壁上，且开口朝外，包括设置在不同的侧壁上的第一安装盒和第二安装盒；所述连接钩的一端通过偏心转动轴竖向连接在第一安装盒内，另一端设有钩槽且延伸至第一安装盒的开口的外侧；所述固定柱竖立设置在第二安装盒中；所述偏心转动轴的两端转动连接在第一安装盒上，中间设有偏心的转动部；所述连接钩通过转动孔转动连接在转动部上，其转动中心与偏心转动轴的转动中心不同；所述偏心转动轴中设有用于与转动工具配合的操作孔；
所述连接钩上设有用于间接驱动连接钩进行锁紧转动和用于防止连接钩受到外力进行自主转动的中间作用块，该中间作用块铰接在连接钩的钩槽和转动中心之间；所述转动部上设有沿着锁紧的方向前后设置的第一作用部和第二作用部，所述中间作用块靠近转动部的一端设有卡槽和反向驱动部，另一端为间接驱动部；
非锁紧状态下，所述卡槽卡在第一作用部上，所述间接驱动部与钩槽重叠；锁紧状态下，沿着解锁的方向，所述第二作用部挡在反向驱动部的前方，所述卡槽远离第一作用部，所述间接驱动部与钩槽不重叠。
工作时，工作人员将两个固定框架靠近，并通过与操作孔匹配的转动工具往锁紧的方向转动偏心转动轴，由于中间作用块的卡槽卡在转动部的第一作用部上，且中间作用块设置在连接钩上，所以随着偏心转动轴的转动，中间作用块同时也驱动连接钩转动，使得连接钩往靠近固定柱的方向转动；其中，由于中间作用块的间接驱动部与钩槽重叠，所以当连接钩的钩槽靠近固定柱时，固定柱将间接驱动部挡住，使得间接驱动部往后转动并离开与钩槽重叠的位置，同时中间作用部另一端的卡槽也转动远离第一作用部，第二作用部转动挡在反向驱动部前方；此时连接钩已钩在固定柱上，形成固定连接(即为锁紧状态)。相反，工作人员通过与操作孔匹配的转动工具往与锁紧相反的方向转动偏心转动轴，即可将连接钩驱动远离固定柱，从而断开相邻两个固定框架之间的连接关系。
具体地，由于连接钩的转动中心与偏心转动轴的转动中心不同，所以在锁紧状态下，即使连接钩受到往解锁的方向的外力，也不能通过中间作用块方向驱动偏心转动轴转动；其中，当连接钩受到外力想要反向驱动中间作用部时，由于第二作用部转动挡在反向驱动部的前方(抵紧在方向驱动部的前方)，而连接钩的转动中心与偏心转动轴的转动中心不同，且连接钩的转动中心更靠近第二作用部与反向驱动部之间的接触点，所以中间连接块与偏心转动轴处于相互“顶死”的状态，亦即两者的自由度为零，不能进行移动，从而形成自锁的状态，这样可以防止连接钩受到外力自主进行解锁。
通过上述连接结构，可以根据实际需要进行分显示单元的组合，形成指定大小和形状的显示装置，以展示出想要的显示效果。
优选地，所述连接钩为两个，所述中间连接块铰接在两个连接钩之间。
优选地，所述组合连接结构为两组，分别位于固定框架不同的侧壁上，这样分别在固定框架的四个侧壁上设置两个连接钩和两个固定柱，从而能够在四周方向上与相邻的固定框架连接。
本发明的一个优选方案，其中，所述显示模块为灯具或记载着显示内容的显示屏。
优选地，所述灯具包括设在罩体的顶端的灯壳和固定在灯壳内的发光板，所述发光板包括光源和电路板。
本发明的一个优选方案，其中，所述安装架上设有保护壳，所述保护壳中设有呈螺旋状的导线；所述导线的两端分别连接在显示模块和电源上。当罩体沿着安装架进行伸展时，显示模块随着进行上升，此时螺旋状的导线可以作相应长度的伸展，从而确保将电能输送至显示模块的电路板上。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明中采用皮带传动机构，适用于伸缩行程较大的场合，一方面，由于皮带、中间连接件以及显示设备(罩体)固定连接在一起，在驱动电机的驱动下，上述三者能够同步地进行直线移动，这样无论显示设备的伸缩距离如何，均能够稳定地沿着安装架作大行程的伸缩运动；另一方面，皮带的制造难度小，能够简单地制造出想要的长度，且制造成本低。
2、本发明的传动方式是直接将传动带轮上线速度转化为皮带的直线运动，从而能够快速地带动罩体进行伸缩运动，应用于大行程的显示装置时，移动速度快和动作快捷，有利于塑造形态更加丰富和快速变化的立体动态造型。
3、本发明中的传动机构和导向机构全部设置在罩体的内部，这样可以更加充分地利用罩体内部的空间，使得结构更加紧凑，减小体积。
4、本发明中的显示设备呈长杆形，配合内部的伸缩机构，应用于大行程的显示装置时，能够大尺度地进行伸缩动作，为观赏者提供更加多端的动感变化，以提供更佳的视觉体验。
附图说明
图1为本发明中的立体显示装置的立体结构示意图。
图2为本发明中的立体显示装置的主视图。
图3为图1中的固定框架的立体结构示意图。
图4为图1中的固定框架的俯视图。
图5-6为图1中的组合连接结构的立体结构示意图。
图7-8为图5中的连接钩、中间作用块以及偏心转动轴的两个不同视角的立体结构示意图。
图9-10为图5中的连接钩、中间作用块以及偏心转动轴的两个不同状态下的示意图，其中，图9为锁紧状态下的示意图，图10为非锁紧状态下的示意图。
图11为图1中的立体显示单元的立体结构示意图。
图12-13为图11中的伸缩机构的两个不同视角的立体结构示意图。
图14为图11中的灯具的局部剖视图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1
参见图1-14，本实施例中的立体显示装置，由若干个分显示单元组成，每个分显示单元包括按矩阵形式设置在固定框架16中的多个立体显示单元，每个立体显示单元包括显示设备和伸缩机构，所述显示设备包括长杆状的罩体3以及设置在罩体3端部的显示模块。
其中，所述伸缩机构包括安装架1以及设置在安装架1上用于提供升降动力的驱动电机2、用于将驱动电机2的动力传递至显示设备并带动显示设备作直线运动的传动组件；所述驱动电机2固定设置在安装架1的一端；所述传动组件包括传动带轮和与传动带轮配合的皮带4，所述传动带轮为两个，分别为设置在驱动电机2的输出轴上的主动带轮5和固定在安装架1的另一端的从动带轮6，所述皮带4环绕在主动带轮5和从动带轮6上；所述皮带4上设有与显示设备固定连接的中间连接件7；所述中间连接件7与安装架1之间设有直线导向机构。所述安装架1的上端伸入到罩体3内，底端固定设置在固定框架16上；所述中间连接件7与罩体3固定连接；所述固定框架16的侧壁上设有用于与相邻的固定框架16固定连接的组合连接结构。
参见图5-10，所述组合连接结构包括连接钩17和固定柱18，所述连接钩17和固定柱18通过安装盒设置在不同的侧壁上；所述安装盒镶嵌在侧壁上，且开口朝外，包括设置在不同的侧壁上的第一安装盒19和第二安装盒20；所述连接钩17的一端通过偏心转动轴21竖向连接在第一安装盒19内，另一端设有钩槽且延伸至第一安装盒19的开口的外侧；所述固定柱18竖立设置在第二安装盒20中；所述偏心转动轴21的两端转动连接在第一安装盒19上，中间设有偏心的转动部；所述连接钩17通过转动孔转动连接在转动部上，其转动中心与偏心转动轴21的转动中心不同；所述偏心转动轴21中设有用于与转动工具配合的操作孔21-1；所述连接钩17上设有用于间接驱动连接钩17进行锁紧转动和用于防止连接钩17受到外力进行自主转动的中间作用块22，该中间作用块22铰接在连接钩17的钩槽和转动中心之间；所述转动部上设有沿着锁紧的方向前后设置的第一作用部21-2和第二作用部21-3，所述中间作用块22靠近转动部的一端设有卡槽22-1和反向驱动部22-2，另一端为间接驱动部22-3；非锁紧状态下，所述卡槽22-1卡在第一作用部21-2上，所述间接驱动部22-3与钩槽重叠，如图10；锁紧状态下，沿着解锁的方向，所述第二作用部21-3挡在反向驱动部22-2的前方，所述卡槽22-1远离第一作用部21-2，所述间接驱动部22-3与钩槽不重叠，如图9。
工作时，工作人员将两个固定框架16靠近，并通过与操作孔21-1匹配的转动工具往锁紧的方向转动偏心转动轴21，由于中间作用块22的卡槽22-1卡在转动部的第一作用部21-2上，且中间作用块22设置在连接钩17上，所以随着偏心转动轴21的转动，中间作用块22同时也驱动连接钩17转动，使得连接钩17往靠近固定柱18的方向转动；其中，由于中间作用块22的间接驱动部22-3与钩槽重叠，所以当连接钩17的钩槽靠近固定柱18时，固定柱18将间接驱动部22-3挡住，使得间接驱动部22-3往后转动并离开与钩槽重叠的位置，同时中间作用部另一端的卡槽22-1也转动远离第一作用部21-2，第二作用部21-3转动挡在反向驱动部22-2前方；此时连接钩17已钩在固定柱18上，形成固定连接(即为锁紧状态)。相反，工作人员通过与操作孔21-1匹配的转动工具往与锁紧相反的方向转动偏心转动轴21，即可将连接钩17驱动远离固定柱18，从而断开相邻两个固定框架16之间的连接关系。
具体地，由于连接钩17的转动中心与偏心转动轴21的转动中心不同，所以在锁紧状态下，即使连接钩17受到往解锁的方向的外力，也不能通过中间作用块22方向驱动偏心转动轴21转动；其中，当连接钩17受到外力想要反向驱动中间作用部时，由于第二作用部21-3转动挡在反向驱动部22-2的前方(抵紧在方向驱动部的前方)，而连接钩17的转动中心与偏心转动轴21的转动中心不同，且连接钩17的转动中心更靠近第二作用部21-3与反向驱动部22-2之间的接触点，所以中间连接块与偏心转动轴21处于相互“顶死”的状态，亦即两者的自由度为零，不能进行移动，从而形成自锁的状态，这样可以防止连接钩17受到外力自主进行解锁。
通过上述连接结构，可以根据实际需要进行分显示单元的组合，形成指定大小和形状的显示装置，以展示出想要的显示效果。
参见图5-10，所述连接钩17为两个，所述中间连接块铰接在两个连接钩17之间。所述组合连接结构为两组，分别位于固定框架16不同的侧壁上，这样分别在固定框架16的四个侧壁上设置两个连接钩17和两个固定柱18，从而能够在四周方向上与相邻的固定框架16连接。
参见图11-14，所述直线导向机构包括固定在安装架1上的直线导轨8和与直线导轨8配合的滑块9；所述中间连接件7固定连接在滑块9上，所述皮带4固定连接在中间连接件7上。通过上述结构，当罩体3作伸缩运动时，导向组件能够为其提供准确的导向，从而获得更好的显示效果。
参见图11-14，所述安装架1上设有用于增加皮带4张紧力的张紧轮10，这样可以确保皮带4能够快速、准确地将驱动电机2的动力传递至中间连接件7上。
参见图11-14，所述安装架1上设有用于检测罩体3的位置的位置检测模块11，该位置检测模块11位于显示设备中与驱动电机2对应的一端，在显示设备沿着安装架1往下移动收缩的过程中，位置检测模块11可以为显示设备提供临界的信号，从而防止显示设备过度下移而破坏显示设备的内部结构。具体地，所述位置检测模块11可以由行程开关构成，也可以由光电传感器构成，所述位置检测模块11与控制电机转动的控制装置连接。
参见图11-14，所述中间连接件7包括承托部和固定部，所述固定部固定地包裹在滑块9上，所述承托部的承托地连接在显示设备的底端上。
参见图1-2和图14，所述显示模块为灯具，所述灯具包括设在罩体3的顶端的灯壳12和固定在灯壳12内的发光板13，所述发光板13包括光源和电路板。
参见图11-14，所述安装架1上设有保护壳15，所述保护壳15中设有呈螺旋状的导线14；所述导线14的两端分别连接在显示模块和电源上。当罩体3沿着安装架1进行伸展时，显示模块随着进行上升，此时螺旋状的导线14可以作相应长度的伸展，从而确保将电能输送至显示模块的电路板上。
参见图1-2和图11-13，本实施例中的用于立体显示装置的伸缩机构的工作原理是：
工作时，在驱动电机2的驱动下，主动带轮5进行转动，从而驱动皮带4进行移动，由于中间连接件7固定连接在皮带4和显示设备之间，随着带轮的转动，中间连接件7作直线运动，通过改变驱动电机2的转向，即可驱动显示设备进行伸缩运动。显示设备中的显示设备(如灯光)在驱动电机2的驱动下，可以随着进行伸缩运动，上述的显示设备一般呈矩阵分布，多个排列整齐的显示设备配合完成特定的显示内容，形成动态变化的立体显示装置，从而带来倍加动感的立体视觉体验。
实施例2
与实施例1不同的是，本实施例中的显示模块为显示屏，所述显示屏中可播放特定的显示内容，这样在显示屏展示优美的二维动态的画面的前提下，还可以配合伸缩机构的驱动，构建真实的三维动感的画面，给观赏者以深刻、真实的视觉感受。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种立体显示装置，其特征在于，由若干个分显示单元组成，每个分显示单元包括按矩阵形式设置在固定框架中的多个立体显示单元，每个立体显示单元包括显示设备和伸缩机构，其中，所述显示设备包括长杆状的罩体以及设置在罩体端部的显示模块；
所述伸缩机构包括安装架以及设置在安装架上用于提供升降动力的驱动电机、用于将驱动电机的动力传递至显示设备并带动显示设备作直线运动的传动组件；
所述驱动电机固定设置在安装架的一端；所述传动组件包括传动带轮和与传动带轮配合的皮带，所述传动带轮为两个，分别为设置在驱动电机的输出轴上的主动带轮和固定在安装架的另一端的从动带轮，所述皮带环绕在主动带轮和从动带轮上；所述皮带上设有与显示设备固定连接的中间连接件；所述中间连接件与安装架之间设有直线导向机构；
所述直线导向机构包括固定在安装架上的直线导轨和与直线导轨配合的滑块；所述中间连接件固定连接在滑块上，所述皮带固定连接在中间连接件上；
所述安装架上设有保护壳，所述保护壳中设有呈螺旋状的导线；所述导线的两端分别连接在显示模块和电源上；
所述伸缩机构中的安装架的上端伸入到罩体内，底端固定设置在所述固定框架上；所述固定框架的侧壁上设有用于与相邻的固定框架固定连接的组合连接结构；所述中间连接件与罩体固定连接；
所述组合连接结构包括连接钩和固定柱，所述连接钩和固定柱通过安装盒设置在不同的侧壁上；所述安装盒镶嵌在侧壁上，且开口朝外，包括设置在不同的侧壁上的第一安装盒和第二安装盒；所述连接钩的一端通过偏心转动轴竖向连接在第一安装盒内，另一端设有钩槽且延伸至第一安装盒的开口的外侧；所述固定柱竖立设置在第二安装盒中；所述偏心转动轴的两端转动连接在第一安装盒上，中间设有偏心的转动部；所述连接钩通过转动孔转动连接在转动部上，其转动中心与偏心转动轴的转动中心不同；所述偏心转动轴中设有用于与转动工具配合的操作孔；
所述连接钩上设有用于间接驱动连接钩进行锁紧转动和用于防止连接钩受到外力进行自主转动的中间作用块，该中间作用块铰接在连接钩的钩槽和转动中心之间；所述转动部上设有沿着锁紧的方向前后设置的第一作用部和第二作用部，所述中间作用块靠近转动部的一端设有卡槽和反向驱动部，另一端为间接驱动部；
非锁紧状态下，所述卡槽卡在第一作用部上，所述间接驱动部与钩槽重叠；锁紧状态下，沿着解锁的方向，所述第二作用部挡在反向驱动部的前方，所述卡槽远离第一作用部，所述间接驱动部与钩槽不重叠。
2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述连接钩为两个，所述中间作用块铰接在两个连接钩之间；所述组合连接结构为两组，分别位于固定框架不同的侧壁上。
3.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述安装架上设有用于增加皮带张紧力的张紧轮。
4.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述安装架上设有用于检测罩体的位置的位置检测模块，该位置检测模块位于显示设备中与驱动电机对应的一端。
5.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述安装架设有驱动电机的一端为接地端，所述接地端的底部通过固定连接结构固定在地板或墙壁上。
6.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述中间连接件包括承托部和固定部，所述固定部固定地包裹在滑块上，所述承托部的承托地连接在显示设备的底端上。
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