CN109398245A - 车载显示屏的自动旋转系统、车载显示装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车载显示屏的自动旋转系统，包括经传动装置连接的驱动装置和车载显示屏的支承结构，传动装置包括第一传动级和第二传动级，第一传动级和第二传动级均采用蜗杆蜗轮传动机构，作为第一传动级的蜗杆蜗轮传动机构包括相互啮合的高速级蜗杆和高速级蜗轮，高速级蜗杆由驱动装置驱动，作为第二传动级的蜗杆蜗轮传动机构包括相互啮合的低速级蜗杆和低速级蜗轮，高速级蜗轮与低速级蜗杆之间经蜗杆传动轴传动连接，低速级蜗轮连接有输出轴，支承机构设于输出轴上并能在输出轴提供的动力下带动车载显示屏旋转。该系统结构紧凑，能实现车载显示屏的旋转调位，提升用户体验。本发明还提供了一种包括上述自动旋转系统的车载显示装置及车辆。

Description

车载显示屏的自动旋转系统、车载显示装置及车辆

技术领域

本发明涉及车载显示屏的安装技术领域，具体涉及一种车载显示屏的自动旋转系统、车载显示装置及车辆。

背景技术

随着人们对汽车娱乐化、智能化要求的不断提高及各种移动设备的普及，车载多媒体系统的功能、结构也日趋丰富。作为车载多媒体系统中关键部件的车载显示屏也具有朝多功能、大尺寸发展的趋势。

现有的车载显示屏大多是以横屏或竖屏的单一模式直接固定于汽车仪表台上，这样的结构在面临不同规格的图片及视频等影像资源时不能实现等比例、全屏显示，同时也不能够兼顾不同用户的使用习惯，用户体验较差。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种车载显示屏的自动旋转系统、车载显示装置及车辆，旨在解决现有车载显示屏不能根据用户需求方便的进行位置调节的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的车载显示屏的自动旋转系统采用的技术方案是：

车载显示屏的自动旋转系统，包括经传动装置连接的驱动装置和车载显示屏的支承结构，所述传动装置包括第一传动级和第二传动级，所述第一传动级和所述第二传动级均采用蜗杆蜗轮传动机构，其中，作为所述第一传动级的所述蜗杆蜗轮传动机构包括相互啮合的高速级蜗杆和高速级蜗轮，所述高速级蜗杆由所述驱动装置驱动，作为第二传动级的所述蜗杆蜗轮传动机构包括相互啮合的低速级蜗杆和低速级蜗轮，所述高速级蜗轮与所述低速级蜗杆之间经蜗杆传动轴传动连接，所述低速级蜗轮连接有输出轴，所述支承机构设于所述输出轴上并能在所述输出轴提供的动力下带动所述车载显示屏旋转。

进一步的，所述传动装置设有过载保护机构。

进一步的，所述过载保护机构包括锁止凸环和复位结构，所述锁止凸环和所述低速级蜗轮均套设于所述输出轴上并设有相互对应的第一端面齿和第二端面齿，所述输出轴与所述锁止凸环轴毂联接，所述复位结构与所述锁止凸环相连并能控制所述锁止凸环沿所述输出轴的轴向滑动以使所述第一端面齿和所述第二端面齿相互啮合传动或相互分离制动。

进一步的，所述复位结构为弹性元件。

进一步的，所述复位结构、所述锁止凸环及所述低速级蜗轮在所述输出轴上呈轴向压紧设置。

进一步的，所述输出轴与所述低速级蜗轮通过键连接或花键连接，所述输出轴上用于键连接或花键连接的凸起部设有导向结构。

进一步的，所述输出轴为中空轴。

进一步的，作为所述第一传动级和所述第二传动级的蜗杆蜗轮传动机构中至少有一个为自锁型蜗杆蜗轮传动机构。

进一步的，所述支承结构定中心于所述输出轴的轴线上。

进一步的，还包括用于支承定位的机壳，所述机壳包括机架和机盖，所述机架、所述低速级蜗轮、所述机盖及所述支承结构依次套设于所述输出轴上，所述驱动装置被支承于所述机架与所述机盖之间并与所述输出轴呈并列设置，所述高速级蜗杆固连于所述驱动装置的驱动轴轴端，所述高速级蜗轮与所述蜗杆传动轴固连传动，所述低速级蜗杆设于所述蜗杆传动轴上，所述蜗杆传动轴固定于由所述机架和所述机盖的内壁形成的轴承孔内。

进一步的，所述机盖和所述支承结构设有能相互配合以限制旋转角度的限位结构。

本发明还提供了一种车载显示装置，包括车载显示屏和上述自动旋转系统。

本发明还提供了一种包括上述自动旋转系统的车辆。

基于上述技术方案，本发明相对于现有技术至少具有以下有益效果：通过驱动装置和传动装置能够带动车载显示屏的自动旋转，从而能实现相应的位置调节，借助旋转还尤其能实现横屏和竖屏的自由切换，为用户提供更好的视听享受。此外，传动装置采用两级蜗杆蜗轮传动机构，还大幅提高了传动比，不仅能确保车载显示屏在旋转时保持较慢的转速，进一步提高使用的安全性和可靠性，用户体验更好；还使得整体结构简单紧凑，组装方便，相较于现有的定轴轮系及行星轮系的齿轮传动装置而言，能大幅减小体积、减轻系统重量，并具有传动平稳、噪声低、承载性能更佳等优点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种车载显示屏的自动旋转系统的分解结构示意图；

图2为图1所示车载显示屏的自动旋转系统的组装结构示意图；

图3为图2所示车载显示屏的自动旋转系统的侧视结构示意图；

图4为图3中A-A剖视结构示意图；

图5为图1和图4中蜗杆传动轴的结构示意图；

图6为图1和图4中输出轴的结构示意图。

附图标记说明：

10：驱动装置；11：驱动轴；21:高速级蜗杆；22：高速级蜗轮；30：蜗杆传动轴；31：U形过盈段；41：低速级蜗轮；51：锁止凸环；52：复位结构；60：输出轴；61：凸起部；62：导向结构；71：旋转盘；72：屏后支架；73：屏支架；81：机架；82：机盖；83：压盖；91：第二轴套；92：第一轴套；93：第三轴套；94：压片；95：轴承压块。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，以下实施例中的上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

参照图1至图4所示，本发明实施例提供的车载显示屏的自动旋转系统，包括经传动装置连接的驱动装置10和车载显示屏的支承结构，传动装置包括第一传动级和第二传动级，第一传动级和第二传动级均采用蜗杆蜗轮传动机构，其中，作为第一传动级的蜗杆蜗轮传动机构包括相互啮合的高速级蜗杆21和高速级蜗轮22，高速级蜗杆21由驱动装置10驱动，作为第二传动级的蜗杆蜗轮传动机构包括相互啮合的低速级蜗杆(未示出)和低速级蜗轮41，高速级蜗轮22与低速级蜗杆之间经蜗杆传动轴30传动连接，低速级蜗轮41连接有输出轴60，支承机构设于输出轴60上并能在输出轴60提供的动力下带动车载显示屏旋转。

该车载显示屏的自动旋转系统，通过驱动装置10和传动装置能够带动车载显示屏的自动旋转，从而能实现相应的位置调节，借助旋转还尤其能实现横屏和竖屏的自由切换，为用户提供更好的视听享受。此外，传动装置采用两级蜗杆蜗轮传动机构，还大幅提高了传动比，不仅能确保车载显示屏在旋转时保持较慢的转速，进一步提高使用的安全性和可靠性，用户体验更好；还使得整体结构简单紧凑，组装方便，相较于现有的定轴轮系及行星轮系的齿轮传动装置而言，能大幅减小体积、减轻系统重量，并具有传动平稳、噪声低、承载性能更佳等优点。

进一步的，在本实施例中，传动装置还设有过载保护机构。通过设置过载保护机构能够保护传动装置及驱动装置10避免由于过大的作用到输出轴60上的力而引起的损坏，进一步提高使用的安全性、可靠性。

具体在本实施例中，过载保护机构设于低速级蜗轮41和输出轴60之间，且正常工况下，过载保护机构作为中间传动件使低速级蜗轮41和输出轴60配合传动，过载工况下，过载保护机构作为制动件使低速级蜗轮41和输出轴60分离制动。将过载保护机构设置在低速级蜗轮41和输出轴60之间，相当于将过载保护机构布置在所有的蜗杆蜗轮传动机构之后，从而即使系统出现过载情况，过载保护机构也能确保从高速级蜗杆21到低速级蜗轮41转矩流传动过程中，这些齿间啮合受到保护而不会发生齿过载断裂，避免整个传动装置严重损坏。

优选的，在本实施例中，过载保护机构包括锁止凸环51和复位结构52，锁止凸环51和低速级蜗轮41均套设于输出轴60上并设有相互对应的第一端面齿和第二端面齿，其中，锁止凸环51设有第一端面齿，低速级蜗轮41设有第二端面齿，输出轴60与锁止凸环51轴毂联接，复位结构52与锁止凸环51相连并能控制锁止凸环51沿输出轴60的轴向滑动以使第一端面齿和第二端面齿相互啮合传动或相互分离制动。利用锁止凸环51能实现低速级蜗轮41与输出轴60之间的传动和制动(即过载保护)，结构简单紧凑，安装方便，有利于节约整体占用空间；并且锁止凸环51通过沿输出轴60的轴向滑动实现过载保护，能确保过载时输出轴60的安装位置不发生变化，从而能最大限度的减小制动时对输出轴60自身、低速级蜗轮41及支承结构等部件的损伤；此外，复位结构52的设置，一方面可借助系统自身的过载力(即在低速级蜗轮41向锁止凸环51传递扭矩大于系统设定保护扭矩时，低速级蜗轮41与锁止凸环51的端面齿挤压力的轴向分力)带动锁止凸环51沿输出轴60朝远离低速级蜗轮41的轴向滑动，制动过程简单高效，另一方面还便于在整个系统过载的情况消失后，锁止凸环51能在复位结构52的回复力作用下沿输出轴60的轴向滑动复位，以使第一端面齿和第二端面齿恢复相互啮合传动，极大的提高了运行的稳定性和可靠性，使用方便。

具体在本实施例中，复位结构52、锁止凸环51及低速级蜗轮41在输出轴60上呈轴向压紧设置。这样，不仅能共同组成一个类似离合器的结构，使得系统在过载工况下，锁止凸环51和低速级蜗轮41可以自动脱开，起到了对传动装置的过载保护，同时还能使得整个系统具备防夹功能，更加的安全、可靠。

优选的，在本实施例中，上述复位结构52为弹性元件。利用弹性元件的弹性力控制第一端面齿和第二端面齿相互啮合传动或相互分离制动，简单方便。该弹性元件进一步优选为成本低廉、安装方便的弹簧。具体在本实施例中，弹簧可套设于输出轴60上并与锁止凸环51的端面相连。正常工况下，锁止凸环51与低速级蜗轮41的第一端面齿和第二端面齿相互啮合且不发生相对转动，整个传动装置处于闭合状态，低速级蜗轮41通过第一端面齿和第二端面齿间的挤压将传动力矩(具体为扭矩)传递给锁止凸环51，弹簧在安装时可对锁止凸环51的端面施加一定的轴向压紧力，从而进一步确保锁止凸环51与低速级蜗轮41之间端面齿啮合的稳定性和可靠性，锁止凸环51通过轴毂联接部将扭矩传递给输出轴60，进而由输出轴60带动装有车载显示屏的支承结构实现旋转动作以进行位置调节；在系统处于过载工况下时，即低速级蜗轮41传递的扭矩大于系统设定的保护扭矩时，在低速级蜗轮41与锁止凸环51的端面齿间挤压力的轴向分力大于弹簧设定的开启力(该开启力与上述系统设定保护扭矩的轴向力相同或大致相同)时，弹簧被压缩而带动锁止凸环51沿输出轴60朝远离低速级蜗轮41的轴向滑动，使第一端面齿和第二端面齿脱开从而使动力传输终止，达到过载保护的目的；过载情况消失后，锁止凸环51可在弹簧提供的弹性回复力作用下复位而与低速级蜗轮41恢复啮合传动。

当然，上述弹性元件还可以是波纹管、弹性膜片等其他现有元件或结构；上述复位结构52也可以是复位开关、复位触发器等其他现有装置或零件，上述过载保护机构也可以是其他现有的能够在过载时对传动装置进行制动的装置或零件，在此均不作限制。

优选的，参照图6所示，在本实施例中，输出轴60与低速级蜗轮41通过键连接或花键连接，输出轴60上用于键连接或花键连接的凸起部61设有导向结构62，便于装配同时，还可以减少锁止凸环51沿输出轴60轴向滑动(即作脱出或结合)时的阻力，从而能使锁止凸环51朝低速级蜗轮41靠近啮合或远离脱开更加顺畅。该导向结构62优选为导向斜面。上述导向结构62可以是沿凸起部61的侧面加工的导向斜面。

进一步的，在本实施例中，作为第一传动级和第二传动级的蜗杆蜗轮传动机构中至少有一个为现有的自锁型蜗杆蜗轮传动机构。选用自锁型蜗杆蜗轮传动机构可使传动装置具有自锁功能，以使输出轴60在旋转到一定位置后自动锁止，进而间接确保车载显示屏能在旋转到位后能止转，实用性较佳。该自锁型蜗杆蜗轮传动机构，可通过将蜗杆的头数设为1，并通过合理设计蜗杆及蜗轮的相关结构参数实现。

进一步的，在本实施例中，支承结构定中心于输出轴60的轴线上。这样的结构能使支承结构在旋转过程中的旋转中心始终保持不变，以便适用于多种不同尺寸、形状的车载显示屏，兼容性较好，便于推广应用。

为了便于安装使用，本发明实施例的车载显示屏的自动旋转系统还包括用于支承定位的机壳。

结合图1至图4所示，机壳包括机架81和机盖82；机架81、低速级蜗轮41、机盖82及支承结构依次套设于输出轴60上，具体在本实施例中，在机架81和低速级蜗轮41之间还可依次设有第一轴套92、压片94/垫圈、上述弹簧及锁止凸环51，机盖82与支承结构之间设有第二轴套91，装配时，锁止凸环51和低速级蜗轮41轴向间经机架81、弹簧压紧在输出轴60上，其中，低速级蜗轮41与输出轴60采用间隙配合，输出轴60通过第一轴套92和第二轴套91分别与机架81和机盖82间形成简支支撑，以满足系统整体的刚度要求；为了进一步提高整体结构的稳定性，在远离第一轴套92的机架81端面还可设有压盖83。驱动装置10被支承于机架81与机盖82之间并与输出轴60呈并列设置，参照图4所示，驱动装置10置于输出轴60的下方，为了简化结构，驱动装置10可呈简支状态支撑于机架81与机盖82之间。高速级蜗杆21可以能拆卸或不能拆卸的方式固连于驱动装置10的驱动轴11轴端，例如可以采用焊接等不能拆卸的方式进行固定连接；具体在本实施例中，高速机蜗杆与驱动轴11可采用过盈配合实现固连。高速级蜗轮22与蜗杆传动轴30固连传动，在实际应用时，高速级蜗轮22与蜗杆传动轴30优选通过过盈配合固连传动，具体在本实施例中，参照图5所示，蜗杆传动轴30上机加工有U形过盈段31，高速级蜗轮22与该U形过盈段31所在的蜗杆传动轴30过盈配合以实现固连传动。低速级蜗杆设于蜗杆传动轴30上，蜗杆传动轴30固定于由机架81和机盖82的内壁形成的轴承孔内，在实际应用中，参照图1，蜗杆传动轴30可通过轴承压块95和第三轴套93固定于轴承孔处内。驱动装置10、传动装置置于机盖82和机架81内，机盖82能与机架81盖合并通过螺纹连接固定。该机壳的结构设计及驱动装置10、传动装置的各部件在机壳的布局，使得整个系统组装方便、结构紧凑、体积小、重量轻，该系统可借助机架81悬置于车辆的中控，从而使车辆仪表台更加整洁、美观。

机盖82和支承结构还优选设有能相互配合以限制旋转角度的限位结构，限位结构的设置可进一步在车载显示屏旋转到位后进行自动限位锁止，该限位结构优选是分别设于支承结构和机盖82上的筋条；该限位结构进一步优选按90°的间隔分布于支承结构和机盖82的周向，以实现90°的限位作用，从而满足横屏和竖屏自由切换的需求。

具体在本实施例中，上述支承结构优选包括依次设置的旋转盘71、屏后支架72和屏支架73；旋转盘71与输出轴60相连，屏支架73用于载置车载显示屏，屏后支架72用于连接旋转盘71和屏支架73。旋转盘71可大致呈碗状，在靠近碗口的内周设有上述限位结构。旋转盘71定中心于输出轴60的轴线上。屏后支架72与屏支架73可通过螺栓连接固定，屏后支架72与旋转盘71之间可通过卡扣及螺纹连接件实现固连，旋转盘71与输出轴60可采用轴孔配合并进一步通过螺纹连接实现可靠固连。在实际应用时，屏支架73通常是与车载显示屏的尺寸和形状相适应的，只需采用统一接口的屏后支架72，即可实现与多尺寸、形状的车载显示屏的匹配、兼容。

上述输出轴60为阶梯轴，输出轴60的外径从机盖82到机架81沿轴向依次减小。

具体在本实施例中，结合图1、图3至图5所示，输出轴60进一步优选为中空轴。利用中空轴的内通孔可用于车载显示屏外接线束的走线，使走线规整美观，进一步提高整体结构布局的紧凑性，此外，中空轴还能起到节省材料、降低成本、减轻重量的作用。

上述驱动装置10优选为常见的电机或马达等其他现有的动力装置。当驱动装置10为电机时，上述驱动轴11即为电机轴。

需要说明的是，上述车载显示屏的自动旋转系统还设有轴承等其他装配所需元件或结构，这些元件或结构均是在现有技术中常见的，因此不作详述。

本发明实施例还提供了一种车载显示装置，包括车载显示屏和上述自动旋转系统。

本发明实施例还提供了一种包括上述自动旋转系统的车辆。

上述车载显示装置及车辆由于与本发明自动旋转系统实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明自动旋转系统实施例相同，具体内容可参见本发明自动旋转系统实施例中的叙述，此处不再赘述。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：包括经传动装置连接的驱动装置和车载显示屏的支承结构，所述传动装置包括第一传动级和第二传动级，所述第一传动级和所述第二传动级均采用蜗杆蜗轮传动机构，其中，作为所述第一传动级的所述蜗杆蜗轮传动机构包括相互啮合的高速级蜗杆和高速级蜗轮，所述高速级蜗杆由所述驱动装置驱动，作为第二传动级的所述蜗杆蜗轮传动机构包括相互啮合的低速级蜗杆和低速级蜗轮，所述高速级蜗轮与所述低速级蜗杆之间经蜗杆传动轴传动连接，所述低速级蜗轮连接有输出轴，所述支承机构设于所述输出轴上并能在所述输出轴提供的动力下带动所述车载显示屏旋转。

2.如权利要求1所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：所述传动装置设有过载保护机构。

3.如权利要求2所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：所述过载保护机构包括锁止凸环和复位结构，所述锁止凸环和所述低速级蜗轮均套设于所述输出轴上并设有相互对应的第一端面齿和第二端面齿，所述输出轴与所述锁止凸环轴毂联接，所述复位结构与所述锁止凸环相连并能控制所述锁止凸环沿所述输出轴的轴向滑动以使所述第一端面齿和所述第二端面齿相互啮合传动或相互分离制动。

4.如权利要求3所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：所述复位结构为弹性元件。

5.如权利要求3所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：所述复位结构、所述锁止凸环及所述低速级蜗轮在所述输出轴上呈轴向压紧设置。

6.如权利要求1所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：所述输出轴与所述低速级蜗轮通过键连接或花键连接，所述输出轴上用于键连接或花键连接的凸起部设有导向结构。

7.如权利要求1所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：所述输出轴为中空轴。

8.如权利要求1所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：作为所述第一传动级和所述第二传动级的蜗杆蜗轮传动机构中至少有一个为自锁型蜗杆蜗轮传动机构。

9.如权利要求1所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：所述支承结构定中心于所述输出轴的轴线上。

10.如权利要求1至9中任一项所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：还包括用于支承定位的机壳，所述机壳包括机架和机盖，所述机架、所述低速级蜗轮、所述机盖及所述支承结构依次套设于所述输出轴上，所述驱动装置被支承于所述机架与所述机盖之间并与所述输出轴呈并列设置，所述高速级蜗杆固连于所述驱动装置的驱动轴轴端，所述高速级蜗轮与所述蜗杆传动轴固连传动，所述低速级蜗杆设于所述蜗杆传动轴上，所述蜗杆传动轴固定于由所述机架和所述机盖的内壁形成的轴承孔内。

11.如权利要求10所述的车载显示屏的自动旋转系统，其特征在于：所述机盖和所述支承结构设有能相互配合以限制旋转角度的限位结构。

12.一种车载显示装置，其特征在于：包括车载显示屏和权利要求1至11中任一项所述的自动旋转系统。

13.一种车辆，其特征在于：包括权利要求1至11中任一项所述的自动旋转系统。