CN111022868A

CN111022868A - 一种六自由度投影设备挂架

Info

Publication number: CN111022868A
Application number: CN202010002856.8A
Authority: CN
Inventors: 高合瑞
Original assignee: Qingdao Hisense Electronic Equipment Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Electronic Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-01-02
Filing date: 2020-01-02
Publication date: 2020-04-17

Abstract

本发明公开一种六自由度投影设备挂架，包括有：底座，在底座上设有第一调节部；第一调节件，与第一调节部配合对底座前后位置调整；俯仰支架，在俯仰支架上设有转动调节部；摆动组件，在底座和俯仰支架之间，能够在上下移动时带动俯仰支架前后摆动或者左右摆动；旋转支架，与俯仰支架连接，在旋转支架上设置有转动连接件，转动连接件与转动连接部配合以对旋转支架角度调整；固定支架，与投影设备固定连接，在固定支架上设有第二调节部，第二调节部件，与第二调节部配合以对固定支架的左右位置调整，并在调整到位时将固定支架与旋转支架锁紧固定。通过本发明解决了现有六自由度投影设备挂架占用空间大且调整自由度有限、承载能力有限的问题。

Description

一种六自由度投影设备挂架

技术领域

本发明涉及投影设备技术领域，尤其涉及一种六自由度投影设备挂架结构的改进。

背景技术

方舱作为机动部队的重要装备之一，常用于机动指挥系统、通信、医疗等方面。超短焦激光投影设备是一种使用固态激光作为光源、采用DLP和反射式短焦投影，将激光光束投射到幕布上实现显示的设备。激光投影色彩鲜明、饱和度高，可实现大尺寸投影，还节省空间，特别适合会议中心，指挥中心等适合大屏显示的场所。如果在方舱上安装此类激光投影设备，通过融合技术再加上其他的通讯设备则可以搭建一种灵活先进的机动指挥系统。但是，投影显示不同于普通液晶屏显示，其图像尺寸通常会达到100吋以上，且需要与幕布配合，因此投影设备的微小的不平都会造成图像歪斜，所以无论投影设备是在方舱还是室内吊顶安装，都要保证投影设备尽可能保持水平，为此一般都需事先加装一个挂架用于辅助调平投影设备。

移动方舱的构造及内部空间和普通室内情况比有自身的特点。一方面，方舱结构一般由骨架、蒙皮通过焊接、填充夹层组成，其制作要求和特点不同于制造精密设备，因此其舱壁的平整度都不高；另一方面，方舱的有限的空间内会安装有多型设备，这些设备的数据线需要提前埋设于舱顶和舱底的预留空间内，这样方舱内吊装投影设备的净高就会低于一般室内高度，同时舱体地面会放置有会议桌、操控台等设备，这就要求投影屏幕下沿距离地面的高度必须保证足够，以防止遮挡投影或视线遮挡。为此投影设备又必须有足够的高度来实现投影，并且投影屏幕越大所需吊装高度会越高，这样如果在舱顶和投影设备之间加装调平挂架则留给挂架的空间将非常有限；第三方面，方舱具有机动性，所有方舱内的设备都要满足国军标车载设备的振动冲击要求，由于激光投影设备不同于普通的灯泡式投影重量偏重，所以挂架不但要能调平还应有足够的承重能力和强度支撑投影设备，否则在运输过程中可能出现因由于颠簸会造成不安全的情况。

综合上述的几种情形看，方舱内安装激光投影设备首先需要借助挂架的调平能力来实现投影设备俯仰、移动或者旋转方向的调整以达到较大幅度调平投影的效果，单靠激光投影设备的自身调整很难做到；其次，由于方舱高度空间受限，在大屏投影的要求下，需要加装的挂架只有非常紧凑占用高度尽可能小，才能安装在方舱内，一旦高度超过限高要求，则无法使用。再次，挂架机构要有足够的承重力和强度，以保证投影设备安装稳定可靠。

目前对于投影设备的调平挂架机构，主要有几类：一类是只有一个垂直方向的上下手动或电动调整平台，投影设备放置于上面。其他方向的调平通过投影设备自身底部的4-5个螺柱或者类似形式来实现调整。这种实现方式简单，但投影只是放置于上下可动的平台上并没有固定；第二类挂架通过对六个方向的单独调整实现调平，但缺乏联动的设计使其结构臃肿体积无法压缩，这类挂架一般用于空间要求不是很高的室内情况；第三类挂架高度方向相对与第二类结构较紧凑，但这类挂架通常缺少一到两个自由度的调整，不能调整上下高度或左右不能调整俯仰等，实际是通过损失自由度调整来实现挂架的紧凑性设计，并不是六自由度可调机构。这种挂架通常用于对投影要求不太高的地方。第四类是通过一个万向节和其他的方向调整来实现六自由度调整，这样的结构形式也相对紧凑，但这种承重力有限，只能配合普通投影设备使用。

发明内容

为解决现有技术中六自由度投影设备挂架存在的使用受高度空间限制且调整自由度有限、承载能力有限的问题，本发明提供一种投影设备用挂架，其结构紧凑，占用空间小，在使用时不受空间的限制且承载能力强，可实现6个方向的自由度的调整，调整范围更加广泛。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种六自由度投影设备挂架，包括有：

底座，底座固定在吊顶上，在底座上设有第一调节部；

第一调节件，与所述第一调节部配合以对底座的前后位置调整并在调整到位后将所述底座锁紧固定到所述吊顶上；

俯仰支架，在所述俯仰支架上设有转动调节部；

摆动组件，连接在底座和俯仰支架之间，能够上下移动且在上下移动时带动俯仰支架前后摆动或者左右摆动；

旋转支架，与俯仰支架连接，在所述旋转支架上设置有转动连接件，所述转动连接件能够与所述转动连接部配合以对所述旋转支架的旋转角度调整并在调整到位后将所述旋转支架与所述俯仰支架固定连接；

固定支架，与投影设备固定连接，在所述固定支架上设置有第二调节部；

第二调节部件，其能够与所述第二调节部配合以对所述固定支架的左右位置进行调整，并在调整到位时将所述固定支架与所述旋转支架锁紧固定；

所述底座、所述俯仰支架、所述旋转支架和所述固定支架相互平行设置。

进一步的，所述摆动组件包括有：

滑动部件，通过一锁紧部件锁紧固定所述底座上且能够在锁紧部件解锁后相对底座上下滑动；

关节轴承，分别与所述滑动部件和所述俯仰支架连接，能够将所述滑动部件的上下滑动转换为所述俯仰支架前后摆动或左右摆动。

进一步的，在所述底座上设有滑动部，所述滑动部件与所述滑动部滑动配合，所述滑动部对应的设置有4组，分别设置在所述底座前后两侧以及左右两侧位置处，所述滑动部件对应的设置有4个。

进一步的，还包括有：遮挡围设件，其与所述底座固定连接，并与所述底座之间形成用于对所述转动轴承进行遮挡的遮挡腔。

进一步的，还包括有锁紧部件，所述滑动部为滑动套，所述滑动部件插装在所述滑动套内，所述滑动部件包括有滑动件本体和移动件，在所述滑动件本体上设置有沿所述滑动件本体高度方向设置的滑槽，所述移动件滑动设置在所述滑槽内，所述锁紧部件依次穿过所述滑动套、所述移动件后抵靠固定在所述滑槽内侧壁上。

进一步的，还包括有限位件，其设置在滑动件本体的顶部，用以对所述移动件的移动位置进行限位。

进一步的，在所述滑动部件上设有沿滑动部件高度方向设置的标识部件，在所述滑动部周向上设置有2个开口,其中一个开口沿滑动部高度方向开设的贯穿滑动部底部,另一个开口贯穿滑动部顶部和底部设置，其中一开口位置和标识部件位置对应。

进一步的，所述旋转支架上设有旋转角度标识尺和水平珠。

进一步的，所述第一调节部、第二调节部均调节长孔，所述第一调节部件、第二调节部件为调节螺栓。

进一步的，所述转动调节部为开设在所述旋转支架上的弧形槽，所述转动连接件为转动调节螺栓。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明提出的六自由度投影设备挂架，通过关节轴承和滑动部件的配合实现Z向方向的上下移动，以及相对X方向和Y方向的转动，这样则无需在对每一个自由度调整时单独设置一个部件，实现了三个自由度的同步调整，有效的减少了整个投影设备挂架的体积；

本发明中的挂架通过关节轴承来连接俯仰支架和底座，通过关节轴承结构使得本发明中的挂架且无论受拉压还是轴径向的联合载荷都能承受较大的力，承载能力强；

本发明中的挂架还能够通过关节轴承和滑动部件的配合实现Z向方向的上下移动，以及相对X方向和Y方向的转动，通过转动连接件和转动调节部的配合实现整个挂架的Z方向的转动，通过第一调节部和第一调节件的配合来实现挂架沿Y方向的移动调整，通过第二调节部和第二调节件的配合来实现挂架沿X方向的移动调整，最终实现了挂架的6个方向自由度的调整，调整范围更加广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明六自由度投影设备挂架的结构分解图；

图2为本发明六自由度投影设备挂架的整体结构图；

图3为本发明六自由度投影设备挂架的俯仰支架处于俯仰状态时的结构示意图；

图4为本发明六自由度投影设备挂架处于旋转状态的结构示意图；

图5为本发明六自由度投影设备挂架处于旋转状态和俯仰状态的结构示意图；

图6为本发明六自由度投影设备挂架的滑动部件的结构示意图；

图7为本发明六自由度投影设备挂架的滑动部件的结构分解图；

图8为本发明六自由度投影设备挂架的旋转支架的结构示意图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例一

本发明提出一种六自由度投影设备挂架的实施例，其具体结构包括有：

底座100，优选的，本实施例中的底座100包括有底板，底座100固定在吊顶上，在底座100上设有第一调节部110；第一调节件200，与所述第一调节部110配合以对底座100的前后位置调整并在调整到位后将所述底座100锁紧固定到所述吊顶上。

优选的，本实施例中的第一调节部110为沿底座100的前后方向开设的调节长孔，第一调节件200 为调节螺栓，为将底座100牢固的固定在吊顶上，在设置时，可对应的设置4个调节长孔，分别设置靠近底座100四角位置处，在安装固定状态时，第一调节件200 穿过调节长孔后锁紧固定在吊顶内，其压设在调节长孔所在位置处的底座100的面上以实现对底座100的锁紧固定，在需要调节时，可旋拧第一调节件200，使其不再压紧在底座100上，此时，可移动底座100，通过调节长孔相对调节螺栓移动位置，进而实现了底座100的前后位置调整，调整完成后，再将第一调节件200锁紧并压在底座100上实现底座100与吊顶的锁紧固定即可。

俯仰支架300，优选的，俯仰支架300平行于底座100设置，在所述俯仰支架300上设有转动调节部310；

摆动组件700，连接在底座100和俯仰支架300之间，能够上下移动且在上下移动时带动俯仰支架300前后摆动或者左右摆动；

具体的，摆动组件700包括有滑动部件710和关节轴承720 。

滑动部件710，通过一锁紧部件800锁紧固定所述底座100上且能够在锁紧部件800解锁后相对底座100上下滑动，优选的，在所述底座100上设有滑动部120，所述滑动部件710与所述滑动部120滑动配合。所述滑动部120为滑动套，所述滑动部件710插装在所述滑动套内，所述滑动部件710包括有滑动件本体711 和移动件712，在所述滑动件本体711 上设置有沿所述滑动件本体711 高度方向设置的滑槽713，所述移动件712滑动设置在所述滑槽713内，为实现对滑动部件710的锁紧固定，本实施例中对应的设置一锁紧部件800，优选的锁紧部件800为锁紧螺钉，所述锁紧部件800依次穿过所述滑动套、所述移动件712后抵靠固定在所述滑槽713内侧壁上。

当锁紧固定状态时，锁紧部件800拧入到滑动套、移动件712内后抵靠在滑槽713的侧壁上实现滑动部件710和滑动套的锁紧固定，当需要调整时，可将锁紧部件800向外旋拧使其不再抵靠在滑槽713壁上，此时，移动件712和滑动件本体711 之间可相对滑动。

优选的，所述滑动部120对应的设置有4组，分别设置在所述底座100前后两侧以及左右两侧位置处，所述滑动部件710对应的设置有4个。

关节轴承720 ，分别与所述滑动部件710和所述俯仰支架300连接，能够将所述滑动部件710的上下滑动转换为所述俯仰支架300的摆动，具体的，关节轴承720 包括有第一螺纹连接柱以及第二螺纹连接柱，第一螺纹连接柱从滑动件本体711 的底部旋拧固定在滑动件本体711 内，第二螺纹连接柱则旋拧固定到一连接板内，在所述连接板上设置有锁紧螺栓，锁紧螺栓旋拧固定到俯仰支架300上以实现关节轴承720 和俯仰支架300之间的固定连接。优选的，本实施例中的关节轴承720 选用TBS型单杆球头关节轴承720 。

本实施例中采用关节轴承720 结构，使得本实施例中的挂架能够承载轴向载荷以及径向载荷或者同时承受轴向载荷、径向载荷构成的联合载荷，承载能力强。

旋转支架400，与俯仰支架300连接，在所述旋转支架400上设置有转动连接件410，所述转动连接件410能够与所述转动连接部配合以对所述旋转支架400的旋转角度调整并在调整到位后将所述旋转支架400与所述俯仰支架300固定连接。

优选的，所述转动调节部310为开设在所述俯仰支架300上的弧形槽，所述转动连接件410转动调节螺栓。为实现旋转支架400旋转调整时平稳，本实施例中对应的设置有3个调节螺栓，其中一个位于中间位置，另2个位于中间调节螺栓的两侧，弧形槽设有2个，位于两端位置处，在中间位置对应设有转动槽，3个调节螺栓对应的穿过俯仰支架300上的弧形槽以及中间转动槽拧紧固定在旋转支架400内部，同时压紧在俯仰支架300上以对俯仰支架300进行固定。

固定支架500，与投影设备固定连接，具体的，可在固定支架500的四周设置拧紧螺钉，投影设备和固定支架500通过四角位置处的拧紧螺钉拧紧固定，在所述固定支架500上设置有第二调节部510，优选的，本实施例中的第二调节部510为沿固定支架500的左右方向开设的调节长孔，第二调节部件600，其能够与所述第二调节部510配合以对所述固定支架500的左右位置进行调整，并在调整到位时将所述固定支架500与所述旋转支架400锁紧固定。第二调节部件600为调节螺栓，其穿过调节长孔，在调节固定支架500以及投影设备的左右方向位置时，可通过移动固定支架500，使得调节长孔相对第二调节件移动，以实现固定支架500左右位置的调整。

由于本实施例中的底座100、俯仰支架300、旋转支架400和固定支架500为依次层叠平行设置，可减少了占用空间，使得结构更加紧凑，在使用时不再受高度空间的限制。

同时，本实施例中的六自由度投影设备挂架，通过关节轴承720和滑动部件710的配合实现Z向方向的上下移动，以及相对X方向和Y方向的转动，这样则无需在对每一个自由度调整时单独设置一个部件，实现了三个自由度的同步调整，有效的减少了整个投影设备挂架的体积。

本实施例中当需要对整个投影设备的前后方向调整时，则可通过向外旋拧第一调节件200 ，使其不再压紧固定在底座100上，然后移动底座100，使得底座100上的调节长孔相对第一调节件200 前后移动，进而实现了底座100以及连接在底座100上的旋转支架400、俯仰支架300、固定支架500和投影设备的前后移动，实现了前后位置的调整，即实现了Y方向移动的调整，当调整到位时，向内旋拧第一调节件200 使其压紧底座100将底座100锁紧到吊顶上即可；

当需要对投影设备的左右方向调整时，此时，可仅仅向外旋拧第二调节件，使其不再压紧固定在固定支架500上，此时可移动固定支架500和投影设备，使得固定支架500上的调节长孔相对第二调节件左右移动，进而实现整个投影设备左右位置的调整，即实现了X方向移动的调整，当调整到位时，将第二调节件向内旋拧将固定支架500压紧固定即可；

当需要对投影设备做旋转角度的调整时，可通过旋拧转动连接件410，使其不再压紧在俯仰支架300上，此时，转动旋转支架400，使得旋转支架400上的转动连接件410沿转动连接部做转动，进而实现旋转支架400以及和旋转支架400固定连接的固定支架500以及投影设备的转动角度的调整，即实现了Z向转动方向的调整；当调整到位时，将转动连接件410拧紧，以压设在俯仰支架300上将俯仰支架300和旋转支架400锁紧固定即可。

当需要对投影设备进行上下位置以及俯仰摆动角度的调整时，则需要向外旋拧锁紧部件800，使其不再抵靠在滑槽713的内侧壁上，此时，可通过拽动俯仰支架300，当需要调整投影设备前后俯仰时，则从前边向下拖动俯仰支架300，即实现了俯仰支架300的Z向上下移动方向的调整，使得俯仰支架300以前端和后端处的关节轴承720 作为旋转点摆动。

具体的，可通过托拽俯仰支架300分别调整位于前侧、后侧、左侧以及右侧的滑动部件710向下移动的距离，具体的，调整得使得前侧的滑动部件710的移动距离大于后侧的滑动部件710的移动距离，左侧和右侧的滑动部件710移动距离介于前侧滑动部件710移动距离和后侧滑动部件710移动距离之间，实现向前方俯头的调整，向前方仰头的调整与此类似，在此不做赘述，前后俯仰的调整即实现了沿X方向转动的调整。

同样的，在进行左右俯仰调整时，也是通过从左侧或者右侧拖拽俯仰支架300，使得俯仰支架300以左侧和右侧的关节轴承720 作为旋转点旋转，以调整左侧的滑动部件710下移距离、右侧滑动部件710下移的距离以及前侧和后侧的滑动部件710的下移距离，进而实现左右俯仰的调整，即实现了Y方向的转动调整。通过关节轴承720 和滑动部件710的配合实现了前后俯仰、左右俯仰以及z向上下移动方向的调整。

通过本实施例中的挂架，能够在X、Y、Z移动方向以及转动方向的6个方向对投影设备进行位置调整，可实现对投影挂架6个自由度的调整，调整范围更加广泛。

为实现对关节轴承720 的防护，防止灰尘进入到关节轴承720 内部，本实施例中还设置有遮挡围设件910，其与所述底座100固定连接，并与所述底座100之间形成用于对所述转动轴承进行遮挡的遮挡腔。

为实现对移动件712的滑动位置进行限位，本实施例中还对应的设置有限位件920，其设置在滑动件本体711 的顶部，具体的，限位件920可选用限位板，其固定在滑动件本体711 的底部，以防止移动件712从滑槽713中脱离出来。

为增强整体美观性，在滑动件本体711 底部也对应设置连接板。

为实现对滑动部件710上下移动位置的精确调整，在所述滑动部件710上还设有沿滑动部件710高度方向设置的标识部件714，标识部件714可以为标识尺，其可粘结在滑动部件710上或直接刻印在滑动部件710上，

在所述滑动套上设置有开口121，优选的，开口121设置2个，沿滑动部710周向设置，其中一个为沿滑动部120高度方向贯穿滑动部120底部开设，另一个同时贯穿滑动部120的底部和顶部设置，在通过锁紧部件800施加作用力到滑动部120时，开口121可提供滑动部120的弹性形变空间，使得滑动部120发生形变进而实现与滑动部件710之间的牢固连接，其中一个开口121与标识部件714位置对应，可用于显露出标识部件714。

为方便对旋转角度进行精确的调整，本实施例中还对应的在所述旋转支架400上设有旋转角度标识尺930，同时，本实施例中还设置有水平珠940，当进行俯仰调整时可实施观察方便调平。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种六自由度投影设备挂架，其特征在于，包括有：

底座，底座固定在吊顶上，在底座上设有第一调节部；

俯仰支架，在所述俯仰支架上设有转动调节部；

第二调节部件，其能够与所述第二调节部配合以对所述固定支架的左右位置进行调整，并在调整到位时将所述固定支架与所述旋转支架锁紧固定。

2.根据权利要求1所述的六自由度投影设备挂架，其特征在于，所述摆动组件包括有：

3.根据权利要求2所述的六自由度投影设备挂架，其特征在于，在所述底座上设有滑动部，所述滑动部件与所述滑动部滑动配合，所述滑动部对应的设置有4组，分别设置在所述底座前后两侧以及左右两侧位置处，所述滑动部件对应的设置有4个。

4.根据权利要求1所述的六自由度投影设备挂架，其特征在于，还包括有：遮挡围设件，其与所述底座固定连接，并与所述底座之间形成用于对所述转动轴承进行遮挡的遮挡腔。

5.根据权利要求1所述的六自由度投影设备挂架，其特征在于，所述滑动部为滑动套，所述滑动部件插装在所述滑动套内，所述滑动部件包括有滑动件本体和移动件，在所述滑动件本体上设置有沿所述滑动件本体高度方向设置的滑槽，所述移动件滑动设置在所述滑槽内，所述锁紧部件依次穿过所述滑动套、所述移动件后抵靠固定在所述滑槽内侧壁上。

6.根据权利要求5所述的六自由度投影设备挂架，其特征在于，还包括有限位件，其设置在滑动件本体的顶部，用以对所述移动件的移动位置进行限位。

7.根据权利要求5所述的六自由度投影设备挂架，其特征在于，在所述滑动部件上设有沿滑动部件高度方向设置的标识部件，在所述滑动部周向上设置有2个开口,其中一个开口沿滑动部高度方向开设的贯穿滑动部底部,另一个开口贯穿滑动部顶部和底部设置，其中一开口位置和标识部件位置对应。

8.根据权利要求1所述的六自由度投影设备挂架，其特征在于，所述旋转支架上设有旋转角度标识尺和水平珠。

9.根据权利要求1所述的六自由度投影设备挂架，其特征在于，所述第一调节部、第二调节部均调节长孔，所述第一调节部件、第二调节部件为调节螺栓。

10.根据权利要求1所述的六自由度投影设备挂架，其特征在于，所述转动调节部为开设在所述旋转支架上的弧形槽，所述转动连接件为转动调节螺栓。