CN111243451A - 一种旋转屏及旋转控制方法 - Google Patents

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CN111243451A CN202010012441.9A CN202010012441A CN111243451A CN 111243451 A CN111243451 A CN 111243451A CN 202010012441 A CN202010012441 A CN 202010012441A CN 111243451 A CN111243451 A CN 111243451A
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徐长城
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Abstract

本发明公开了一种旋转屏，包括至少一串屏块组，该屏块组主要由一中心轴、及设置于中心轴上的至少一屏块单元组成，该屏块单元包括转动设置于中心轴外围的一外框、设置于外框外表面上的一展示屏、固定设置于外框内的一驱动组件、连接于驱动组件与中心轴之间的一传动组件、及套设于中心轴外围的一导电滑环，该驱动组件与传动组件相结合，带动外框沿着中心轴外围旋转。本发明还公开了基于上述旋转屏的旋转控制方法。本发明提供的旋转屏及旋转控制方法，实现对旋转角度与速度的精确控制，提高旋转屏旋转的精确度；还可实现各屏块单元360°无限连续旋转功能，且旋转平稳精确，赋予了整块旋转屏更多个性化功能。

Description

一种旋转屏及旋转控制方法
技术领域
本发明涉及显示屏技术领域，尤其涉及一种旋转屏及旋转控制方法。
背景技术
随着时代的发展，产品的智能化和多功能化已经是人们重点关注的一部分。现在室内外的大屏幕已经出现了可旋转的屏幕，用以满足人们更多的需求。然而，目前市面上的旋转屏，为了实现屏幕旋转功能，内部驱动机构较复杂，且对旋转的控制不精确；而且，由于整个设备上需要连接动力线与信号线，在旋转时，会出现绕线的现象，因此，无法实现360°无限连续旋转，导致旋转功能受到很大的限制。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于提供一种旋转屏，可实现各屏块单元360°无限连续旋转功能，且旋转平稳精确，赋予了整块旋转屏更多个性化功能。
本发明还提供了基于上述旋转屏的旋转控制方法，实现对旋转角度与速度的精确控制，提高旋转屏旋转的精确度。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种旋转屏，其特征在于，包括至少一串屏块组，该屏块组主要由一中心轴、及设置于中心轴上的至少一屏块单元组成，该屏块单元包括转动设置于中心轴外围的一外框、设置于外框外表面上的一展示屏、固定设置于外框内的一驱动组件、连接于驱动组件与中心轴之间的一传动组件、及套设于中心轴外围的一导电滑环，该驱动组件与传动组件相结合，带动外框沿着中心轴外围旋转。
作为本发明的进一步改进，所述传动组件主要由设置于驱动组件的输出端上的一主动带轮、固定套设于中心轴外围的一固定带轮、及围设于主动带轮与固定带轮外围的一同步带组成。
作为本发明的进一步改进，所述驱动组件主要由固定于外框内的一安装基座、及设置于安装基座上的一步进电机组成，其中，所述主动带轮设置于步进电机的输出轴上。
作为本发明的进一步改进，在所述中心轴内分布有连接至驱动组件的动力线与信号线，该动力线与信号线由内至外依次穿出中心轴与固定带轮，并连接至导电滑环的定子上，且该导电滑环的转子引出的动力线与信号线连接至驱动组件。
作为本发明的进一步改进，所述屏块单元的数量为数个，数个屏块单元中的驱动组件通过动力线与信号线相并联。
作为本发明的进一步改进，在所述中心轴下部开设有至少一进线孔，在该中心轴上部开设有数个出线孔，在所述固定带轮侧边上开设有一过线孔，该动力线与信号线由进线孔伸入，并依次穿过出线孔与过线孔。
作为本发明的进一步改进，在所述中心轴外围套设有一上轴承，所述外框上端与上轴承连接；在所述中心轴外围套设有一下轴承，所述外框下端与下轴承连接。
作为本发明的进一步改进，所述屏块组的数量为数串，数串屏块组组合构成m×n矩阵屏；该屏块组垂直放置、水平放置或倾斜放置。
作为本发明的进一步改进，所述展示屏为LED屏或装饰屏。
基于上述旋转屏的旋转控制方法，包括以下步骤：
(1)分别预设步进电机每转360°所需脉冲数为N个，PLC每秒向步进驱动器发送的脉冲数为F个；
(2)由PLC向步进驱动器发送M个脉冲，步进驱动器根据接收到的脉冲数计算出步进电机旋转的角度θ与旋转的速度v，θ＝360°/N×M，v＝θ÷(M÷F)；
(3)步进驱动器控制步进电机以速度v旋转角度θ。
本发明的有益效果为：
(1)通过屏块单元上外框、驱动组件和传动组件，与中心轴的特殊连接方式，在驱动组件中步进电机的驱动力作用下，可带动屏块单元中驱动组件整体、主动带轮与同步带、外框与展示屏整体以中心轴为中心同步旋转，从而实现屏块单元以中心轴为中心旋转的目的。在旋转的过程中，各结构动作精确，配合紧密顺畅，旋转平稳。
(2)采用导电滑环配合旋转屏中动力线与信号线的布线，不管如何改变旋转方向与旋转角度，连接于定子的动力线与信号线不随着旋转，而连接于转子的动力线与信号线随着旋转，因此，始终不会出现绕线的现象，也不会出现线路中断现象。从而，利于实现360°无限连续旋转，正反转往复随意切换等功能。
(3)各个屏块单元中的驱动组件通过由动力线与信号线相并联的方式，使得各屏块单元的旋转控制独立，实现多个屏块单元之间单独控制旋转的目的，由此，便于实现旋转屏整体获得特定的所需场景，功能更多样化。
(4)通过包含数个屏块单元的数串屏块组相组合，可构成m×n矩阵屏，各个屏块单元上的展示屏可以为LED屏、装饰屏等装置，组合构成的矩阵屏可形成显示墙、表演墙、艺术墙、互动墙、装饰墙等，赋予整块旋转屏更多个性化功能。
(5)通过采用PLC向步进驱动器发送脉冲信号的方式，实现步进驱动器对步进电机的旋转进行精确的控制，具体为对旋转的角度进行精确的定位，对转速进行精确的控制，由此，实现旋转屏上各屏块单元能够平稳且精确旋转的目的。同时，由PLC控制每块屏块单元的旋转角度与转速，可设定出一个特定的场景，以便于屏块单元上的展示屏展示出不同的效果，给人以一种特定的视觉效果。
上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明中一串屏块组的整体外部结构示意图；
图2为本发明中一串屏块组的内部结构示意图；
图3为本发明中一串屏块组的剖面图；
图4为本发明中驱动组件、传动组件与导电滑环设置于中心轴上的结构示意图；
图5为本发明中展示屏设置于外框外表面上的示意图；
图6为本发明中一串屏块组上屏块单元转动至不同角度的示意图；
图7为本发明中四个屏块单元上步进电机的电气连线图；
图8为本发明中三串屏块组组合构成的矩阵屏示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。
请参照图1，本发明实施例提供一种旋转屏，包括至少一串屏块组1，该屏块组1主要由一中心轴11、及设置于中心轴11上的至少一屏块单元12组成。具体的，如图2至图5所示，该屏块单元12包括转动设置于中心轴11外围的一外框121、设置于外框121外表面上的一展示屏122、固定设置于外框121内的一驱动组件123、连接于驱动组件123与中心轴11之间的一传动组件124、及套设于中心轴11外围的一导电滑环125，该驱动组件123与传动组件124相结合，带动外框121沿着中心轴11外围旋转。
具体的，所述传动组件124主要由设置于驱动组件123的输出端上的一主动带轮1241、固定套设于中心轴11外围的一固定带轮1242、及围设于主动带轮1241与固定带轮1242外围的一同步带1243组成。由于固定带轮1242固定安装于中心轴11外围，因此，固定带轮1242是静止不动的。在驱动组件123驱动主动带轮1241转动时，在同步带1243的作用下，由于固定带轮1242无法转动，则促使主动带轮1241带动驱动组件123以固定带轮1242为中心旋转。同时，由于驱动组件123固定设置于外框121内，则在驱动组件123旋转的同时，外框121随着以固定带轮1242与中心轴11为中心同步旋转。由此，实现驱动组件123与传动组件124相结合，带动屏块单元12中的外框121与展示屏122以中心轴11为中心旋转的目的。
具体的，所述驱动组件123主要由固定于外框内的一安装基座1231、及设置于安装基座1231上的一步进电机1232组成，其中，所述主动带轮1241设置于步进电机1232的输出轴上。由步进电机1232提供驱动力，驱动主动带轮1241旋转。
为了解决绕线问题，如图3所示，本实施例在所述中心轴11内分布有连接至驱动组件123的动力线13与信号线14，该动力线13与信号线14由内至外依次穿出中心轴11与固定带轮1242，并连接至导电滑环125的定子1251上，且该导电滑环125的转子1252引出的动力线13与信号线14连接至驱动组件123。
同时，在所述中心轴11下部开设有至少一进线孔111，在该中心轴11上部开设有数个出线孔112，在所述固定带轮1242侧边上开设有一过线孔12421，该动力线13与信号线14由进线孔111伸入，并依次穿过出线孔112与过线孔12421。
导电滑环125主要由定子1251与转子1252组成，定子1251的通路与转子1252的通路一一对应，形成定子1251与转子1252间的通路。在动力线13与信号线14连接导电滑环125的定子1251，同时，由转子1252引出动力线13与信号线14，并连接至驱动组件123的步进电机1232后，在步进电机1232驱动屏块单元12中的驱动组件123整体、主动带轮1241与同步带1243、外框121与展示屏122以中心轴11为中心同步旋转的同时，导电滑环125的转子1252也随着同步旋转，而导电滑环125的定子1251与中心轴11处于非旋转静止状态。因此，不管如何改变旋转方向与旋转角度，连接于定子1251的动力线13与信号线14不随着旋转，而连接于转子1252的动力线13与信号线14随着旋转，因此，始终不会出现绕线的现象，也不会出现线路中断现象。从而，利于实现360°无限连续旋转，正反转往复随意切换等功能。
在本实施例中，所述屏块单元12的数量为数个，如图3所示，屏块单元12的数量为三个，三个屏块单元12中的驱动组件123通过动力线13与信号线14相并联，如图7所示。由此，实现多个屏块单元12之间单独旋转控制的目的。如图6所示，4个屏块单元12可独立控制，独立旋转至不同的角度。
对于外框121与中心轴11的转动连接方式，本实施例在所述中心轴11外围套设有一上轴承126，所述外框121上端与上轴承126连接；在所述中心轴11外围套设有一下轴承127，所述外框121下端与下轴承127连接。由此，实现外框121以中心轴11为中心做旋转运动。
在本实施例中，所述屏块组1的数量为数串，数串屏块组1组合构成m×n矩阵屏。如图8所示，屏块组1的数量为3串，每串屏块组1上具有5个屏块单元12，由此构成3×5矩阵屏。同时，该屏块组1可以垂直放置、水平放置或倾斜放置，如图8所示，屏块组1为垂直放置。
在本实施例中，所述展示屏122可以为LED屏，可用来显示文字、图像、视频等各种信息，例如，时钟显示、笑脸显示等各种个性化显示；还可以作为表演装置、艺术装置、互动装置等。当然，展示屏122还可以为装饰屏，使用不同的装饰材料，展示出不同的装饰效果。当然，展示屏122还可以为其他装置，例如灯饰等等。可以根据具体的需要做安装选择。
本发明实施例还提供了基于上述旋转屏的旋转控制方法，包括以下步骤：
(1)分别预设步进电机1232每转360°所需脉冲数为N个，PLC每秒向步进驱动器发送的脉冲数为F个；
(2)由PLC向步进驱动器发送M个脉冲，步进驱动器根据接收到的脉冲数计算出步进电机旋转的角度θ与旋转的速度v，θ＝360°/N×M，v＝θ÷(M÷F)；
(3)步进驱动器控制步进电机1232以速度v旋转角度θ。
在实际具体操作时，由操作员通过人机界面向PLC发送指令，再执行上述步骤。
本实施例根据步进电机1232每转的脉冲数，发送一定数量的脉冲总数，由此控制步进电机1232转动的角度。同时，通过控制每秒发送的脉冲数，由此控制步进电机1232转动的速度。
例如：步进电机1232每转所需的脉冲数是1600个，当以每秒800个脉冲数，发送脉冲总数为3200个时，则步进电机1232会转2圈(720°)，速度为0.5转/每秒(即180度/每秒)。
通过采用PLC向步进驱动器发送脉冲信号的方式，实现步进驱动器对步进电机的旋转进行精确的控制，具体为对旋转的角度进行精确的定位，对转速进行精确的控制，由此，实现旋转屏上各屏块单元12能够平稳且精确旋转的目的。同时，由PLC控制每块屏块单元12的旋转角度与转速，可设定出一个特定的场景，以便于屏块单元12上的展示屏122展示出不同的效果，给人以一种特定的视觉效果，如图，如图6所示。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他结构，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转屏，其特征在于，包括至少一串屏块组，该屏块组主要由一中心轴、及设置于中心轴上的至少一屏块单元组成，该屏块单元包括转动设置于中心轴外围的一外框、设置于外框外表面上的一展示屏、固定设置于外框内的一驱动组件、连接于驱动组件与中心轴之间的一传动组件、及套设于中心轴外围的一导电滑环，该驱动组件与传动组件相结合，带动外框沿着中心轴外围旋转。
2.根据权利要求1所述的旋转屏，其特征在于，所述传动组件主要由设置于驱动组件的输出端上的一主动带轮、固定套设于中心轴外围的一固定带轮、及围设于主动带轮与固定带轮外围的一同步带组成。
3.根据权利要求2所述的旋转屏，其特征在于，所述驱动组件主要由固定于外框内的一安装基座、及设置于安装基座上的一步进电机组成，其中，所述主动带轮设置于步进电机的输出轴上。
4.根据权利要求2所述的旋转屏，其特征在于，在所述中心轴内分布有连接至驱动组件的动力线与信号线，该动力线与信号线由内至外依次穿出中心轴与固定带轮，并连接至导电滑环的定子上，且该导电滑环的转子引出的动力线与信号线连接至驱动组件。
5.根据权利要求4所述的旋转屏，其特征在于，所述屏块单元的数量为数个，数个屏块单元中的驱动组件通过动力线与信号线相并联。
6.根据权利要求4所述的旋转屏，其特征在于，在所述中心轴下部开设有至少一进线孔，在该中心轴上部开设有数个出线孔，在所述固定带轮侧边上开设有一过线孔，该动力线与信号线由进线孔伸入，并依次穿过出线孔与过线孔。
7.根据权利要求1所述的旋转屏，其特征在于，在所述中心轴外围套设有一上轴承，所述外框上端与上轴承连接；在所述中心轴外围套设有一下轴承，所述外框下端与下轴承连接。
8.根据权利要求1所述的旋转屏，其特征在于，所述屏块组的数量为数串，数串屏块组组合构成m×n矩阵屏；该屏块组垂直放置、水平放置或倾斜放置。
9.根据权利要求1所述的旋转屏，其特征在于，所述展示屏为LED屏或装饰屏。
10.基于权利要求1至9中任一所述旋转屏的旋转控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别预设步进电机每转360°所需脉冲数为N个，PLC每秒向步进驱动器发送的脉冲数为F个；
(2)由PLC向步进驱动器发送M个脉冲，步进驱动器根据接收到的脉冲数计算出步进电机旋转的角度θ与旋转的速度v，θ＝360°/N×M，v＝θ÷(M÷F)；
(3)步进驱动器控制步进电机以速度v旋转角度θ。
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