CN113968190A - 一种智能车用屏幕调节系统 - Google Patents

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高原
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Abstract

一种智能车用屏幕调节系统，包括转接架、调节架、第一动力源、可转动地连接于调节架的上部的左侧的第一推杆、可转动地连接于调节架的上部的右侧的第二推杆、可转动地连接于调节架的下部的第三推杆，第一推杆、第二推杆和第三推杆均通过万向接头转动连接至转接架，第一动力源用于分别驱动第一推杆、第二推杆和第三推杆以实现对转接架的角度和位置的调节，转接架上设有安装组件，中控屏连接于安装组件，中控屏位于转接架的前方，第一推杆、第二推杆和第三推杆均位于转接架的后方。上述方案的中控屏能够随着转接架而在左右、上下方向自由转动，也能在前后方向自由移动，还能在竖屏和横屏之间自由切换，具备多种运动方式，有效提升了交互性。

Description

一种智能车用屏幕调节系统
技术领域
本发明涉及中控屏配件的技术领域，具体而言，涉及一种智能车用屏幕调节系统。
背景技术
汽车屏幕作为中控系统中极为重要的一部分，其直接影响中控系统与驾驶者、乘客之间的人机交互体验感，因此今年来对其的研发在不断深入。目前的中控屏大多是直接固定安装在车辆仪表盘架上的。然而，这种安装方式下的中控屏由于角度固定，无法自由调节，对车辆上驾驶者和乘客来说交互性较差，影响使用体验。
发明内容
本发明解决的问题是：提供一种能够自由调节中控屏的角度，交互性好的中控屏多运动方式集成机构。
为解决上述问题，本发明提供一种智能车用屏幕调节系统，包括转接架、调节架、第一动力源、可转动地连接于所述调节架的上部的左侧的第一推杆、可转动地连接于所述调节架的上部的右侧的第二推杆、可转动地连接于所述调节架的下部的第三推杆，所述第一推杆、第二推杆和第三推杆的一端均通过万向接头转动连接至所述转接架，所述第一动力源用于分别驱动所述第一推杆、第二推杆和第三推杆沿朝所述转接架的方向往复移动以实现对所述转接架的角度和位置的调节，所述转接架上设有安装组件，中控屏连接于所述安装组件，所述中控屏位于所述转接架的前方，所述第一推杆、第二推杆和第三推杆均位于所述转接架的后方。
作为优选的，所述安装组件包括转动连接于所述转接架上的转向轴和用于驱动所述转向轴转动的第二动力源，中控屏与所述转向轴相连接。采用该结构后，中控屏能够绕着转向轴旋转，从而根据需要使得中控屏在竖屏或横屏之间切换，进一步提升角度调节的自由度。
作为优选的，所述第二动力源包括齿轮、蜗杆和第二电机，所述齿轮套接于所述转向轴，所述蜗杆与所述齿轮相配合，所述第二电机用于驱动所述蜗杆旋转，从而在保证第二动力源对转向轴的驱动作用的前提下使得结构更为紧凑。
作为优选的，所述齿轮的内环侧设有若干弹性的抱爪，所述转向轴的外侧面设有若干供所述抱爪卡入的卡槽，从而当用户对中控屏施加的外部旋转力矩超过抱爪与卡槽的结合力时，抱爪将发生弹性形变而从卡槽脱出，此时转向轴能够在齿轮静止的情况下自由转动，方便用户在需要时进行手动转动与调节。
作为优选的，所述第二动力源位于所述转接架的后侧面，所述第一推杆、第二推杆和第三推杆通过万向接头转动连接至所述转接架的后侧面，中控屏位于所述转接架的前侧，从而使得整体结构更为紧凑。
作为优选的，所述转向轴的前端凸出于所述转接架的前侧面，所述转向轴的前端设有供中控屏固定的“X”形的安装座，从而保证中控屏能够更为稳固地与转接架相连接。
作为优选的，所述调节架的上部的左侧和右侧分别设有第一通槽和第二通槽，所述调节架的下部设有第三通槽，所述第一通槽、第二通槽和第三通槽内均设有旋转轴，且所述第一通槽、第二通槽和第三通槽内的旋转轴的轴线呈三角形排布，所述第一推杆转动连接于所述第一通槽的旋转轴，所述第二推杆转动连接于所述第二通槽的旋转轴，所述第三推杆转动连接于所述第三通槽的旋转轴，从而使得第一推杆、第二推杆能够更稳定地相对调节架转动。
作为优选的，所述第一动力源包括三个独立的动力件，三个动力件分别与所述第一推杆、第二推杆和第三推杆逐个对应配合，从而实现对第一推杆、第二推杆和第三推杆的有效驱动。
作为优选的，所述第一推杆、第二推杆和第三推杆均为滚珠丝杠螺母副，每个所述动力件均包括第一电机和编码器，所述编码器用于记录所述第一电机的参数，从而无论是在通电时第一电机正常运行的情况下，还是在断电时用户手动调节的情况下，编码器均能记录第一电机的状态参数，实现对转接架的位置及角度的准确记忆。
作为优选的，本方案还包括控制器和监测模块，所述第一动力源、第二动力源和监测模块均电连接至所述控制器，所述监测模块用于检测用户发出的指令并将相应信号传输至所述控制器，所述控制器用于根据接收到的信号控制第一动力源和第二动力源的运行参数。监测模块包括但不限于语音识别、手势识别等监测方式，从而让驾驶者和乘客能够更为方便地对中控屏的角度、位置进行调节。
本发明的有益效果为：通过第一动力源对第一推杆、第二推杆和第三推杆的分别驱动，使得中控屏不仅能够随着转接架而在左右、上下方向上自由转动，同时中控屏也能随着转接架而在前后方向上移动，以满足用户对中控屏的角度、位置的高自由度的设定方式；此外，通过安装组件的设置，让中控屏在面对用户时可以在横屏或竖屏之间切换，进一步提升调节自由度；同时第一推杆、第二推杆和第三推杆相对于调节架的转动连接的设置方式，实现了转接架在角度调节时，第一推杆、第二推杆和第三推杆之间的中心距的补偿作用。此外，通过控制器的设置，中控屏的多种运动调节方式不仅可以靠物理按键来控制，还可以通过监测模块检测到的用户的语音、手势指令等来控制；本方案不仅可以通过控制器驱动第一动力源和第二动力源实现对大屏的自动调节，还通过编码器实现了对转接架的位置记忆功能，使得用户在需要时可以自由地手动调节，实现了中控屏和车辆上的驾驶者和乘客的更好的交互效果，实用性好。
附图说明
图1为一种智能车用屏幕调节系统的侧视示意图；
图2为一种智能车用屏幕调节系统的轴测示意图(为更为直观，隐去了部分外壳、控制器和监测模块)；
图3为沿图1中A-A剖面线的剖视示意图；
图4为一种智能车用屏幕调节系统的转接架的示意图(为更为直观，隐去了转接架的部分外壳和用于对齿轮进行限位的卡环)。
附图标记说明：
1、转接架；2、调节架；2.1、第一推杆；2.1a、第一通槽；2.2、第二推杆；2.2a、第二通槽；2.3、第三推杆；2.3a、第三通槽；2.4、万向接头；2.5、动力件；2.6、旋转轴；3、转向轴；3a、卡槽；3.1、安装座；3.2、齿轮；3.2a、抱爪；3.2b、轮齿；3.3、蜗杆；3.4、第二电机；4、中控屏；5、控制器；5.1、监测模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。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。另外需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、内、外）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
请参阅图1-图4，本发明的实施例提供的一种智能车用屏幕调节系统，包括转接架1、调节架2、第一动力源、可转动地连接于调节架2的上部的左侧(以图2为基准)的第一推杆2.1、可转动地连接于调节架2的上部的右侧(以图2为基准)的第二推杆2.2、可转动地连接于调节架2的下部的第三推杆2.3，第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3的一端均通过万向接头2.4转动连接至转接架1，第一动力源用于分别驱动第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3沿朝转接架1的方向往复移动以实现对转接架1的角度和位置的调节，转接架1上设有安装组件，中控屏4连接于安装组件，中控屏4位于转接架1的前方，第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3均位于转接架1的后方。
上述方案的有益效果为：通过第一动力源对第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3的分别驱动，使得中控屏4不仅能够随着转接架1而在左右、上下方向自由转动，同时中控屏4也能随着转接架1而在前后方向移动，以满足用户对中控屏4的角度、位置的高自由度的设定方式。而第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3相对于调节架2的转动连接的设置方式，实现了转接架1在角度调节时，第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3之间的中心距的补偿作用。
具体来说，以图2为基准，当第一推杆2.1朝靠近转接架1的方向移动而第二推杆2.2朝远离转接架1的方向移动时，中控屏4随着转接架1而朝右旋转；当第一推杆2.1朝远离转接架1的方向移动而第二推杆2.2朝靠近转接架1的方向移动时，中控屏4随着转接架1而朝左旋转。当第三推杆2.3朝靠近转接架1的方向移动时，中控屏4随着转接架1而朝上旋转；当第三推杆2.3朝远离转接架1的方向移动时，中控屏4随着转接架1而朝下旋转；当第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3同步朝靠近转接架1的方向移动时，中控屏4随着转接架1而朝前平移；当第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3同步朝远离转接架1的方向移动时，中控屏4随着转接架1而朝后平移。
所述安装组件包括转动连接于转接架1上的转向轴3和用于驱动转向轴3转动的第二动力源。转向轴3的前端凸出于转接架1的前侧面，从而能够更好地供中控屏4安装。采用该结构后，中控屏4能够绕着转向轴3旋转，从而根据需要在竖屏或横屏之间切换，进一步提升角度调节的自由度。
在本实施例中，第二动力源包括齿轮3.2、蜗杆3.3和第二电机3.4，齿轮3.2套接于转向轴3并通过卡环实现轴向定位，蜗杆3.3与齿轮3.2相配合，第二电机3.4用于驱动蜗杆3.3旋转，从而在保证第二动力源对转向轴3的驱动作用的前提下使得结构更为紧凑。当然，第二动力源也可以通过其他常见方式驱动转向轴3旋转，例如通过带传动、链条传动等，本设计对此不做限定。
进一步的，齿轮3.2的外周侧设有90°的轮齿3.2b，蜗杆3.3与齿轮3.2的轮齿3.2b相啮合。初始状态下当蜗杆3.3啮合至齿轮3.2的轮齿3.2b的一侧时，中控屏4为横屏；当蜗杆3.3带动齿轮3.2旋转直至蜗杆3.3抵接至齿轮3.2的轮齿3.2b的另一侧时，中控屏4旋转90°而形成竖屏。采用该结构后，齿轮3.2结构更为简单，传动更为稳定。
进一步的，齿轮3.2的内环侧设有三个弹性的抱爪3.2a，转向轴3的外侧面设有三个供抱爪3.2a卡入的卡槽3a，从而当用户对中控屏4施加的外部旋转力矩超过抱爪3.2a与卡槽3a的结合力时，抱爪3.2a将发生弹性形变而从卡槽3a脱出，此时转向轴3能够在齿轮3.2静止的情况下自由转动，方便用户在需要时进行手动转动与调节。
在本实施例中，第二动力源位于转接架1的后侧面，第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3通过万向接头2.4转动连接至转接架1的后侧面，中控屏4位于转接架1的前侧，从而使得整体结构更为紧凑。此外，也可以将转向轴3设置在转接架1的上部，而第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3连接至转接架1的下部，同时在转接架1的上部和下部之间留有倾角，从而使得中控屏4能够产生一定的倾角，更利于人机交互。
进一步的，转向轴3的前端凸出于转接架1的前侧面，转向轴3的前端设有供中控屏4固定的“X”形的安装座3.1，从而保证中控屏4能够更为稳固地与转接架1相连接。
作为对上述实施例的优化，调节架2的上部的左侧和右侧分别设有第一通槽2.1a和第二通槽2.2a，调节架2的下部设有第三通槽2.3a，第一通槽2.1a、第二通槽2.2a和第三通槽2.3a内均设有旋转轴2.6，且第一通槽2.1a、第二通槽2.2a和第三通槽2.3a内的旋转轴2.6的轴线呈三角形排布，第一推杆2.1转动连接于第一通槽2.1a的旋转轴2.6，第二推杆2.2转动连接于第二通槽2.2a的旋转轴2.6，第三推杆2.3转动连接于第三通槽2.3a的旋转轴2.6，从而使得第一推杆2.1、第二推杆2.2能够更稳定地相对调节架2转动。
第一动力源包括三个独立的动力件2.5，三个动力件2.5分别与第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3逐个对应配合。动力件2.5可以是气缸或油缸或电缸，从而实现对第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3的有效驱动。
在本实施例中，第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3均为滚珠丝杠螺母副，每个动力件2.5均包括第一电机和编码器。第一电机的型号包含但不限于直流电机、无刷电机、伺服电机等，且第一电机相对于第一推杆2.1、第二推杆2.2、第三推杆2.3之间可以通过带传动、齿传动等方式进行配合。三个第一电机分别配合连接至第一推杆2.1、第二推杆2.2和第三推杆2.3，而编码器用于记录每个第一电机的参数，从而无论是在通电时第一电机正常运行的情况下，还是在断电时用户手动调节的情况下，编码器均能记录第一电机的状态参数，实现对转接架1的位置及角度的准确记忆。
作为对上述实施例的拓展，本方案还包括控制器5和监测模块5.1。控制器5优选为ECU控制器，监测模块5.1包括但不限于语音识别、手势识别等监测方式。第一动力源、第二动力源和监测模块5.1均电连接至控制器5，监测模块5.1用于检测用户发出的指令并将相应信号传输至控制器5，控制器5用于根据接收到的信号控制第一动力源和第二动力源的运行参数，从而让驾驶者和乘客能够更为方便地对中控屏4的角度、位置进行调节。
与现有技术相比，上述方案的中控屏4能够随着转接架1而在左右、上下方向上自由转动，也能在前后方向上自由移动，还能在竖屏和横屏之间自由切换，实现了对车辆上的驾驶者和乘客的更好地交互效果，实用性好；而通过控制器5的设置，中控屏4的多种运动调节方式不仅可以靠物理按键来控制，还可以通过监测模块5.1检测到的用户的语音、手势指令等来控制；本方案不仅可以通过控制器5驱动第一动力源和第二动力源实现对大屏的自动调节，还通过编码器实现了对转接架1的位置记忆功能，使得用户在需要时可以自由地手动调节。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。对本领域技术人员来说，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，包括转接架(1)、调节架(2)、第一动力源、可转动地连接于所述调节架(2)的上部的左侧的第一推杆(2.1)、可转动地连接于所述调节架(2)的上部的右侧的第二推杆(2.2)、可转动地连接于所述调节架(2)的下部的第三推杆(2.3)，所述第一推杆(2.1)、第二推杆(2.2)和第三推杆(2.3)的一端均通过万向接头(2.4)转动连接至所述转接架(1)，所述第一动力源用于分别驱动所述第一推杆(2.1)、第二推杆(2.2)和第三推杆(2.3)沿朝所述转接架(1)的方向往复移动以实现对所述转接架(1)的角度和位置的调节，所述转接架(1)上设有安装组件，中控屏(4)连接于所述安装组件，所述中控屏(4)位于所述转接架(1)的前方，所述第一推杆(2.1)、第二推杆(2.2)和第三推杆(2.3)均位于所述转接架(1)的后方。
2.根据权利要求1所述的一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，所述安装组件包括转动连接于所述转接架(1)上的转向轴(3)和用于驱动所述转向轴(3)转动的第二动力源，中控屏(4)与所述转向轴(3)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，所述第二动力源包括齿轮(3.2)、蜗杆(3.3)和第二电机(3.4)，所述齿轮(3.2)套接于所述转向轴(3)，所述蜗杆(3.3)与所述齿轮(3.2)相啮合，所述第二电机(3.4)用于驱动所述蜗杆(3.3)旋转。
4.根据权利要求3所述的一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，所述齿轮(3.2)的内环侧设有若干弹性的抱爪(3.2a)，所述转向轴(3)的外侧面设有若干供所述抱爪(3.2a)卡入的卡槽(3a)。
5.根据权利要求2-4任一所述的一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，所述第二动力源位于所述转接架(1)的后侧面，所述第一推杆(2.1)、第二推杆(2.2)和第三推杆(2.3)通过万向接头(2.4)转动连接至所述转接架(1)的后侧面。
6.根据权利要求5所述的一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，所述转向轴(3)的前端凸出于所述转接架(1)的前侧面，所述转向轴(3)的前端设有供中控屏(4)固定的“X”形的安装座(3.1)。
7.根据权利要求1所述的一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，所述调节架(2)的上部的左侧和右侧分别设有第一通槽(2.1a)和第二通槽(2.2a)，所述调节架(2)的下部设有第三通槽(2.3a)，所述第一通槽(2.1a)、第二通槽(2.2a)和第三通槽(2.3a)内均设有旋转轴(2.6)，且所述第一通槽(2.1a)、第二通槽(2.2a)和第三通槽(2.3a)内的旋转轴(2.6)的轴线呈三角形排布，所述第一推杆(2.1)转动连接于所述第一通槽(2.1a)的旋转轴(2.6)，所述第二推杆(2.2)转动连接于所述第二通槽(2.2a)的旋转轴(2.6)，所述第三推杆(2.3)转动连接于所述第三通槽(2.3a)的旋转轴(2.6)。
8.根据权利要求2所述的一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，所述第一动力源包括三个独立的动力件(2.5)，三个动力件(2.5)分别与所述第一推杆(2.1)、第二推杆(2.2)和第三推杆(2.3)逐个对应配合。
9.根据权利要求8所述的一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，所述第一推杆(2.1)、第二推杆(2.2)和第三推杆(2.3)均为滚珠丝杠螺母副，每个所述动力件(2.5)均包括第一电机和编码器，所述编码器用于记录所述第一电机的状态参数。
10.根据权利要求9所述的一种智能车用屏幕调节系统，其特征在于，还包括控制器(5)和监测模块(5.1)，所述第一动力源、第二动力源和监测模块(5.1)均电连接至所述控制器(5)，所述监测模块(5.1)用于检测用户发出的指令并将相应信号传输至所述控制器(5)，所述控制器(5)用于根据接收到的信号控制第一动力源和第二动力源的运行参数。
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