CN203673777U - 一种三维多自由度led点阵显示器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三维多自由度LED点阵显示器，包括若干个LED阵列显示器，其特征在于，还包括箱体，箱体内设置有与LED阵列显示器个数相同的传动件，还包括与LED阵列显示器个数相同的空心轴，各个空心轴直径依次增大且依次套设，每个空心轴一端与对应的LED阵列显示器连接，另一端与箱体内对应的传动件连接。本实用新型每层独立旋转，可以同时显示多幅独立画面，也可以通过控制实现图形、文字、图案等的分解和组合变换，并360度旋转，全方位展示。可以应用在立体电影、立体电视、广告宣传、艺术再现、交通、科学可视化、多媒体展示、虚拟现实等多个方面。
Description
技术领域
本实用新型涉及广告展示装置领域，具体涉及一种三维多自由度LED点阵显示器，适用于立体电影、立体电视、广告宣传、艺术再现、交通、科学可视化、多媒体展示。
背景技术
LED点阵显示器是由多个独立LED发光二极管封装而成的一种半导体显示器件. 与传统的单个发光二极管组成的显示器相比,前者具有焊点少,连线少,所有发光点在同一平面,亮度均匀,外形美观,性价比高等优点. 然而目前的LED点阵显示器显示设计过于专一，内容过于单调，只能显示简单的数字、文字，而且很少有能显示三维动态图形的LED点阵显示器，并且在一些系统中，对显示器软硬件接口设计的通用性问题欠考虑，造成了大量重复开发工作。
实用新型内容
本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种三维多自由度LED点阵显示器，实现分屏和组屏，实现机电同步控制。
本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：
一种三维多自由度LED点阵显示器，包括若干个LED阵列显示器，还包括箱体，箱体内设置有与LED阵列显示器个数相同的传动件，还包括与LED阵列显示器个数相同的空心轴，各个空心轴直径依次增大且依次套设，每个空心轴一端与对应的LED阵列显示器连接，另一端与箱体内对应的传动件连接。
如上所述的空心轴上套设有电环滑，电环滑的内圈固定在空心轴上，电环滑的外圈通过固定件固定在箱体内，内圈通过电缆与LED阵列显示器连接，电缆设置在空心轴内。
如上所述的空心轴上套设有角接触球轴承，角接触球轴承通过支撑板固定在箱体内。
如上所述的传动件包括固定在箱体内的步进电机、套设在步进电机转动轴上的第一传动齿轮和套设在空心轴上的第二传动齿轮，第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1、可以实时显示多种图形、图案、文字，以及三维图像。
2、显示器中显示的三维图像, 每一个像素真实地存在于预定三维阵列空间位置(x, y , z ) 处, 并从该位置发出光以在观察者眼中形成真实的三维图像。显示的图像是基于视差全景的真实的三维立体图像，无需特别的眼镜或助视仪器,观察者即可观察。同时观察者无论站在显示器外侧的哪一角度, 均可看到三维图像, 完全无视觉死角,360度范围可观察, 供多人同时观看。
3、机械传动结构与LED 点阵控制系统结合，使显示器显示画面更加丰富，按照设计方案，可以同时独立显示12幅独立的画面，并且可以让这12幅独立画面360度独立旋转。
4、通过三层三维LED显示器多自由度的旋转，可以产生图形、文字、图案等的分解和组合变换，并且使三维组合画面360度旋转组合，全方位的展示。
附图说明
图1为三维多自由度LED点阵显示器的整体结构装配示意图。
图2为本实用新型的单个LED阵列显示器的传动结构示意图。
图3是通过本实用新型进行显示的电气部分原理示意图。
图中：1-箱体，2-第三电滑环，3-第三大齿轮，4-第三角接触球轴承，5-第二电滑环，6-第二电机固定板，7-第二步进电机，8-第二小齿轮，9-第一大齿轮，10-第一电滑环，11-第一支撑板，12-第一角接触球轴承，13-第一空心轴，14-第三层LED阵列显示器，15-第二空心轴，16-第二层LED阵列显示器，17-第三空心轴，18-第一层LED阵列显示器，19-第二角接触球轴承，20-第二大齿轮，21-第一小齿轮，22-第一电机固定板，23-第一步进电机，24-第二电滑环止转板，25-第三支撑板，26-第三小齿轮，27-第三步进电机，28-第三电机固定板，29-第二支撑板。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。
实施例1：
一种三维多自由度LED点阵显示器，包括若干个LED阵列显示器，还包括箱体1，箱体1内设置有与LED阵列显示器个数相同的传动件，还包括与LED阵列显示器个数相同的空心轴，各个空心轴直径依次增大且依次套设，每个空心轴一端与对应的LED阵列显示器连接，另一端与箱体1内对应的传动件连接。
空心轴上套设有电环滑，电环滑的内圈固定在空心轴上，电环滑的外圈通过固定件固定在箱体1内，内圈通过电缆与LED阵列显示器连接，电缆设置在空心轴内。
空心轴上套设有角接触球轴承，角接触球轴承通过支撑板固定在箱体1内。
传动件包括固定在箱体1内的步进电机、套设在步进电机转动轴上的第一传动齿轮和套设在空心轴上的第二传动齿轮，第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合。
实施例2：
由于本实用新型可适用于多维多层LED阵列显示，每层的装配方式基本上一样，对于三维的情况如图1所示。图2为单个LED阵列显示器的传动结构示意图（即图1中第一层的结构示意图），
第一层主要包括：第一大齿轮9（即第二传动齿轮），第一电滑环10，第一支撑板11，第一角接触球轴承12，第一空心轴13，第一层LED阵列显示器18，第一小齿轮21（即第一传动齿轮），第一电机固定板22，第一步进电机23，第一电环滑止转板。
第二层主要包括： 第二电滑环5，第二电机固定板6，第二步进电机7，第二小齿轮8（即第一传动齿轮），第二空心轴15，第二层LED阵列显示器16，第二角接触球轴承19，第二大齿轮20（即第二传动齿轮），第二电滑环止转板24，第二支撑板29。
第三层主要包括： 第三电滑环2，第三大齿轮3（即第二传动齿轮），第三角接触球轴承4，第三层LED阵列显示器14，第三空心轴17，第三支撑板25，第三小齿轮26（即第一传动齿轮），第三步进电机27，第三电机固定板28，第三电环滑止转板。
以第一层为例进行说明，第一支撑板11通过螺钉固定在箱体1上，第一角接触球轴承12安装在第一支撑板11中间的孔上，第一空心轴13插入第一角接触球轴承12孔中，第一电滑环10安装在第一空心轴13上，电滑环的功能是能内圈随第一空心轴13转动，外圈不转动，使电能通过电滑环控制第一层LED阵列显示器18的点阵的开关，第一大齿轮9安装在第一空心轴13上，第二支撑板29通过螺钉固定在传动机构箱体1上，第一电机固定板22安装在第二支撑板29上，第一步进电机23安装在第一电机固定板22上，第一小齿轮21安装在第一步进电机23上，与第一大齿轮9配合，最后再把第一层LED阵列显示器18安装在第一空心轴13上，这样第一层的安装就完成了。其他两次的安装方式与此类似。
在使用时：还是以第一层为例，因为其他两层也是与此类似。第一步进电23机转动，带动第一小齿轮21转动，第一小齿轮21再带动第二大齿轮20转动，第二大齿轮20带动第一空心轴13，第一空心轴13的转动再带动第一层LED阵列显示器18转动。
实施例3：
可利用本实用新型进行三维LED点阵显示器控制，原理示意图如图3所示，首先，上位机软件控制着每帧图片在三维LED点阵上的空间坐标和展示时间，在图片的展示间隔时间内三维LED点阵需要向下一帧图片展示位置运动，且每一帧的数据信息都是同一连续视频段的动态片段，在上位机的协调下，就能使三维LED点阵单元按照视频的数据信息形成连续动态的展示效果，达到三维LED点阵显示器的设计目的。
具体如下：以实现一个运动的三维圆形球体为例，首先，上位机解析软件对运动的三维圆形球体视频图像进行解析，解析过程中，通过建立一个虚拟的三维空间坐标系，并与实体三维LED点阵空间坐标对应。在这一虚拟的空间三维坐标系中，先模拟一个圆形的球体，并确定圆形球体的位置，大小等于视频图像一致。然后通过对构成球体的坐标点施加矩阵变换实现其向前运动，并且坐标变换时间间隔为一帧，及一帧的时间变换一次坐标，并且变换一次记录一次坐标，然后通过数据转换，按时间序列，即一帧一帧的解析存储。采集完信息后，打包传送到下位机的控制板处理器，处理器对这些信息进行优化处理，然后缓存到SD卡，SD卡的信息在同步传送到下位机的总控制板，总控制板在对信息进行分路处理，分别传到三维LED点阵显示器的各控制板里，控制板通过这些虚拟点阵信息来控制三维LED点阵各点的开关以及色彩，从而重组原来的三维视频图像，重组后的图像能达到360°全方位成像，无死角的效果。
为了实现播放内容和旋转运动的协调一致，即按导演所给出的脚本要求，时而“分屏”，时而“组屏”，所有的旋转运动指令，包含位置，速度，加速度，正反向等，都要求中控系统严格按事先编好的视频演播程序来同步发送指令。所以运动指令序列是受到播放进程的时间约束的，将数字显示本身和多自由度运动完美的结合起来。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (4)
1.一种三维多自由度LED点阵显示器，包括若干个LED阵列显示器，其特征在于，还包括箱体（1），箱体（1）内设置有与LED阵列显示器个数相同的传动件，还包括与LED阵列显示器个数相同的空心轴，各个空心轴直径依次增大且依次套设，每个空心轴一端与对应的LED阵列显示器连接，另一端与箱体（1）内对应的传动件连接。
2.根据权利要求1所述的一种三维多自由度LED点阵显示器，所述的空心轴上套设有电环滑，电环滑的内圈固定在空心轴上，电环滑的外圈通过固定件固定在箱体（1）内，内圈通过电缆与LED阵列显示器连接，电缆设置在空心轴内。
3.根据权利要求2所述的一种三维多自由度LED点阵显示器，所述的空心轴上套设有角接触球轴承，角接触球轴承通过支撑板固定在箱体（1）内。
4.根据权利要求3所述的一种三维多自由度LED点阵显示器，所述的传动件包括固定在箱体（1）内的步进电机、套设在步进电机转动轴上的第一传动齿轮和套设在空心轴上的第二传动齿轮，第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合。
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Cited By (2)
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| CN114648907A (zh) * | 2020-12-18 | 2022-06-21 | 山东新松工业软件研究院股份有限公司 | 一种分布式工业控制系统多功能展示装置 |
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| CN114648907B (zh) * | 2020-12-18 | 2024-05-07 | 山东新松工业软件研究院股份有限公司 | 一种分布式工业控制系统多功能展示装置 |
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