CN207424514U - 一种动态镜像投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种动态镜像投影系统，包括投影仪、反射镜，还包括：主体架、第一伺服电机及第二伺服电机；所述投影仪安装于所述主体架一端，所述第一伺服电机安装于所述主体架的另一端；所述第二伺服电机与所述第一伺服电机的输出端固定连接，所述反射镜与所述第二伺服电机的输出端固定连接；所述投影仪的镜头与所述反射镜相对安装，并且所述投影仪的镜头的轴线与所述第一伺服电机的转动轴线共线，所述第二伺服电机的转动轴线与所述第一伺服电机的转动轴线垂直且相交。该系统采用双共轴结构，能保证投影仪投影的正中心一直在反射镜的正中心。反射镜利用率高，可旋转角度大。

Description

一种动态镜像投影系统

技术领域

本实用新型涉及投影技术领域，尤其涉及一种动态镜像投影系统。

背景技术

投影：投影指的是用一组光线将物体的形状投射到一个平面上去，称为“投影”。在该平面上得到的图像，也称为“投影”。

动态投影：动态投影，利用一种投影设备，运用光学投影原理，采用高亮度的光源，将底片上的内容动态的投射到客户所需要的投影面上，强大的光源、完美的动态影响、超强的视觉冲击力、高清晰的画面，形成极富视觉冲击力的动态投影。

传统的投影技术，通常固定在某一屏幕或某一面，将影像静态的投影在投影面上。这种投影投射的面积有限，所以影响图象尺寸和画面的完整性，面积过大会影响图像的清晰度及分辨率。不具有灵活多变的动态效果，不能将影像信息同现实中实物结合起来，动态展示。视觉效果平淡、单一、呆板。在日新月异的技术发展形势下，一种动态镜像投影系统应运而生。

与传统投影技术相比，动态镜像投影系统可以投到任意指定的投影面上，投影范围广并且画面精度高，完美的动态效果，视觉冲击力强且视觉效果灵动、多变。目前，动态镜像投影系统多数为单个伺服电机控制的动态镜像投影仪，因仅使用一个伺服电机导致其镜面只能以45度的反射角横向转动，不能够纵向转动，因而大大限制了其投射的范围，导致镜子的利用率低，可用旋转角度小，反射面积小；同时，该系统的响应速度和精度都很差，影响投影效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种动态镜像投影系统，该动态镜像投影系统的反射镜的可旋转角度大，大大提高了反射镜的利用率。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种动态镜像投影系统，包括投影仪、反射镜，还包括： 主体架、第一伺服电机及第二伺服电机；

所述投影仪安装于所述主体架一端，所述第一伺服电机安装于所述主体架的另一端；

所述第二伺服电机与所述第一伺服电机的输出端固定连接，所述反射镜与所述第二伺服电机的输出端固定连接；

所述投影仪的镜头与所述反射镜相对安装，并且所述投影仪的镜头的轴线与所述第一伺服电机的转动轴线共线，所述第二伺服电机的转动轴线与所述第一伺服电机的转动轴线垂直且相交；

所述投影仪将影像投射到所述反射镜上，所述第一伺服电机驱动所述第二伺服电机转动，所述第二伺服电机驱动所述反射镜转动， 进而将影像通过所述反射镜反射到预设的位置。

采用本实用新型的有益效果是，采用两个伺服电机同时控制反射镜，并且所述投影仪的镜头的轴线与所述第一伺服电机的转动轴线共线，所述第二伺服电机的转动轴线与所述第一伺服电机的转动轴线垂直且相交，实现了双共轴结构，能保证投影仪投影的正中心一直在反射镜的正中心。反射镜利用率高，可旋转角度大。解决了现有技术中，伺服电机控制的动态投影技术，投射角度只有45度，只能投射到一块有限的固定的平面上，应用范围有限的不足。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以进行如下进一步的改进。

进一步，所述反射镜的镜面与所述第二伺服电机的转动轴线平行。

进一步，所述动态镜像投影系统还包括调节支架及安装横梁；

所述第一伺服电机安装于所述安装横梁的一端，所述安装横梁的另一端安装于所述调节支架的一端，所述调节支架的另一端安装于所述主体架上；

所述调节支架为两侧分别带有两个T形槽的长条形型材，其延伸方向与所述投影仪的镜头中心线平行；所述反射镜与所述投影仪的距离可通过改变所述调节支架的安装位置来调节。

进一步，所述安装横梁设有两个卡板，所述卡板卡设于与所述调节支架带有T形槽的两侧，每个所述卡板均开设有3个呈三角布置的安装孔，并且其中一个是圆孔，另外两个是狭长孔，两侧卡板上的3个安装孔位置相对；

所述调节支架上开设有一个通孔，所述通孔与所述卡板上的圆转通过销轴或螺钉转动连接，所述卡板上的另外两个安装孔分别与所述调节支架的每一侧的两个T形槽位置相对，通过螺钉和螺母将所述卡板固定于所述调节支架上。

进一步，所述投影仪与所述反射镜上下布置，所述投影仪在下方，镜头朝上，所述反射镜在所述投影仪的上方布置，所述第一伺服电机的转动轴线为竖直方向，所述第二伺服电机的转动轴线为水平方向，所述调节支架竖直放置。

进一步，所述动态镜像投影系统还包括十字接头，所述十字接头具有圆盘形的第一法兰安装面和圆盘形的第二法兰安装面，两个法兰安装面的轴线互相垂直且相交；

所述第一伺服电机的输出端通过所述第一法兰安装面与所述十字接头固定连接，所述第二伺服电机的机体通过所述第二法兰安装面与所述十字接头固定连接，所述第二伺服电机的输出端与所述反射镜固定连接。

进一步，所述动态镜像投影系统还包括固定接头，所述固定接头固定连接于所述反射镜的背面，并且与所述第二伺服电机的输出端法兰连接。

进一步，所述动态镜像投影系统还包括安装于所述主体架上的供电模块及控制模块，所述供电模块与所述控制模块电路连接，所述控制模块与所述第一伺服电机及所述第二伺服电机均电路连接，用于控制所述第一伺服电机及所述第二伺服电机的旋转。

进一步，所述第一伺服电机与所述第二伺服电机均设有位置环，能够实时反馈电机的旋转位置并把该位置信息反馈给所述控制模块。

进一步，所述控制模块包括可编程控制器，所述控制模块上设有与外部设备连接的通讯接口和/或数据接口。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种动态镜像投影系统的整体结构示意图；

图2为图1所示具体实施例的正面结构示意图；

图3为图1所示具体实施例的部分拆解结构示意图；

图4为所述安装横梁的结构示意图；

图5为所述十字结构的结构示意图。

其中，图中的件号表示为：

1、反射镜，2、第一伺服电机，3、第二伺服电机，4、安装横梁，5、投影仪，6、投影仪安装板，7、供电模块，8、USB转CAN，9、扩展板，10、电控元件安装板，11、调节支架，12、急停开关，13、主体架，41、卡板，42、安装孔，101、固定接头，201、十字接头，2011、第一法兰安装面，2012、第二法兰安装面。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

请参照图1至图5，图1为本实用新型所提供的一种动态镜像投影系统的整体结构示意图；图2为图1所示具体实施例的正面结构示意图；图3为图1所示具体实施例的部分拆解结构示意图；图4为所述安装横梁4的结构示意图；图5为所述十字结构的结构示意图。

本实用新型所提供的一种动态镜像投影系统的具体实施例中，该动态镜像投影系统包括安装在投影仪安装板6上的投影仪5、反射镜1，还包括： 主体架13、第一伺服电机2及第二伺服电机3；所述投影仪5安装于所述主体架13一端，所述第一伺服电机2安装于所述主体架13的另一端；所述第二伺服电机3与所述第一伺服电机2的输出端固定连接，所述反射镜1与所述第二伺服电机3的输出端固定连接；所述投影仪5的镜头与所述反射镜1相对安装，并且所述投影仪5的镜头的轴线与所述第一伺服电机2的转动轴线共线，所述第二伺服电机3的转动轴线与所述第一伺服电机2的转动轴线垂直且相交；所述投影仪5将影像投射到所述反射镜1上，所述第一伺服电机2驱动所述第二伺服电机3转动，所述第二伺服电机3驱动所述反射镜1转动， 进而将影像通过所述反射镜1反射到预设的位置。

通过所述第二伺服电机3与所述第一伺服电机2的输出端固定连接，所述反射镜1与所述第二伺服电机3的输出端固定连接；这样就可以实现双伺服电机的同时控制，而且二者可以相互配合，使得反射镜1的反射角度更加广阔，可以适用于更多的场合，彻底解决了一个伺服电机控制反射镜1时，反射角度只有45度，反射范围有限、应用范围较窄的不足。

同时，为了确保反射镜1转动过程中镜子中心始终对准投影仪5的镜头，将所述投影仪5的镜头的轴线与所述第一伺服电机2的转动轴线设计为共线，也即同轴线，同时所述第二伺服电机3的转动轴线与所述第一伺服电机2的转动轴线垂直且相交；这种双共轴设计，即可保证两个伺服电机在运动过程中，可以确保反射镜1的中心始终对准投影仪5的镜头，以防止影像偏离镜面而投影失败。

为了便于实现控制，可以将所述反射镜1的镜面与所述第二伺服电机3的转动轴线平行布置，这样也有利于安装于制造以及便于调节。

由于需要确保双共轴，所以在安装时，为了适应制造及安装误差，必须在使用前进行必要的微调。为此，所述动态镜像投影系统还包括调节支架11及安装横梁4；所述第一伺服电机2安装于所述安装横梁4的一端，所述安装横梁4的另一端安装于所述调节支架11的一端，所述调节支架11的另一端安装于所述主体架13上；所述调节支架11为两侧分别带有两个T形槽的长条形型材，其延伸方向与所述投影仪5的镜头中心线平行；所述反射镜1与所述投影仪5的距离可通过改变所述调节支架11的安装位置来调节。调节支架11也可以做成可伸缩式的结构，方便调节。

进一步，所述安装横梁4设有两个卡板41，如图4所示，所述卡板41卡设于与所述调节支架11带有T形槽的两侧，每个所述卡板41均开设有3个呈三角布置的安装孔41，并且其中一个是圆孔，另外两个是狭长孔，两侧卡板41上的3个安装孔41位置相对；

所述调节支架11上开设有一个通孔，所述通孔与所述卡板41上的圆转通过销轴或螺钉转动连接，所述卡板41上的另外两个安装孔41分别与所述调节支架11的每一侧的两个T形槽位置相对，通过螺钉和螺母将所述卡板41固定于所述调节支架11上。需要调节时，可以先将放入T形槽内的螺母拧松，然后扳动安装横梁4，到达正确的位置后，拧紧螺母即可，通过两个狭长孔可以对安装横梁4进行小范围的角度调节。

本实用新型所提供的动态镜像投影系统，投影仪5和反射镜1可以上下布置也可以水平布置，也可以斜着布置，在图1至图5所示的具体实施例中，投影系统中的所述投影仪5与所述反射镜1上下布置，所述投影仪5在下方，镜头朝上，所述反射镜1在所述投影仪5的上方布置，所述第一伺服电机2的转动轴线为竖直方向，所述第二伺服电机3的转动轴线为水平方向，所述调节支架11竖直放置。

调节支架11可上下调节，调节反射镜1距离投影仪5镜头的高度，可左右微调，安装横梁4可微调，结合调节支架11的左右微调可调节反射镜14的中心与投影仪5镜头的中心对齐。

本实用新型所提供的动态镜像投影系统还可以包括十字接头201，所述十字接头201具有圆盘形的第一法兰安装面2011和圆盘形的第二法兰安装面2012，两个法兰安装面的轴线互相垂直且相交；所述第一伺服电机2的输出端通过所述第一法兰安装面2011与所述十字接头201固定连接，所述第二伺服电机3的机体通过所述第二法兰安装面2012与所述十字接头201固定连接，所述第二伺服电机3的输出端与所述反射镜1固定连接。第一伺服电机2的机体安装于安装横梁4的端部，由于第一伺服电机2只是输出端与十字接头201连接，所以工作时，第一伺服电机2可以带动十字接头201转动，而第二伺服电机3整体也是安装在十字接头201上，所以会带着反射镜1一起绕第一伺服电机2的转动轴转动，为了结构更加紧凑，十字接头201上安装第二伺服电机3的法兰面设有孔，以便第二伺服电机3的输出轴端从中穿出，再与反射镜1固定。

为了更好的固定反射镜1，所述动态镜像投影系统还包括固定接头101，所述固定接头101固定连接于所述反射镜1的背面，并且与所述第二伺服电机3的输出端法兰连接。

在主体架13的底部，安装有供电模块7及控制模块，所述供电模块7与所述控制模块电路连接，所述控制模块与所述第一伺服电机2及所述第二伺服电机3均电路连接，用于控制所述第一伺服电机2及所述第二伺服电机3的旋转。

为了实现精确控制，所述第一伺服电机2与所述第二伺服电机3均设有位置环，能够实时反馈电机的旋转位置并把该位置信息反馈给所述控制模块。通过控制模块的程序，对接收到的反馈信号进行解析，并进一步调整或下达对两个伺服电机的指令，包括转速、转向、及转角度数等，以适应投影的需求。

所述控制模块包括可编程控制器，所述控制模块上设有与外部设备连接的通讯接口和/或数据接口，以用来与外部设备进行数据传输或者通讯连接。具体的，可以包括USB转CAN 8及扩展板9，可以安装在电控元件安装板10上，电控元件安装板10上还可以设置急停开关12，与控制模块连接。

投影仪通过USB转CAN 8和扩展板9来控制第一伺服电机2和第二伺服电机3的转动并给两个伺服电机供电，第二伺服电机3来控制反射镜安装板1的旋转，第二伺服电机3控制反射镜安装板1的上下旋转，第一伺服电机2控制第二伺服电机3的左右旋转即控制了反射镜安装板的左右旋转，投影仪5的镜头对准反射镜14，反射镜14把投影仪5发出的光束反射到任意指定投射面。按下急停开关12切断电源7的输出电源，抬起急停开关12可恢复供电模块7的输出电源。

本实用新型所提供的动态镜像投影系统，具体来说，具有以下优点：

1.应用范围广

目前的传统投影技术只有投射到固定的，指定的位置，应用范围有限。

本实用新型动态镜像投影系统由两个电机控制反射镜，可横向纵向转动，并且有双共轴结构，可用旋转角度大，反射面积大，可应用在以媒体视觉影像创作内容为展示场景的各种领域，投射教学动画，博物馆文化历史重现讲解，广告品牌视觉内容渲染，创新科技产品发布会，音乐节灯光楼体投影秀，家庭环境背景装饰等。

2.视觉冲击力强

目前的传统投影技术通常固定在某一屏幕或某一面，将影像静态的投影在投影面，视觉效果呆板。

本实用新型动态镜像投影系统由于通过可编程控制模块，进而可以实现智能控制两个伺服电机进行旋转反射镜，伺服电机的旋转轴上安装旋转反射镜，投影机镜头对准于旋转反射镜镜面，旋转反射镜再反射到任意指定投射面，配合投影内容可以呈现动态效果，视觉效果灵动、多变、绚丽、可与受众产生微互动。

3.投影范围广

目前的传统投影技术没有电机驱动反射镜结构，只能投射到有限的一块面积，投影面积很小，并且画面精度很低；单伺服电机的动态投影只能单方向旋转，投射范围小。而本实用新型动态镜像投影系统用两个伺服电机控制反射镜，投影机镜头对准于旋转反射镜镜面，两个伺服电机其中一个可以进行0-180度调节，另一个可以实现90度调节，其反射角度大，旋转反射镜再反射到任意指定投射面，投射范围广，画面精度极高。

4.机械结构合理

目前的传统投影技术只通过投影仪来投影。

本实用新型动态镜像投影系统由两个伺服电机控制反射镜，投影机镜头对准于旋转反射镜镜面，旋转反射镜再反射到任意指定投射面。两个伺服电机通过双共轴的方式布置，能保证投影仪投影的正中心一直在反射镜的正中心，反射镜利用率高，可旋转角度大。

5.伺服电机高性能

目前市面上最先进的投影技术通过两个微型步进电机来控制反射镜，当投影仪出现故障，电机旋转达不到指定位置时，没有反馈信息。

本实用新型动态镜像投影系统使用的伺服电机，集成化，有位置环，能够实时反馈电机旋转位置，更准确；由于伺服电机的每个旋转角度比步进电机的小得多，在投射运动中，画面效果更精致，性能高。

6.算法新颖

目前的传统投影技术只通过投影仪来投影，没有算法。

本实用新型动态镜像投影系统基于仿射变换原理的算法，可以更精准的调节画面，形成完美的视觉效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种动态镜像投影系统，包括投影仪、反射镜，其特征在于，还包括： 主体架、第一伺服电机及第二伺服电机；

所述投影仪安装于所述主体架一端，所述第一伺服电机安装于所述主体架的另一端；

所述第二伺服电机与所述第一伺服电机的输出端固定连接，所述反射镜与所述第二伺服电机的输出端固定连接；

所述投影仪的镜头与所述反射镜相对安装，并且所述投影仪的镜头的轴线与所述第一伺服电机的转动轴线共线，所述第二伺服电机的转动轴线与所述第一伺服电机的转动轴线垂直且相交；

所述投影仪将影像投射到所述反射镜上，所述第一伺服电机驱动所述第二伺服电机转动，所述第二伺服电机驱动所述反射镜转动， 进而将影像通过所述反射镜反射到预设的位置。

2.根据权利要求1所述的一种动态镜像投影系统，其特征在于，所述反射镜的镜面与所述第二伺服电机的转动轴线平行。

3.根据权利要求1所述的一种动态镜像投影系统，其特征在于，所述动态镜像投影系统还包括调节支架及安装横梁；

所述第一伺服电机安装于所述安装横梁的一端，所述安装横梁的另一端安装于所述调节支架的一端，所述调节支架的另一端安装于所述主体架上；

所述调节支架为两侧分别带有两个T形槽的长条形型材，其延伸方向与所述投影仪的镜头中心线平行；所述反射镜与所述投影仪的距离可通过改变所述调节支架的安装位置来调节。

4.根据权利要求3所述的一种动态镜像投影系统，其特征在于，所述安装横梁设有两个卡板，所述卡板卡设于与所述调节支架带有T形槽的两侧，每个所述卡板均开设有3个呈三角布置的安装孔，并且其中一个是圆孔，另外两个是狭长孔，两侧卡板上的3个安装孔位置相对；

所述调节支架上开设有一个通孔，所述通孔与所述卡板上的圆转通过销轴或螺钉转动连接，所述卡板上的另外两个安装孔分别与所述调节支架的每一侧的两个T形槽位置相对，通过螺钉和螺母将所述卡板固定于所述调节支架上。

5.根据权利要求4所述的一种动态镜像投影系统，其特征在于，所述投影仪与所述反射镜上下布置，所述投影仪在下方，镜头朝上，所述反射镜在所述投影仪的上方布置，所述第一伺服电机的转动轴线为竖直方向，所述第二伺服电机的转动轴线为水平方向，所述调节支架竖直放置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种动态镜像投影系统，其特征在于，所述动态镜像投影系统还包括十字接头，所述十字接头具有第一法兰安装面和第二法兰安装面，两个法兰安装面的轴线互相垂直且相交；

所述第一伺服电机的输出端通过所述第一法兰安装面与所述十字接头固定连接，所述第二伺服电机的机体通过所述第二法兰安装面与所述十字接头固定连接，所述第二伺服电机的输出端与所述反射镜固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种动态镜像投影系统，其特征在于，所述动态镜像投影系统还包括固定接头，所述固定接头固定连接于所述反射镜的背面，并且与所述第二伺服电机的输出端法兰连接。

8.根据权利要求1所述的一种动态镜像投影系统，其特征在于，所述动态镜像投影系统还包括安装于所述主体架上的供电模块及控制模块，所述供电模块与所述控制模块电路连接，所述控制模块与所述第一伺服电机及所述第二伺服电机均电路连接，用于控制所述第一伺服电机及所述第二伺服电机的旋转。

9.根据权利要求8所述的一种动态镜像投影系统，其特征在于，所述第一伺服电机与所述第二伺服电机均设有位置环，能够实时反馈电机的旋转位置并把该位置信息反馈给所述控制模块。

10.根据权利要求8或9任一项所述的一种动态镜像投影系统，其特征在于，所述控制模块包括可编程控制器，所述控制模块上设有与外部设备连接的通讯接口和/或数据接口。