CN218158589U - 一种具有行程限位功能的hud转镜角度调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，包括转动驱动机构，所述转动驱动机构包括伺服电机、转动传动组件、转动连接件；所述转动连接件安装于HUD转镜上，所述转动传动组件与所述转动连接件连接，所述伺服电机用于经所述转动传动组件、转动连接件驱动HUD转镜正转或反转；MCU控制模块，所述MCU控制模块包括角度设定单元、主控单元。本实用新型利用伺服电机自带的角度位置信息记录及设定功能，即可实现对HUD转镜的正转、反转的转动行程进行检测及限制，相比常规的采用两个限位开关进行检测的方式，该装置优化了结构设计、简化了生产组装工序，且降低了生产成本，实用性强。

Description

一种具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置

技术领域

本实用新型涉及HUD技术领域，尤其涉及一种具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置。

背景技术

平视显示器，又称抬头显示器(Head Up Display)，简称HUD。目前，其普遍运用在航空器的飞行辅助仪器上，如今已经逐渐在汽车上普及。HUD旨为提高汽车的安全性，让驾驶者注意力都集中在路面上，以减少事故的发生。

目前，安装于汽车上的HUD主要包含影像投影单元(PGU)、第一反射镜、第二反射镜、传动装置等。PGU出射的图像光依次经过第一反射镜和第二反射镜的反射后，经过防尘罩入射至汽车的前挡风玻璃，经过前挡风玻璃的反射形成虚像，以供车内人员观察。其中，第一反射镜通常为位置固定的反射镜，第二反射镜为可转动的反射镜(转镜)，可根据实际投影需求，转动第二反射镜调节虚像的成像位置，进而实现不同投影距离或不同投影高度的虚像，以满足不同的用户需求。

而目前，为了检测转镜的最大开启和关闭角度，通常会在转镜开启、闭合的极限位置处各设置一个限位开关，以限制转镜的转动的极限行程，但这种结构设计及布置方式，会提高生产成本(增加了两个限位开关板)，且安装布线复杂繁琐(需要专门对其进行接线)，同时限位开关也会有潜在失效的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，该装置利用伺服电机自带的角度位置信息记录及设定功能，即可实现对HUD转镜的正转、反转的转动行程进行检测及限制，相比常规的采用两个限位开关进行检测的方式，该装置优化了结构设计、简化了生产组装工序，且降低了生产成本，避免了因限位开关失效而导致检测异常的风险问题，实用性强。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，包括转动驱动机构，所述转动驱动机构包括伺服电机、转动传动组件、转动连接件；所述转动连接件安装于HUD转镜上，所述转动传动组件与所述转动连接件连接，所述伺服电机用于经所述转动传动组件、转动连接件驱动HUD转镜正转或反转；MCU控制模块，所述MCU控制模块包括角度设定单元、主控单元；所述角度设定单元用于将所述伺服电机的零点位置与所述HUD转镜闭合时的位置设定为同一位置，并设定HUD转镜从闭合状态到开启时，反转的最大角度值，以及HUD转镜从开启状态到闭合状态的正转的最大角度值；所述主控单元用于在监测到HUD转镜已经转到反转的最大角度值或正转的最大角度值时，控制伺服电机停止驱动HUD转镜转动。

进一步地，所述转动连接件包括固定部和转动部；所述固定部固定安装于所述HUD转镜上；所述转动部呈扇形构造，且所述转动部的其中一侧壁与所述固定部连接，所述转动部的扇形向外凸起的弧形面上还开设有齿槽。

进一步地，所述转动传动组件包括蜗杆；所述蜗杆经所述齿槽与所述转动部啮合连接，所述伺服电机用于经蜗杆、转动部驱动所述HUD转镜转动。

进一步地，所述转动传动组件还包括蜗杆槽壳、旋转轴、安装支架；所述蜗杆槽壳布置于所述安装支架内，且所述蜗杆槽壳上还开设有用于放置所述蜗杆的容置槽；所述旋转轴安装于所述蜗杆内，所述伺服电机布置于所述蜗杆槽壳的一端，且所述伺服电机的输出轴穿过所述蜗杆槽壳与所述旋转轴连接。

进一步地，所述转动传动组件还包括弹片；所述弹片包括连接部和具有弹性的弹性部；所述连接部与所述蜗杆槽壳的一端外壁连接，所述弹性部布置于所述蜗杆槽壳的底部，且所述弹性部的一端朝向所述蜗杆槽壳的另一端方向延伸布置；所述安装支架的一端还设有支撑部，所述弹性部向所述蜗杆槽壳另一端延伸的一端布置于所述支撑部上；所述蜗杆槽壳的底部一端与所述支撑部对应处还设有支撑柱，所述支撑柱布置于所述支撑部上。

进一步地，所述安装支架的一侧还设有支架弹性臂，且所述支架弹性臂具有弹性；所述安装支架的另一侧与所述支架弹性臂上还各开设一安装固定孔，所述蜗杆槽壳的两侧与安装固定孔对应处还各设有一固定柱；每一所述固定柱对应插设于一所述安装固定孔内。

进一步地，所述安装支架内远离支撑部的一端还设有定位限位块；所述定位限位块用于将所述伺服电机限位于所述安装支架内。

进一步地，所述伺服电机的底部与所述定位限位块对应处还设有电机支架，所述电机支架上还开设有限位槽孔；所述定位限位块插设于所述限位槽孔内。

进一步地，所述安装支架的底部还设有若干支架定位柱。

进一步地，所述安装支架上还开设有若干定位螺丝孔。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

该装置利用伺服电机自带的角度位置信息记录及设定功能，即可实现对HUD转镜的正转、反转的转动行程进行检测及限制，相比常规的采用两个限位开关进行检测的方式，该装置优化了结构设计、简化了生产组装工序，且降低了生产成本，避免了因限位开关失效而导致检测异常的风险问题，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的转动驱动机构的立体图；

图3为本实用新型的转动驱动机构的爆炸图(省却转动连接件)；

其中，附图标识说明：

1—转动驱动机构； 2—安装盒；

3—平面反射镜； 4—HUD转镜；

11—伺服电机； 12—转动连接件；

13—蜗杆； 14—蜗杆槽壳；

15—旋转轴； 16—安装支架；

17—弹片； 121—固定部；

122—转动部； 123—齿槽；

161—支撑部； 162—支撑柱；

163—支架弹性臂； 164—安装固定孔；

165—固定柱； 166—定位限位块；

167—电机支架； 168—定位螺丝孔；

171—连接部； 172—弹性部。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至3所示，本实用新型提供一种具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，包括转动驱动机构1，所述转动驱动机构1包括伺服电机11、转动传动组件、转动连接件12；所述转动连接件12安装于HUD转镜4上，所述转动传动组件与所述转动连接件12连接，所述伺服电机11用于经所述转动传动组件、转动连接件12驱动HUD转镜4正转或反转；MCU控制模块，所述MCU控制模块包括角度设定单元、主控单元；所述角度设定单元用于将所述伺服电机11的零点位置与所述HUD转镜4闭合时的位置设定为同一位置，并设定HUD转镜4从闭合状态到开启时，反转的最大角度值，以及HUD转镜4从开启状态到闭合状态的正转的最大角度值；所述主控单元用于在监测到HUD转镜4已经转到反转的最大角度值或正转的最大角度值时，控制伺服电机11停止驱动HUD转镜4转动。

其中，所述转动连接件12包括固定部121和转动部122；所述固定部121固定安装于所述HUD转镜4上；所述转动部122呈扇形构造，且所述转动部122的其中一侧壁与所述固定部121连接，所述转动部122的扇形向外凸起的弧形面上还开设有齿槽123；所述转动传动组件包括蜗杆13；所述蜗杆13经所述齿槽123与所述转动部122啮合连接，所述伺服电机11用于经蜗杆13、转动部122驱动所述HUD转镜4转动；所述转动传动组件还包括蜗杆槽壳14、旋转轴15、安装支架16；所述蜗杆槽壳14布置于所述安装支架16内，且所述蜗杆槽壳14上还开设有用于放置所述蜗杆13的容置槽；所述旋转轴15安装于所述蜗杆13内，所述伺服电机11布置于所述蜗杆槽壳14的一端，且所述伺服电机11的输出轴穿过所述蜗杆槽壳14与所述旋转轴15连接；所述转动传动组件还包括弹片17；所述弹片17包括连接部171和具有弹性的弹性部172；所述连接部171与所述蜗杆槽壳14的一端外壁连接，所述弹性部172布置于所述蜗杆槽壳14的底部，且所述弹性部172的一端朝向所述蜗杆槽壳14的另一端方向延伸布置；所述安装支架16的一端还设有支撑部161，所述弹性部172向所述蜗杆槽壳14另一端延伸的一端布置于所述支撑部161上；所述蜗杆槽壳14的底部一端与所述支撑部161对应处还设有支撑柱162，所述支撑柱162布置于所述支撑部161上。

所述安装支架16的一侧还设有支架弹性臂163，且所述支架弹性臂163具有弹性；所述安装支架16的另一侧与所述支架弹性臂163上还各开设一安装固定孔164，所述蜗杆槽壳14的两侧与安装固定孔164对应处还各设有一固定柱165；每一所述固定柱165对应插设于一所述安装固定孔164内；所述安装支架16内远离支撑部161的一端还设有定位限位块166；所述定位限位块166用于将所述伺服电机11限位于所述安装支架16内；所述伺服电机11的底部与所述定位限位块166对应处还设有电机支架167，所述电机支架167上还开设有限位槽孔；所述定位限位块166插设于所述限位槽孔内；所述安装支架16的底部还设有若干支架定位柱；所述安装支架16上还开设有若干定位螺丝孔168。

本实用新型工作原理：

继续参照图1至3所示，一实施例中，该装置还包括安装盒2、光机光源、平面反射镜3，MCU控制模块、光机光源安装于安装盒2内，光机光源可为PGU(影像投影单元)，其发出的图像光经平面反射镜3反射至HUD转镜4上，HUD转镜4再将其反射至汽车的前挡风玻璃上，形成虚像，以供驾驶员观察；通过转动驱动机构1，可驱动HUD转镜4转动，进而调整形成的虚像位置，以达到最佳的匹配效果，该实施例中，采用伺服电机11驱动HUD转镜4转动，因伺服电机11自带角度位置信息记录及设定功能，故可预先通过角度设定单元将伺服电机11的零点位置与HUD转镜4闭合时的位置设定为同一位置，并设定HUD转镜4从闭合状态到开启时，反转的最大角度值，以及HUD转镜4从开启状态到闭合状态的正转的最大角度值(如+5°、-5°)，随后，通过主控单元对HUD转镜4转动角度进行监测，当监测到HUD转镜4已经转到反转的最大角度值或正转的最大角度值时，控制伺服电机11停止驱动HUD转镜4继续转动，进而可实现对HUD转镜4转动行程进行限位的功能，在实际工作中，用户开启HUD后，伺服电机11通过转动传动组件、转动连接件12驱动HUD转镜4从闭合状态反转到中间位置，用户可再通过车上的旋钮调节显示图像向上或者向下来匹配自己的最佳视觉效果，同时，主控单元会监测HUD转镜4是否已经转到预先设定的反转的最大角度值或正转的最大角度值，若是，则控制伺服电机11停止运转，随后进行反方向调节；而在用户调节好HUD转镜4的最佳位置后，汽车内的控制系统会自动记录并保存该位置，下次再启动时，MCU控制模块会控制HUD转镜4转到用户调好的位置上。

一实施例中，转动连接件12安装于HUD转镜4的背面下部，转动传动组件布置于转动连接件12的下方，且转动传动组件的蜗杆13与转动连接件12啮合连接，在伺服电机11的驱动下，蜗杆13转动，进而经转动连接件12带动HUD转镜4转动(一实施例中，转动连接件12包括固定部121和转动部122，固定部121固定安装于HUD转镜4上，转动部122呈扇形构造，且转动部122的其中一侧壁与固定部121连接，转动部122的向外凸起的弧形面上设有齿槽123，蜗杆13与齿槽123啮合连接)，进而实现调节HUD转镜4的角度的功能，该实施例中，采用转动连接件12、蜗杆13的传动方式以驱动HUD转镜4转动，可在一定程度上保证HUD转镜4转动的平稳性，且可降低噪音，此外，还设有弹片17，可对伺服电机11提供弹性力，以使蜗杆13与转动连接件12连接紧密，解决了因齿间隙过大而产生的HUD转镜4转动的延迟问题，同时，也解决了蜗杆13与转动连接件12因过盈配合而产生的卡齿问题，且可使蜗杆13与转动连接件12配合容许公差范围变大，有利于转动连接件12和蜗杆13的生产加工，进而降低加工成本。

一实施例中，转动传动组件包括蜗杆槽壳14、旋转轴15，且蜗杆槽壳14上还开设有容置槽，组装时，可首先将旋转轴15穿入蜗杆13内，随后将蜗杆13放入容置槽，随后将伺服电机11经螺丝安装于蜗杆槽壳14的一端，并使伺服电机11的输出轴穿过蜗杆槽壳14，与旋转轴15连接，最后再将蜗杆槽壳14扣进安装支架16内即可，组装方便快捷。

一实施例中，安装支架16上还设有支架弹性臂163，且安装支架16的一侧，与支架弹性臂163上还对应开设一安装固定孔164，支架弹性臂163具有一定的弹性，在将蜗杆槽壳14扣进安装支架16内时，会向外挤压支架弹性臂163，支架弹性臂163稍微变形，使其与安装支架16另一侧之间的间距增大，进而便于放入蜗杆槽壳14，随后，支架弹性臂163恢复，在回复力的驱动下，可对蜗杆槽壳14进行限位；同时，在该实施例中，蜗杆槽壳14的两侧与两安装固定孔164对应处还设有两固定柱165，在卡入蜗杆槽壳14时，每一固定柱165会对应插设于一安装固定孔164内，可在安装固定孔164内再锁螺丝，以避免伺服电机11脱落。

一实施例中，弹片17包括连接部171和具有弹性的弹性部172，在组装弹片17时，可将弹片17的连接部171经螺丝安装于蜗杆槽壳14的一端(安装有伺服电机11的一端，先安装弹片17，再安装伺服电机11，伺服电机11的输出轴依次穿过连接部171、蜗杆槽壳14布置)，将弹性部172布置于蜗杆槽壳14的底部，并使弹性部172的一端放置于安装支架16的支撑部161上；弹性部172可对蜗杆槽壳14提供向上的弹性力，以促使转动连接件12、蜗杆13连接紧密；一实施例中，安装支架16内还设有定位限位块166，可对伺服电机11进行限位，同时，蜗杆槽壳14底部一端的支撑柱162布置于支撑部161上，起到对蜗杆槽壳14支撑及限位的作用；一实施例中，安装支架16的底部还设有若干支架定位柱，且安装支架16上还开设有若干定位螺丝孔168；通过支架定位柱和定位螺丝孔168，可方便将该装置安装于不同类型的HUD主体上，安装方便。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，包括：

转动驱动机构，所述转动驱动机构包括伺服电机、转动传动组件、转动连接件；所述转动连接件安装于HUD转镜上，所述转动传动组件与所述转动连接件连接，所述伺服电机用于经所述转动传动组件、转动连接件驱动HUD转镜正转或反转；

MCU控制模块，所述MCU控制模块包括角度设定单元、主控单元；所述角度设定单元用于将所述伺服电机的零点位置与所述HUD转镜闭合时的位置设定为同一位置，并设定HUD转镜从闭合状态到开启时，反转的最大角度值，以及HUD转镜从开启状态到闭合状态的正转的最大角度值；所述主控单元用于在监测到HUD转镜已经转到反转的最大角度值或正转的最大角度值时，控制伺服电机停止驱动HUD转镜转动。

2.根据权利要求1所述的具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，所述转动连接件包括固定部和转动部；所述固定部固定安装于所述HUD转镜上；所述转动部呈扇形构造，且所述转动部的其中一侧壁与所述固定部连接，所述转动部的扇形向外凸起的弧形面上还开设有齿槽。

3.根据权利要求2所述的具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，所述转动传动组件包括蜗杆；所述蜗杆经所述齿槽与所述转动部啮合连接，所述伺服电机用于经蜗杆、转动部驱动所述HUD转镜转动。

4.根据权利要求3所述的具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，所述转动传动组件还包括蜗杆槽壳、旋转轴、安装支架；所述蜗杆槽壳布置于所述安装支架内，且所述蜗杆槽壳上还开设有用于放置所述蜗杆的容置槽；所述旋转轴安装于所述蜗杆内，所述伺服电机布置于所述蜗杆槽壳的一端，且所述伺服电机的输出轴穿过所述蜗杆槽壳与所述旋转轴连接。

5.根据权利要求4所述的具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，所述转动传动组件还包括弹片；所述弹片包括连接部和具有弹性的弹性部；所述连接部与所述蜗杆槽壳的一端外壁连接，所述弹性部布置于所述蜗杆槽壳的底部，且所述弹性部的一端朝向所述蜗杆槽壳的另一端方向延伸布置；所述安装支架的一端还设有支撑部，所述弹性部向所述蜗杆槽壳另一端延伸的一端布置于所述支撑部上；所述蜗杆槽壳的底部一端与所述支撑部对应处还设有支撑柱，所述支撑柱布置于所述支撑部上。

6.根据权利要求5所述的具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，所述安装支架的一侧还设有支架弹性臂，且所述支架弹性臂具有弹性；所述安装支架的另一侧与所述支架弹性臂上还各开设一安装固定孔，所述蜗杆槽壳的两侧与安装固定孔对应处还各设有一固定柱；每一所述固定柱对应插设于一所述安装固定孔内。

7.根据权利要求6所述的具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，所述安装支架内远离支撑部的一端还设有定位限位块；所述定位限位块用于将所述伺服电机限位于所述安装支架内。

8.根据权利要求7所述的具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，所述伺服电机的底部与所述定位限位块对应处还设有电机支架，所述电机支架上还开设有限位槽孔；所述定位限位块插设于所述限位槽孔内。

9.根据权利要求4所述的具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，所述安装支架的底部还设有若干支架定位柱。

10.根据权利要求4所述的具有行程限位功能的HUD转镜角度调节装置，其特征在于，所述安装支架上还开设有若干定位螺丝孔。

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