CN218240561U - 一种旋转镜片调整装置及抬头显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转镜片调整装置及抬头显示器，其属于抬头显示技术领域，旋转镜片调整装置包括旋转镜片、底座和移动板。所述旋转镜片上设置有转动限位结构；所述旋转镜片可转动设置于所述底座上；移动板沿平行于所述旋转镜片的转动轴线的方向可移动安装于所述底座上，所述移动板上设置有导向槽结构，所述转动限位结构可滑动设置于所述导向槽结构内，导向槽结构能够移动以带动所述旋转镜片转动。本实用新型能够对旋转镜片进行旋转调节，满足不同身高的用户的人眼视场差异，结构简单、操作便利且精准度高。

Description

一种旋转镜片调整装置及抬头显示器

技术领域

本实用新型涉及抬头显示技术领域，尤其涉及一种旋转镜片调整装置及抬头显示器。

背景技术

HUD(Head Up Display，抬头显示器)，能够把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的风挡玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能够看到时速、导航等重要的驾驶信息。

由于不同身高的用户具有不同的观看要求，因此需要旋转镜片调整装置对HUD内部的旋转镜片进行旋转调节，以调整HUD输出图像的位置，从而适应不同身高的用户的人眼视场差异。

现有技术中，如图1所示，旋转镜片调整装置为蜗轮蜗杆式调整装置。在蜗轮蜗杆式的旋转镜片调整装置中，蜗杆10沿垂直于旋转镜片20的转动轴线的方向设置，旋转镜片20上设置有与蜗杆10啮合传动的多个齿状结构30，蜗杆10与旋转镜片20上的齿状结构30配合传动，实现对旋转镜片20的旋转调节。

但是，由于在实现光学镜片20的旋转过程中，齿状结构30需要与蜗杆10啮合传动，这种基于齿轮啮合的传动方式，会造成传动效率低、齿轮传动精度要求高、维护不方便等技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋转镜片调整装置及抬头显示器，其能够解决采用齿轮传动方式造成的技术问题，实现对光学镜片的旋转调节，结构简单、操作便利且精准度高。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种旋转镜片调整装置，包括：

旋转镜片，所述旋转镜片上设置有转动限位结构；

底座，所述旋转镜片可转动设置于所述底座上；

移动板，沿平行于所述旋转镜片的转动轴线的方向可移动安装于所述底座上，所述移动板上设置有导向槽结构，所述转动限位结构可滑动设置于所述导向槽结构内，所述导向槽结构能够随着所述移动板的移动以带动所述旋转镜片转动。

可选地，所述转动限位结构能够自锁于所述导向槽结构内。

可选地，所述转动限位结构包括转动导向柱，所述导向槽结构上设置有与所述转动导向柱一一对应的导向凹槽，所述转动导向柱能够在所述旋转镜片移动过程中自锁于所述导向凹槽内。

可选地，所述转动导向柱在所述导向凹槽内的压力角小于所述转动导向柱在所述导向凹槽内的摩擦角。

可选地，所述转动限位结构包括两个所述转动导向柱，两个所述转动导向柱相对所述旋转镜片的垂直于所述旋转镜片的转动轴线的中心线对称。

可选地，所述旋转镜片调整装置还包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述移动板移动。

可选地，所述移动板上设置有齿条结构，所述驱动机构包括：

驱动件；

驱动齿轮，同轴连接于所述驱动件的输出轴上，所述驱动齿轮能够与所述齿条结构啮合传动。

可选地，所述移动板和所述底座中的一个上设置有导向条，另一个上设置有与所述导向条滑动配合的导向条凹槽。

可选地，所述转动限位结构的中心线与所述旋转镜片的垂直于所述旋转镜片的转动轴线的中心线重合。

一种抬头显示器，包括上述的旋转镜片调整装置。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的旋转镜片调整装置及抬头显示器，若需要对旋转镜片进行转动调节，则控制移动板沿平行于旋转镜片的转动轴线的方向移动，移动板上的导向槽结构随移动板沿平行于旋转镜片的转动轴线的方向移动，滑动设置于导向槽结构内的转动限位结构相对导向槽结构运动，从而使得移动板带动旋转镜片转动，该装置结构简单、操作便利且精准度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的蜗轮蜗杆式调整装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的旋转镜片调整装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的旋转镜片调整装置隐去旋转镜片后的俯视图；

图4是本实用新型实施例一提供的旋转镜片调整装置的分解结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的移动板的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的转动导向柱在导向凹槽内的受力情况示意图；

图7是图6中的转动导向柱的受力分布图。

图1中：

10、蜗杆；20、旋转镜片；30、齿状结构；

图2-图7中：

1、旋转镜片；11、转动限位结构；111、转动导向柱；12、转轴；

2、底座；21、移动板安装槽；22、电机安装板；

3、移动板；31、导向槽结构；311、导向凹槽；32、齿条结构；33、导向条；

4、驱动机构；41、驱动件；42、驱动齿轮。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图2-图5，本实施例提供一种旋转镜片调整装置，其旨在解决现有技术中采用齿轮啮合的传动方式控制旋转镜片的旋转，导致的技术问题，其能够通过对旋转镜片1进行旋转调节，实现了满足不同身高的用户的人眼视场差异的技术效果，结构简单、操作便利且精准度高。

具体地，本实施例中，旋转镜片调整装置包括旋转镜片1、底座2和移动板3。

旋转镜片1上设置有转动限位结构11。

旋转镜片1可转动设置于底座2上。

移动板3沿平行于旋转镜片1的转动轴线的方向可移动安装于底座2上，移动板3上设置有导向槽结构31，转动限位结构11可滑动设置于导向槽结构31内，导向槽结构31能够移动以带动旋转镜片1转动。

旋转镜片1可以包括光学镜片。

本实施例中的旋转镜片调整装置，通过设置平行于旋转镜片1的转动轴线的移动板3，在旋转镜片1上设置有转动限位结构11，由转动限位结构11与移动板3上的导向槽结构31配合实现对旋转镜片1的旋转调节。在旋转镜片1的控制中使用导向槽结构31，实现近似凸轮的运动方式，可以实现自锁，并具备高精度的角度控制。

如图1所示，现有技术中，在旋转镜片20上加工齿状结构30时，由于齿状结构30需要与蜗杆10啮合传动，在加工前需要对齿状结构进行参数设计，以保证加工过程中的齿状结构30的加工精度。但是，由于旋转镜片20的尺寸参数较小，其上的多个齿状结构30沿旋转镜片20的厚度方向排列，导致其上的齿状结构30的参数也较小，加工形成参数较小的齿状结构难度较大，加工成本较高。

相比于需要在旋转镜片1上加工小尺寸的齿状结构，本实施例中的与移动板3上的导向槽结构31配合的转动限位结构11的加工难度较低，结构简单易于制造，生产组装过程方便。

本实施例中，若需要对旋转镜片1进行转动调节，则控制移动板3沿平行于旋转镜片1的转动轴线的方向移动，移动板3上的导向槽结构31随移动板3沿平行于旋转镜片1的转动轴线的方向移动，滑动设置于导向槽结构31内的转动限位结构11相对导向槽结构31运动，从而使得移动板3的导向槽结构31带动旋转镜片1转动至合适角度。

可选地，旋转镜片1和底座2中的一个上设置有转轴12，另一个上设置有与转轴12转动连接的转轴安装孔。转轴12的轴线即为旋转镜片1的转动轴线。

优选地，由于在旋转镜片1上开孔难度较大，故旋转镜片1上设置有转轴12，转轴安装孔设置于底座2上。

优选地，旋转镜片1的两端均设置有一个转轴12，底座2上设置有两个转轴安装孔，转轴12与转轴安装孔一一对应设置。

进一步地，为了实现旋转镜片1的自动调节，本实施例中，旋转镜片调整装置还包括驱动机构4，驱动机构4用于驱动移动板3移动。具体地，驱动机构4用于驱动移动板3沿平行于旋转镜片1的转动轴线的方向移动。

具体地，本实施例中，移动板3上设置有齿条结构32，驱动机构4包括驱动件41和驱动齿轮42。

具体地，齿条结构32包括多个沿平行于旋转镜片1的转动轴线的方向设置的齿。具体地，齿条结构32可一体成型设置在移动板3上，也可以通过连接件或者焊接的方式固定在移动板3上。

驱动齿轮42同轴连接于驱动件41的输出轴上，驱动齿轮42能够与齿条结构32啮合传动。

具体地，本实施例中，驱动件41为电机，驱动齿轮42为圆柱齿轮。具体地，底座2上设置有电机安装板22，电机安装于电机安装板22上，电机的输出轴转动穿过电机安装板22后与驱动齿轮42同轴固连。

本实施例中，电机安装于电机安装板22上，驱动齿轮42与电机的输出轴连接，且驱动齿轮42能够与齿条结构32啮合传动。该种结构紧凑，电机不会干涉旋转镜片1的运动。

进一步地，为了对移动板3的移动进行导向，本实施例中，移动板3和底座2中的一个上设置有导向条33，另一个上设置有与导向条33滑动配合的导向条凹槽。

具体地，本实施例中，移动板3上设置有导向条33，底座2上设置有与导向条33滑动配合的导向条凹槽。

具体地，本实施例中，底座2上设置有沿平行于旋转镜片1的转动轴线的方向延伸的移动板安装槽21，移动板3可移动安装于移动板安装槽21内，导向条凹槽位于移动板安装槽21内。

优选地，本实施例中，转动限位结构11的中心线与旋转镜片1的垂直于旋转镜片1的转动轴线的中心线重合。具体地，转动限位结构11可设置在旋转镜片1的下部或者后部。具体地，转动限位结构11设在旋转镜片1的后部时，优选设置在后部的中间位置。

上述转动限位结构11的中心线与旋转镜片1的垂直于旋转镜片1的转动轴线的中心线重合，能够解决旋转镜片1在旋转过程中的偏离重心的技术问题，尤其是，能够解决在转动窄长型的旋转镜片1过程中的旋转镜片1的偏心问题。例如，AR-HUD系统中的旋转镜片1的长度都比较长，至少为300mm；将转动限位结构11的中心线设置为与旋转镜片1的垂直于旋转镜片1的转动轴线的中心线重合，相比于将转动限位结构11设置在旋转镜片1的长度方向的一端，能够避免传动过程中旋转镜片1的偏心性问题，从而避免实际成像位置与理论成像位置存在误差。

具体地，旋转镜片1的长度尺寸即为旋转镜片1沿其转动轴线方向的尺寸。

当然，在其它的实施例中，若旋转镜片1的长度尺寸相对较小，也可将转动限位结构11设在旋转镜片1的其它位置。

在可选实施例中，转动限位结构11能够自锁于导向槽结构31内。

具体地，参见图4和图5，转动限位结构11包括转动导向柱111，导向槽结构31上设置有与转动导向柱111一一对应的导向凹槽311，转动导向柱111能够自锁于导向凹槽311内。

可选地，转动导向柱111可以为圆柱形、锥形或其他任意与导向凹槽311线接触或面接触的形状。

优选地，本实施例中，转动导向柱111为圆柱形，圆柱形易加工，加工成本低。

导向凹槽311的形状可以是线性直槽、曲线型槽或者曲线混合型槽，该导向凹槽311能够满足控制旋转镜片1转动，进一步也能够满足转动导向柱111能够自锁于导向凹槽311内。

具体地，本实施例中，导向凹槽311为曲线型槽，进一步可为弧型槽，其延伸方向与转动导向柱111的扫描方向重合，保证转动导向柱111能够顺利在导向凹槽311内滑动，从而使得导向凹槽311带动转动导向柱111运动，实现旋转镜片1的转动。

具体地，参见图6和图7，本实施例中，转动导向柱111在导向凹槽311内的压力角小于转动导向柱111在导向凹槽311内的摩擦角，从而使得在移动板3静止后，转动导向柱111能够自锁于导向凹槽311内，保证旋转镜片1的位置稳定。

为清楚示意，图6中仅示意出一个转动导向柱111在其对应的导向凹槽311内的受力分析。

为清楚示意，图7中α角表示转动导向柱111在导向凹槽311内的压力角，β角表示转动导向柱111在导向凹槽311内的摩擦角，α角小于β角。

具体地，行车过程中车辆因震动过大或者受到撞击时，旋转镜片1也会受到冲击。如图7所示，在旋转镜片1受到冲击时，F1为转动导向柱111在导向凹槽311内的冲击力。转动导向柱111沿力F1方向冲击时，也即此时转动导向柱111具有沿力F1方向运动的趋势。转动导向柱111对导向凹槽311在导向凹槽311的公法线a方向上有正向压力，根据牛顿第三运动定律：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上；可知：

转动导向柱111受到正向反力G，同时受到与正向反力G垂直的摩擦力f，将摩擦力f与正向反力G叉乘得到总反力F2，总反力F2与正向反力G的夹角为转动导向柱111在导向凹槽311内的摩擦角β；冲击力F1的反向延长线与正向反力G的夹角α为转动导向柱111在导向凹槽311内的压力角，此时α角小于β角，转动导向柱111能够自锁于导向凹槽311内，避免了旋转镜片1在受到冲击时发生翻转的情况的发生。

优选地，转动限位结构11包括两个转动导向柱111，两个转动导向柱111相对旋转镜片1的垂直于旋转镜片1的转动轴线的中心线对称，能够避免传动过程中的偏心性问题，从而避免实际成像位置与理论成像位置存在误差。

本实施例提供的旋转镜片调整装置，在控制旋转镜片1的转动过程中，通过曲线型槽的导向凹槽311与转动导向柱111配合，实现近似凸轮的运动方式，并且可以实现自锁，从而实现了对旋转镜片1的转动角度的高精度控制。

本实施例提供的旋转镜片调整装置，若需要对旋转镜片1进行转动调节，则控制移动板3沿平行于旋转镜片1的转动轴线的方向移动，移动板3上的导向槽结构31随移动板3沿平行于旋转镜片1的转动轴线的方向移动，滑动设置于导向槽结构31内的转动限位结构11相对导向槽结构31运动，从而使得移动板3的导向槽结构31带动旋转镜片1转动，旋转镜片1转动至合适角度后，停止移动板3的移动，此时转动导向柱111自锁于导向凹槽311内。

该旋转镜片调整装置，能够对旋转镜片1进行旋转调节，满足不同身高的用户的人眼视场差异，同时由于自锁性能，避免了因旋转镜片1可控性差导致的输出图像时的抖动，实现了提高控制镜片移动可控性的技术效果。该旋转镜片调整装置能够解决齿轮啮合的传动方式，造成传动效率低、齿轮传动精度要求高、维护不方便等技术问题，实现了控制高效、结构简单易于制造以及生产组装方便等技术效果。

实施例二

本实施例提供一种抬头显示器，其包括实施例一中的旋转镜片调整装置。

该抬头显示器，通过旋转镜片调整装置控制移动板3的移动，能够对旋转镜片1进行旋转调节，满足不同身高的用户的人眼视场差异，免了因旋转镜片1可控性差导致的输出图像时的抖动，实现了提高控制镜片移动可控性的技术效果，该装置结构简单易于制造，生产组装过程方便。

实施例三

本实施例提供一种交通工具，该交通工具包括实施例二提供的抬头显示器。

示例性地，本实施例中的交通工具可以为车辆、飞行器等，具体可以根据使用需要选择。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种旋转镜片调整装置，其特征在于，包括：

旋转镜片(1)，所述旋转镜片(1)上设置有转动限位结构(11)；

底座(2)，所述旋转镜片(1)可转动设置于所述底座(2)上；

移动板(3)，沿平行于所述旋转镜片(1)的转动轴线的方向可移动安装于所述底座(2)上，所述移动板(3)上设置有导向槽结构(31)，所述转动限位结构(11)可滑动设置于所述导向槽结构(31)内，所述导向槽结构(31)能够随着所述移动板(3)的移动以带动所述旋转镜片(1)转动。

2.根据权利要求1所述的旋转镜片调整装置，其特征在于，所述转动限位结构(11)能够自锁于所述导向槽结构(31)内。

3.根据权利要求2所述的旋转镜片调整装置，其特征在于，所述转动限位结构(11)包括转动导向柱(111)，所述导向槽结构(31)上设置有与所述转动导向柱(111)一一对应的导向凹槽(311)，所述转动导向柱(111)能够在所述旋转镜片(1)移动过程中自锁于所述导向凹槽(311)内。

4.根据权利要求3所述的旋转镜片调整装置，其特征在于，所述转动导向柱(111)在所述导向凹槽(311)内的压力角小于所述转动导向柱(111)在所述导向凹槽(311)内的摩擦角。

5.根据权利要求3所述的旋转镜片调整装置，其特征在于，所述转动限位结构(11)包括两个所述转动导向柱(111)，两个所述转动导向柱(111)相对所述旋转镜片(1)的垂直于所述旋转镜片(1)的转动轴线的中心线对称。

6.根据权利要求1所述的旋转镜片调整装置，其特征在于，所述旋转镜片调整装置还包括驱动机构(4)，所述驱动机构(4)用于驱动所述移动板(3)移动。

7.根据权利要求6所述的旋转镜片调整装置，其特征在于，所述移动板(3)上设置有齿条结构(32)，所述驱动机构(4)包括：

驱动件(41)；

驱动齿轮(42)，同轴连接于所述驱动件(41)的输出轴上，所述驱动齿轮(42)能够与所述齿条结构(32)啮合传动。

8.根据权利要求1所述的旋转镜片调整装置，其特征在于，所述移动板(3)和所述底座(2)中的一个上设置有导向条(33)，另一个上设置有与所述导向条(33)滑动配合的导向条凹槽。

9.根据权利要求1-8任一项所述的旋转镜片调整装置，其特征在于，所述转动限位结构(11)的中心线与所述旋转镜片(1)的垂直于所述旋转镜片(1)的转动轴线的中心线重合。

10.一种抬头显示器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的旋转镜片调整装置。

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