CN2513310Y - 一种协弹性结构的电视墙单元 - Google Patents

Abstract

一种具有协弹性结构的电视墙单元、属机械结构工程领域。在前屏中采用较大曲折比截面的双弹片结构、转向式挂钩及张力拉紧器;后箱体中安装有协胀补偿构件。可完善地协调前屏幕板与前屏后框及前屏与箱体的热彭胀的不一致性,在获得最小拼接缝隙的前提下使前屏幕板在任何温度下都保持平整,整体结构牢固而轻盈。

Description

一种协弹性结构的电视墙单元

本实用新型属机械结构领域，确切地讲是协调不同材料热膨胀差异的一种力学结构设计。

电视墙工程要求其结构能支持尽可能窄的拼接缝隙，而且在不同温度场合下幕板始终保持平整性及其结构的长期安全性等。

由于前屏幕板(由散射板、菲涅耳透镜板、全透介质板组成)属高分子聚合物，其线膨胀系数比金属材料约大一个数量级。例如一个50″单元的线膨胀累积差值约为：1毫米/10摄氏度，而实际情况下的环境温度的变化幅度可达数十摄氏度，累计数值可达数毫米之多！

结构设计失协不但会导致不同温度下的电视墙拼缝的变化，低温下拼缝会扩大，在过高的温度下，前屏幕板会承受较大的挤压应力而使表面的平整性变得很差，严重时会损坏结构，使一些粘接面撕裂。

本实用新型的目的就在于：解决已有技术的不足之处，使单元的结构具有良好的温度及力的协调性，在获得尽可能小的拼接缝隙的前提下，当环境温度较大改变时，仍可保持良好的细缝隙及屏幕的平整度，并可提高其可靠性及安全性。

本实用新型的特点就在于：利用弯折片状结构中部区段的平面可绕该段板面的法线方向旋转的特点，能使两端的平面沿与中部区段平面平行的方向产生相对位移。因此用此两端的平面连接两种不同的材料，可使之允许不同的材料产生一定的位移，从而释放其产生的应力，接纳其形变。前屏与箱体之间使用具有两个自由度的旋转挂钩，使两者之间进一步消减其热胀冷缩的不协调性。

本实用新型的技术关键为：热膨胀的协弹性功能不但要由电视墙单元中的前屏部分及箱体部分通过各自的特殊结构设计来完成，也要通过两者间的二维自由度的完善连接来进一步协调。

具有上述特征的结构被称之为协弹性前屏及协弹性后箱体，协弹性前屏对接于协弹性后箱体，并接收来自电器引擎组件的投影光并在复合背投幕板组件上产生背投影图像。

所用的复合背投幕板组件(一般由2～4片构成，由光散射板、菲涅耳透镜板、支撑透明介质板组成)中的面板(光散射板或支撑透明介质板)及背板(一般是由菲涅耳透镜板或支撑透明介质板)与前屏后框的连接采用了双弹片方式，双弹片分内侧弹片与外侧弹片，外侧弹片覆于内侧弹片之上(暴露于电视墙单元的外部)，双弹片的后端可以一并固定在前屏后框上(也可以是外侧弹片固定在内侧弹片上，内侧弹片被固定在前屏后框上)，内侧弹片的前端与面板的端面结合在一起，外侧弹片的前端与背板的端面结合在一起，固定方法可选取为粘接或热容式粘接(或以勾边方式连接)。

前屏与后箱体的连接方式需进行二自由度的连接处理，也就是在前屏与后箱体不发生分离的条件下，前屏与后箱体之间可沿垂直于前屏幕板法线的平面内运动，而且被约束在该平面内。因而需要在前屏后框上(或协弹性后箱体前框上)安装用于与后箱体(或前屏后框)联结的挂钩，该挂钩为转向式挂钩，其钩柄可以绕嵌入在箱体前框或前屏后框上的与面板垂直的轴旋转。用于联结不同单元前屏的拉紧器为张力拉紧器，该拉紧器可使两相邻的前屏之间弹性连接并提供一定的弹力，使前屏幕板在升温膨胀时拉紧器能提供位移，在降温收缩时可使前屏拼接处拉拢靠紧。

协弹性后箱体中安装有协胀补偿构件，该构件可以是：协胀棒二维位移组件、或双弹片鼓构件、或双弹片拱桥构件。

以下是上述技术关键细节的进一步阐明：

双弹片固定方式是指：双弹片的内层弹片前端粘接于复合背投幕板组件中背板的端面，外层弹片前端粘接于复合背投幕板组件中的面板的端面。

双弹片的外形几何特点为：双弹片的内层弹片及外层弹片的横截面形状为Z字形状、V字形状、弓字形状、S形状或Z字V字弓字S形状的组合形状，在弹片的前端与面板及背板端面的结合部分加工有排状的小孔。

双弹片的外层的前端既可是直边形状也可以是勾状结构(与此相配的面板周边也加工有勾道)。

用于与协弹性后箱体联结的转向式挂钩的结构的几何特征是：挂钩的钩柄可绕固定在前屏后框上的固定转轴旋转，转轴的方向垂直于前屏，其中的各层面板所构成的平面，转向式挂钩可安装在前屏的后框上朝向后箱体，也可安装在后箱体的前框上朝向前屏。

用于联结不同单元的各协弹性前屏的张力拉紧器的结构特征是：拉杆组件的中段对称装有两片弧形弹片，弧形弹片的两端与两端柱刚性连接；或者拉杆组件中的拉杆是由一个统一的长柱构成，长柱前端螺丝的螺帽下套有弹片；或者拉杆组件中的拉杆是由一个统一的长柱构成，长柱前端安装有拉簧，拉簧的另一端连接在拉紧螺丝上。

协胀棒二维位移组件是由高分子协胀棒、联杆、滑环、细柱组成。

双(金属)弹片鼓是由上环、下环、2～10片弓形双弹片组成。

双(金属)弹片拱桥由上弹片、下弹片、固定轴、滑动轴组成。

以下结合附图就一个较佳实施例对本实用新型作进一步说明：

[图一]协弹性电视墙单元结构示意图。

[图二]高分子聚合物与金属材料配合的线胀累积示意图。

[图三]一种勾边型双弹片方式示意图。

[图四]各种张力拉紧器结构示意图。

[图五]双金属弹片鼓结构示意图。

[图六]双金属弹片拱桥结构示意图。

[图七]旋转挂钩结构示意图。

如[图一]所示：协弹性电视墙单元的基本结构为两大部分：协弹性前屏(构件)(1)及协弹性后箱体(2)。

在协弹性前屏(构件)(1)的最前端是复合背投幕板组件(一般由2～4片：一般由光散射板、菲涅耳透镜板、支撑透明介质板组成，本图中为两片)中的面板(3)(一般由光散射板或支撑透明介质板组成，本图中为光散射板)及背板(4)(一般由菲涅耳透镜板或支撑透明介质板组成，本图中为加厚的菲涅耳透镜板)与前屏后框(5)的连接采用了双弹片方式，双弹片分内侧弹片(6)与外侧弹片(7)，外侧弹片(7)覆于内侧弹片(6)之上(暴露于电视墙单元的外部)，双弹片的后端可以一并固定在前屏后框(5)上，用螺丝或胶粘固定(也可以是外侧弹片固定在内侧弹片上，内侧弹片被固定在前屏后框(5)上)，内侧弹片(6)的前端与背板(4)的端面结合在一起，外侧弹片(7)的前端与面板(3)的端面结合在一起，固定方法可选取为粘接或热容式粘接(或以勾边方式连接)，在弹片的前端与面板及背板端面的结合部分加工有排状的小孔(17)，其作用是控制粘胶工艺，同时在胶面脱开的情况下，能起最后的固定作用。

协弹性前屏(1)与后箱体(2)的连接方式需进行二自由度的连接处理，也就是在协弹性前屏(1)与后箱体(2)不发生分离(紧靠)的条件下，两者之间可沿一个与幕板(面板及背板)平面平行的平面内运动，而且被约束在该平面内。因而需要在前屏后框(5)(或协弹性后箱体前框(11))上固定用于与后箱体(2)(或前屏后框(5))联结的转向式挂钩(8)。

后箱体(2)的协弹性是由安装在后箱体上部的协胀补偿构件(本图中使用的是协胀棒二维位移组件(14))来完成的，该组件包括协胀棒(20)、联杆(21)、滑环(16)及(13)、细柱(15)及孔柱(12)。是利用彭胀的棒状材料(20)所产生的热膨胀位移使组合在一起的电视墙的后箱体彼此推开间距。其工作过程如下：协胀棒(20)受热膨胀后，由于其中部被螺钉(9)固定在后箱体上，而迫使其向两端均等膨胀，这样就推动了联杆(21)，联杆(21)又推动了滑环(16)、(13)向上位移。当电视墙组合在一起时、固定在箱体上的孔柱(12)与固定在箱体上的细柱(15)互相嵌套在一起，滑环将限制孔柱与细柱嵌套深度，将使后箱体向上顶起，拉大电视墙单元两行之间垂直间距；同时协胀棒(20)受热膨胀后其端部的相互顶碰，可使电视墙之间的两列的水平距离拉大。

这样组合起来的电视墙的诸单元间，以金属材料为主的后箱体与以高分子材料为主的前屏幕板之间才能做到热膨胀的完全协调——协弹性匹配。

如[图二]A所示：高分子聚合物(1)与金属材料(2)的热胀系数的差值很大，假设我们用长方形直板材(3)、(4)、(5)来连接两个条形材料(1)和(2)，其连接是刚性的粘接方式，如果0摄氏度时材料(1)、(2)的长度差值为a，如[图二]A所示；当温度为30摄氏度时材料(1)、(2)的差值为b，如[图二]B所示。

事实上b大于a。

其升温的结果有两种可能：损坏及变形，过量将不可恢复，结果不能被接受！

如果采用如[图二]E、F、G、H、I、J、K所示的弯折片状结构的板片(6)、(7)、(8)来代替[图二]A所示的长方形直板材来连接两个同样的条形材料(9)和(10)，其连接仍是刚性的粘接方式，可使之允许不同的材料产生一定的线膨胀差值，从而释放其产生的应力，接纳其形变，而不损坏结构。

该协彭胀的其物理机理为：利用弯折片状结构中部区段的平面(如[图二]C、E中的(11)所示)，可绕该段平面的法线方向旋转，能使两个端部的平面(如[图二]E中的(12)、(13)所示)沿与中部区段平面平行的方向产生相对位移([图二]D所示)。

弯折片状结构的其他横截面形状有：Z字形状、V字形状、弓字形状、S形状或Z字、V字、弓字、S形状的组合形状。

如[图三]所示：钩边型双弹片的外层外侧弹片(1)为钩边弹片，钩位于端部(2)，前板(3)的周边加工有沟道(6)。(7)为内侧弹片，(5)为前屏后(金属)框。

如[图四]所示：张力拉紧器结构可分为三种，如本图中的三个局部放大图A、B、C显示出其细节。该拉紧器(3)的两部分分别安装在两个协弹前屏后框的角区，可使两相邻的协弹性前屏(1)、(2)之间弹性连接、使前屏前端幕板(20)、(21)的周边靠紧并提供一定的张力，前屏幕板升温膨胀时拉紧器能提供位移，降温收缩时可使前屏拼接处拉拢靠紧。

如[图4]A所示：(4)为轴，(5)为拉杆，(6)为螺丝，(7)为弹簧片，旋转螺丝(6)可控制弹簧片(7)的弹力，当温度变化时，弹簧片(7)以一定的弹力形变来使前屏屏幕的拼接一直靠紧。

其它方式的的张力拉紧器的结构如(图4)B、C所示：其中(8)、(9)、(14)为轴，(12)、(13)为条簧端柱，(10)、(11)为条簧，(15)为拉杆，(16)为拉簧，(17)为拉紧螺丝，拉簧的另一端连接在拉紧螺丝上，其工作原理由弹簧提供拉紧力。

如[图五]所示：双(金属)弹片鼓结构是由双材料(金属或非金属且具有不同热胀系数)弓形弹片(1)、上鼓(2)、下鼓(3)组成，随着温度的改变，上鼓(2)与下鼓(3)的距离会发生改变，(图五)中的A、B两件在使用中成对使用，分别安装在两个相邻单元后箱体的外表面，作相互支撑，孔(5)、柱(6)作为相邻单元间相互嵌套、支撑。与(图6)的功能完全一样。

如[图六]所示是双材料弹片拱桥组件A、B结构示意图：(4)为双材料弧形弹片(金属或非金属且具有不同热胀系数)，(2)为固定轴，(1)为滑动轴，双材料弧形弹片(4)的不同温度下的曲率发生变化时，滑动轴(1)可沿滑道(3)灵活滑动。双弹片拱桥组件分别为孔型(A)及柱型(B)，使用时分别固定在两个相邻的电视墙单元上，孔(5)及柱(6)可相互嵌套并锁紧，当温度改变时，可使两个单元拉近或推开。

双材料弧形弹片(4)的材料也可以是非金属材料。

如[图七]所示：是[图一]中的旋转挂钩与前屏后框的装配结构局部抛面放大示意图；其中(1)为前屏后框，(2)为片状挂勾头，(3)为转轴，该轴穿过前屏后框上的轴孔，(5)为勾柄，(4)为紧配合轴端卡环。挂勾整体可绕轴(3)旋转，挂勾头(2)可整体插入[图一]所示的勾孔(10)中。

特别说明：电视墙的拼接结构除要获得尽可能小的理想缝宽外，安全性的要求也极为重要！必须考虑在某些环境下的使用中，胶面完全脱开的可能性！导致重达几——几十公斤的墓板的脱落，对此要进行安全性的特别设计：

本使用新型的设计可使在胶面完全脱开时，前屏幕板仍不会掉下。因而在复合背投幕板组件(层)中的面板及背板周边(表面)或端面上加工有钩道(可以是V、U字形或其它的直边曲边形状)，该钩道与双(层)弹片的外层及内层弹片的前端的双(层)弹片的外层及内层弹片的钩状结构相容纳。

从截面来看：钩的形状可以是弯折150-90度，也可以是小于90度。整个钩部可以由一段直线组成，也可以由多段直线或曲线组成。

Claims (9)

1.一种具有协弹性结构的电视墙单元，由(协弹性)前屏、(协弹性)后箱体、电器光学引擎组件等部分组成；其具体装配关系为：电器引擎组件安装于协弹性后箱体之中，(协弹性)前屏对接于(协弹性)后箱体并接受来自电器光学引擎组件的投影光并在复合背投幕板组件上产生背投影图像，不同单元再彼此积木式组合在一起可形成一拼接大画面；其特征就在于：协弹性前屏中所用的复合背投幕板组件中的面板及背板与前屏后框的连接采用了双(层)弹片方式，双(层)弹片分为内侧弹片与外侧弹片，外侧(层)弹片覆于内侧(层)弹片之上，双(层)弹片的后端一并固定在前屏后框上，内侧弹片的前端与面板的端面结合在一起，外侧弹片的前端与背板的端面结合在一起；固定在前屏后框上(或协弹性后箱体前框)的用于与协弹性后箱体(或前屏后框)联结挂钩为转向式挂钩，用于联结不同单元的各协弹性前屏的拉紧器为张力拉紧器；协弹性后箱体中安装有协胀补偿构件，该构件可以是：协胀棒二维位移组件，或者双(材料)弹片鼓构件、或双(材料)弹片拱桥构件。

2.如权利要求1所述的电视墙单元，其特征就在于；所述的双(层)弹片固定方式是指：双(层)弹片的内层弹片前端粘接于复合背投幕板组件中背板的端面，外层弹片前端粘接于复合背投幕板组件中的面板的端面。

3.如权利要求1所述的电视墙单元，其特征就在于；所述的双(层)弹片的外形几何特点为：双(层)弹片的内层弹片及外层弹片的横截面形状为Z字形形状、V字形状、弓字形状、S形状或Z字V字弓字S形状的组合形状的弹片；在弹片的前端与面板及背板端面的结合部分加工有排状的小孔；双(层)弹片的外层及内层弹片的前端即可是直边形状也可以是钩状结构。

4.如权利要求1所述的电视墙单元，其特征就在于；所述的复合背投幕板组件(层)中的面板及背板周边(表面)或端面加工有钩道，该钩道与双(层)弹片的外层及内层弹片的前端的双(层)弹片的外层及内层弹片的钩状结构相容纳。

5.如权利要求1所述的电视墙单元，其特征就在于；用于与协弹性后箱体联结的转向式挂钩结构的几何特征是：挂钩的钩柄可绕固定在前屏后框上(或后箱体的前框)的定转轴旋转，转轴的方向垂直于前屏中的各层幕板所构成的平面，转向式挂钩可安装在前屏的后框上朝向后箱体，也可安装在后箱体的前框上朝向前屏。

6.如权利要求1所述的电视墙单元，其特征就在于；用于联结组合在一起的电视墙单元的各协弹性前屏的张力拉紧器的结构特征为：拉杆组件的中段对称装有两片弧形弹片，弧形弹片的两端与两端柱刚性连接；或者拉杆组件中的拉杆是由一个统一的长柱构成，长柱前端螺丝的螺帽下套有弹簧片；或者拉杆组件中的拉杆是由一个统一的长柱构成，长柱前端安装有拉簧，拉簧的另一端连接在拉紧螺丝上。

7.如权利要求1所述的电视墙单元，其特征就在于；所述的协胀棒二维位移组件是由高分子协胀棒、细柱、联杆、滑环、孔柱组成。

8.如权利要求1所述的电视墙单元，其特征就在于；所述的双弹片鼓是由上环、下环及2-10片弓形双材料弹片组成。

9.如权利要求1所述的电视墙单元，其特征就在于；所述的双弹片拱桥是由双材料弧形弹片、固定轴及滑动轴组成。

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