CN2785083Y - 一种设有通过转动led阵列成像的玩具 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，该玩具内部设有马达模块、LED显示阵列模块、检测模块、滤波模块、驱动电路模块、为前述各模块提供电源的电源模块以及旋转支架，其中该透明罩是罩设在LED显示阵列模块的外部，该LED显示阵列模块安装在旋转支架的侧面，该旋转支架安装在马达的轴上，当该电源模块接通电路，该马达带动旋转支架转动，同时该检测模块开始工作以检测该旋转支架的旋转状况的信息，并将该信息送往驱动电路模块，该驱动电路模块根据此信息计算旋转支架的旋转周期，进而计算出图像每列显示时间并驱动LED显示阵列模块显示图案。该种结构成本低廉、体积小、显示彩色艳丽、能够显示多帧图像演绎情节故事。

Description

一种设有通过转动LED阵列成像的玩具

技术领域

本实用新型是关于一种成本低廉、体积小、显示彩色艳丽、能够显示多帧图像演绎情节故事的设有通过转动LED阵列成像的玩具。

背景技术

目前，市场上采用LED显示图像的产品，一般采用大量的LED，使得体积巨大，而且价格昂贵，因此仅适用于商业或公共场所使用。礼品玩具通常采用单色LED显示图案，其色彩单调，而彩色LED显示屏的价格很高，并不适用制作礼品玩具。因此，显示彩色图像的礼品玩具类产品，市场几乎空白。

发明内容

针对上述情况，本实用新型的目的即在于提供一种设有成本低廉、体积小、显示彩色艳丽、能够显示多帧图像演绎情节故事的通过转动LED阵列成像的玩具。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，该玩具设有透明罩，其中该玩具内部设有马达模块、LED显示阵列模块、检测模块、滤波模块、驱动电路模块、为前述各模块提供电源的电源模块，以及旋转支架，其中该透明罩是设在LED显示阵列模块的外部，该LED显示阵列模块安装在旋转支架的侧面，该旋转支架安装在马达模块的马达轴上，当该电源模块接通电路时，该马达带动旋转支架转动，同时该检测模块开始工作以检测该旋转支架的旋转状况的信息，并将该信息送往驱动电路模块，该驱动电路模块根据此信息计算旋转支架的旋转周期，进而计算出图像每列显示时间并驱动LED显示阵列模块显示图案。

在本技术方案中，该检测模块是由红外线发射模块与红外线接收检测模块组成，其中该红外线发射模块固定于马达模块外部不旋转；该红外线接收检测模块安装于旋转支架内随着旋转支架旋转，同时该红外线发射模块的发射红外线的发光头与该红外线接收检测模块的接收红外线的接收头相互对准，当该红外线接收检测模块经旋转与该红外线发射模块相遇即会接收红外线，经过比较器IC输出方波中断信号送往驱动电路模块。

在本技术方案中，该LED显示阵列模块是分别由红色、绿色、蓝色三列组成；该驱动电路模块主要由微处理器U1、微处理器U2、微处理器U3组成，分别存储红色图像数据、存储绿色图像数据、存储蓝色图像数据，进而分别驱动LED显示阵列模块中的红色列、绿色列、蓝色列。

在本技术方案中，滤波模块、驱动电路模块是设置在该旋转支架上。

在本技术方案中，该马达模块主要是由直流马达MG1和消除马达电磁干扰的电容C5组成；该滤波模块主要是由磁珠L1和电容C4、C6组成以进一步消除马达模块运行中产生的干扰波保证驱动电路模块正常工作。

在上述技术方案中，该玩具还设有一个中空的壳体，该透明罩是卡设在壳体的顶部，该壳体内上端安装有马达模块，相对应的内下端安装有电源模块。

在此基础上，该中空的壳体是由两对称半壳体卡扣组合在一起且呈圆柱体，其中在该中空的壳体的顶部设有凹槽，该透明罩是由两对称半球状透明罩组成卡扣在一起且呈圆球状，其中该透明罩的下部设有可卡设并支撑在该凹槽内的凸棱。

在此基础上，该马达模块外设有马达箱。

在此基础上，该电源模块是由电池与开关组成，其中该壳体的底部还设有电池盖。

由于本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的旋转支架是安装在马达轴上，同时在旋转支架内放置驱动电路模块，旋转支架的侧面的安装LED显示阵列模块，外面加上保护透明球罩。工作时，直流马达带动旋转支架，内置的驱动电路模块会读取图像数据，并驱动LED阵列显示图案，在支架旋转的圆环上呈现图像，同时采用红外线接收二极管检测马达转速，使显示图案与马达转速同步；另外由红色，绿色，蓝色三款LED，每款22个，共66个LED组成LED显示阵列模块，该LED显示阵列模块由于旋转及驱动电路模块的配合，因此能够显示输出混合成红、绿、蓝、红绿、粉红、青色、白色及黑色；同时旋转支架每旋转一周显示一帧图像，连续输出多帧图像，形成动画或字符。该产品利用人体视觉暂留效果，采用少量的LED阵列，利用马达的旋转驱动，在LED显示阵列旋转形成圆柱的表面上输出完整的图像，从而达到成本低廉、体积小、显示彩色艳丽的效果。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的结构示意图。

图2是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的电路框图示意图。

图3是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的电路中除去驱动电路模块和LED显示陈列模块电路以外的电路原理示意图。

图4是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的驱动电路模块中的微处理器U1与LED显示陈列模块之间的电路原理示意图。

图5是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的驱动电路模块中的微处理器U2与LED显示陈列模块之间的电路原理示意图。

图6是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的驱动电路模块中的微处理器U3与LED显示陈列模块之间的电路原理示意图。

图7是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的结构部分立体剖面示意图。

图8是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的结构立体分解示意图。

图9是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的另一实施例的结构示意图。

图10是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的另一实施例的部分结构立体剖面示意图。

图11是本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具的另一实施例的立体结构分解示意图。

具体实施方式

请一起参阅图1和图2，本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，设有一个中空的壳体3和一个卡设在该壳体3上透明罩8，其中在该玩具内还设有马达模块A8、LED显示阵列模块A7、检测模块B、滤波模块A9、驱动电路模块U、为前述各模块提供电源的电源模块A6，以及旋转支架10(此元件请参考图7，详解请参后述)。其中该LED显示阵列模块A7是安装在旋转支架10的侧面，使LED显示阵列模块A7位于该透明罩8内，该旋转支架10安装在马达模块A8的马达轴上，当该电源模块A6接通电路，该马达模块A8中的马达带动旋转支架10转动，同时该检测模块B开始工作以检测马达的旋转状况的信息，并将该信息送往驱动电路模块U，该驱动电路模块U根据此信息计算出马达的旋转周期，进而计算出图像每列显示时间并驱动LED显示阵列模块A7显示图案。

其中该LED显示阵列模块A7是由红色LED、绿色LED、蓝色LED三列组成，每列22行共22个LED，该LED显示阵列模块总共有66个LED，显示时混合成、绿、蓝、红绿、粉红、青色、白色及黑色。

再请继续参考图3，当S1开关按下时，马达MG1通电开始旋转，红外线发射二极管19发射红外光，同时向位于旋转支架10上的驱动电路模块U及LED显示阵列模块A7供电。位于旋转支架10上检测模块A4的红外接收二极管18检测到红外光后，输出三角波信号，经过比较器IC整形输出一个方波中断信号，送往驱动电路模块U。

其中该马达模块A8包括直流马达MG1和防干扰滤波电容C5。电源ON时，马达MG1通电开始旋转。其中电容C5是消除马达MG1电磁干扰。

该滤波模块A9由磁珠L1和滤波电容C4、C6组成，该滤波模块A9功能是消除马达模块A8运行中产生的干扰波，保证驱动电路模块U的正常工作。

该检测模块B是由红外线发射模块A5与红外线接收检测模块A4两部分组成，其中该红外线发射模块A5是由红外线接收二极管D3和电阻R7组成，固定于马达模块A8外部不随着马达旋转，工作时，发射红外光。该红外线接收检测模块A4由红外接收二极管D2、比较器IC U4A及电阻R3、R4、R5、R6和电容C4组成，安装于旋转支架10内的PCB板9上(此元件请参考图7，详解请参后述)，其中红外接收二极管D2的接收头延伸到旋转支架10的表面，随着旋转支架10旋转，同时该红外线发射模块A5的发射红外线的发光头与该红外线接收检测模块A4的接收红外线的接收头相互对准，工作时，当该红外线接收检测模块A4经旋转与该红外线发射模块A5相遇时，红外线接收二极管D2即会接收红外线发射二极管D3发射的红外光，然后经过比较器IC U4A输出方波中断信号送往驱动电路模块U。

该驱动电路模块U是安装在旋转支架内的PCB板上，主要由微处理器U1、微处理器U2、微处理器U3组成，其中微处理器U1存储红色图像数据，驱动LED显示阵列模块A7中的红色LED列；微处理器U2存储绿色图像数据，驱动LED显示阵列模块A7中的绿色LED列；微处理器U3存储蓝色图像数据，驱动LED显示阵列模块A7中的蓝色LED列。当驱动电路模块U接收检测电路模块发送的方波中断信号，其中微处理器U1即会根据此方波中断信号驱动电路计算马达MG1旋转的周期，进而将马达MG1的周期除以120，计算得出图像每列显示时间。然后，微处理器U1将此时间信号送往微处理器U2和微处理器U3，使微处理器U1、微处理器U2、微处理器U3同步输出图像数据信号驱动LED显示阵列模块A7显示图象。

该电源模块A6：是由电池BT1、开关S1及导线组成。电源模块A6是向马达模块A8、滤波模块A9、驱动电路模块U、LED显示阵列模块A7、检测模块B提供工作电源。

具体实施原理：

请参考图4，驱动电路模块U中的微处理器U1内含有大容量存储器ROM，存储红色图像数据。当收到来自检测模块A4的方波中断信号时，微处理器U1开始测量马达旋转一周时间，然后微处理器U1将旋转一周时间除以120，计算出LED显示阵列模块中的每一列的显示时间，同时在运行中，不断调整LED显示阵列模块A7中的每列的显示时间，始终显示周期与马达MG1旋转周期保持同步。该微处理器U1是驱动电路模块MCU中的主处理器，运行过程中会发送相应的同步信号给驱动电路模块U中的微处理器U2、微处理器U3(请参考图5及图6)，使驱动电路模块U中的3个微处理器U1、U2、U3同步工作，使显示图像同步。此设计，保证马达MG1转速变化时，LED显示阵列模块A7显示的图像始终与马达MG1转速同步，不会错乱。

请参考图5，微处理器U2内也含有大容量存储器ROM，存储绿色图像数据。该微处理器U2接收到来自U1的同步信号，进行读取绿色图像数据，驱动LED阵列模块A7中的绿色LED。

请参考图6，微处理器U3内也含有大容量存储器ROM，存储图像蓝色数据。该微处理器U3接收到U1的同步信号，进行读取蓝色图像数据，驱动LED显示阵列模块A7中的蓝色LED。

该LED显示图像技术实施，是将LED显示阵列模A7旋转中形成的圆柱体，使得该圆柱体的表面纵向分为120列，该纵列和LED显示阵列中22行LED，形成一个显示图像像素的矩阵。LED显示阵列模块A7旋转到某一列位置时，三个微处理器U1、U2、U3分别从红色图像数据存储器、绿色图像数据存储器、蓝色图像数据存储器读取相应的数据，输出到LED显示阵列模块A7中，利用人的视觉暂留效应，呈现一幅完整图案。其中该纵列的前60列与后60列的显示图像相同，马达每旋转一周，显示一帧彩色图像。连续输出多帧图像组成一部动画。

再请参考图7和图8，其中该中空的壳体3是由两对称半壳体卡扣组合在一起且呈圆柱体状，其中在该壳体3的顶部设有凹槽31；该透明球罩8采用透明ABS材料制成，卡设在该壳体3的顶部，该透明罩8是由两对称半球状透明罩卡扣在一起且呈圆球状，其中该透明罩8的下部设有可卡设并支撑在该凹槽31内的凸棱81。该壳体3内上端装有马达箱7，马达箱7内装有马达6，在马达箱7的顶端安装轴承11。该壳体3下端设有一电池箱，竖向安装有AA电池4三节，电池箱内装有电池负极片17，电池正极片5。在电池箱的底部卡设有安装电池盖1，同时在电池盖1上装有电池连片2。

该LED显示阵列模块A7安装在旋转支架10的侧面，使LED显示阵列模块A7位于该透明罩8内，该旋转支架10的顶端安装在一固定轴承11上，该旋转支架10的底端安装在马达6的轴承11上，PCB板9上设有滤波模块与驱动电路模块，PCB板9安装于旋转支架10内部。在马达箱7上部安装红外线发射二极管19，在旋转支架10表面安有红外线接收二级管18，使红外线发射二极管19发光头与红外线接收管18接收头相互对准，当该马达6工作带动旋转支架10旋转时，红外线发射二极管19会在与红外线接收管18相遇时接收红外线发射管19发出的红外光，测量马达6的转速，使显示图像与马达6同步。

在壳体3中间安装轻触开关16，按下开关16时，电池4供电，马达6开始旋转，同时向旋转支架10上的PCB板9及LED显示阵列模块12供电，松开时，断开电源。

该壳体3设有一个弹片14，此弹片14与旋转支架上的接触套筒15接触，电源正极通过此弹片14与PCB板9及LED显示阵列模块12连接。

该旋转支架10安装于马达6转轴上，马达6旋转时带动旋转支架10转动。该旋转支架10的尾端套有接触套筒15，与壳体3上端固定的弹片14接触，电池正极通过此结构与PCB板9及LED显示阵列模块12连接。

该电池负极通过导线13与马达6外壳连接，再通过马达6的转子与PCB板9及LED显示阵列模块12连接。

图9至图11是本实用新型的另一实施方案，其与前述技术方案的不同点仅在于该壳体3’，其中该壳体3’下端所设的电池箱，是可以用来横向安装AA电池4，因此使得本实用新型一种设有通过转动LED阵列成像的玩具变成台式，可稳当地放在桌面、台面等平面物件上观赏。

Claims (10)

1.一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，该玩具设有一个中空的壳体和一个罩设在该中空的壳体透明罩，其特征在于：该玩具内部还设有马达模块、LED显示阵列模块、检测模块、驱动电路模块、为前述各模块提供电源的电源模块，以及旋转支架，其中该LED显示阵列模块安装在旋转支架的侧面，使LED显示阵列模块位于该透明罩内，该旋转支架安装在马达模块的马达轴上，当该电源模块接通电路，该马达模块的马达带动旋转支架转动，同时该检测模块开始工作以检测马达的旋转状况的信息，并将该信息送往驱动电路模块，该驱动电路模块根据此信息计算出马达的旋转周期，进而计算出图像每列显示时间并驱动LED显示阵列模块显示图案。

2.根据权利要求1所述的一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，其特征在于：该检测模块是由红外线发射模块与红外线接收检测模块组成，其中该红外线发射模块固定于马达模块外部不旋转；该红外线接收检测模块安装于旋转支架内随着旋转支架旋转，同时该红外线发射模块的发射红外线的发光头与该红外线接收检测模块的接收红外线的接收头相互对准，当该红外线接收检测模块经旋转与该红外线发射模块相遇即会接收红外线，经过比较器IC输出方波信号送往驱动电路模块。

3.根据权利要求1所述的一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，其特征在于：该LED显示阵列模块是分别由红色LED、绿色LED、蓝色LED三列组成；该驱动电路模块主要由微处理器U1、微处理器U2、微处理器U3组成，分别存储红色图像数据、存储绿色图像数据、存储蓝色图像数据，进而分别驱动LED显示阵列模块中的红色LED列、绿色LED列、蓝色LED列。

4.根据权利要求1所述的一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，其特征在于：该玩具内部还设有滤波模块，该滤波模块与驱动电路模块是设置在该旋转支架上。

5.根据权利要求1所述的一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，其特征在于：该马达模块主要是由直流马达MG1和消除马达电磁干扰的电容C5组成；该滤波模块主要是由磁珠L1和电容C4、C6组成以进一步消除马达模块运行中产生的干扰波保证驱动电路模块正常工作。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，其特征在于：该壳体内上端安装有马达模块，相对应的内下端安装有电源模块。

7.根据权利要求6所述的一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，其特征在于：该中空的壳体是由两对称半壳体卡扣组合在一起且呈圆柱体，具中在该中空的壳体的项部设有凹槽，该透明罩是由两对称半球状透明罩组成卡扣在一起且呈圆球状，其中该透明罩的下部设有可卡设并支撑在该凹槽内的凸棱。

8.根据权利要求6所述的一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，其特征在于：该马达模块外设有马达箱。

9.根据权利要求6所述的一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，其特征在于：该电源模块是由电池与开关组成，其中该壳体的底部还设有电池盖。

10.根据权利要求1所述的一种设有通过转动LED阵列成像的玩具，其特征在于：LED显示阵列模块是由红色LED、绿色LED、蓝色LED三列组成，其中每列22行共22个LED，该LED显示阵列模块总共有66个LED。

Images