矩陣式展示裝置的製造方法
2023-09-11 17:03:51 1
專利名稱:矩陣式展示裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種矩陣式展示裝置，其包括至少一個安裝臺、安裝在所述安裝臺上用於控制展示物的若干展示模組、用於控制若干所述展示模組動作的上位機，每一所述展示模組均具有4根導線，該4根導線分別為正電源線、負電源線和兩根信號線，若干所述展示模組通過該4根導線分別與所述上位機連接，每一所述展示模組均包括一體化步進伺服模組、與一體化步進伺服模組相連且在一體化步進伺服模組的控制下帶動展示物平穩上下運動的理線機構以及遮罩在所述理線機構外側的外殼。本實用新型的矩陣式展示裝置中所有展示模組均通過4根導線分別與上位機連接，接線簡單、無需電控箱、且易維護。
【專利說明】
矩陣式展示裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及展覽展示領域，尤其涉及一種無需電控箱、接線簡單、易維護的矩陣式展示裝置。
【背景技術】
[0002]用於展示行業的矩陣展示物往往需要幾百上千個，然而每個展示物均需要有一個相應的電機進行相關控制，當成百上千隻展示物運動時，會形成相當壯觀的景象，再配合聲光，給參觀者留下深刻的印象。
[0003]現有的展示物矩陣採用的電機多是伺服電機，伺服電機往往需要驅動控制器進行驅動；由於展示物矩陣所需的電機具有相當的數量，因此需要較大的電控箱來安裝這些驅動控制器，不僅佔用空間，線路也繁多複雜且耗費巨大；另外在出現故障時，還需專業的人員進行維護。因此，其在大範圍推廣使用的過程中出現了接線複雜、成本高、對技術人員要求尚等瓶頸。
[0004]有鑑於此，有必要提供一種無需電控箱、接線簡單、易維護的矩陣展示裝置，以解決上述問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在於提供一種無需電控箱、接線簡單、易維護的矩陣展示裝置。
[0006]為實現上述實用新型目的，本實用新型提供了一種矩陣式展示裝置，其包括至少一個安裝臺、安裝在所述安裝臺上用於控制展示物的若干展示模組、用於控制若干所述展示模組動作的上位機，每一所述展示模組均具有4根導線，該4根導線分別為正電源線、負電源線和兩根信號線，若干所述展示模組通過該4根導線分別與所述上位機連接，每一所述展示模組均包括一體化步進伺服模組、與一體化步進伺服模組相連且在一體化步進伺服模組的控制下帶動展示物平穩上下運動的理線機構以及遮罩在所述理線機構外側的外殼。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述一體化步進伺服模組包括電機、位於電機一側且與電機固定連接的編碼器、與編碼器另一側相固定連接的驅動控制器，前述4根導線連接於所述驅動控制器;所述理線機構包括繞線筒及支撐所述繞線筒的軸承，所述軸承與所述電機固定連接，所述繞線筒上纏繞有用於懸掛展示物的卷繩。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述電機的電機軸突伸並卡入所述軸承內，以在所述電機軸轉動時帶動所述軸承轉動。
[0009]作為本實用新型的進一步改進，所述理線機構還包括設於所述軸承一側的兩個同步輪、連接該兩個同步輪的同步帶以及位於所述繞線筒下方的理線板和理線絲杆，其中一個所述同步輪的同步輪軸固定於所述軸承上，另一個所述同步輪固定於所述理線絲杆上，所述理線絲杆穿過所述理線板並與所述理線板螺紋嚙合，以在所述軸承轉動時，帶動所述同步輪和所述理線絲杆轉動、所述理線板沿所述理線絲杆移動。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，所述外殼上開設有供收容所述理線絲杆兩端的開孔，所述理線板的兩側分別設有擋塊，所述擋塊與所述外殼相固定，以限制所述理線板沿所述理線絲杆移動時左右晃動。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，所述外殼的頂部設有螺絲孔位，以藉由螺栓與螺絲孔位的相互配合，將所述展示模組安裝固定在所述安裝臺上，所述外殼的側邊設有手調旋鈕，所述手調旋鈕的一端套設在固定於所述軸承上的所述同步輪的同步輪軸上、另一端突伸出所述外殼，以便手動調節展示物的高度。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，所述外殼的底部設有固定板，所述理線機構還包括固定在所述固定板上的兩個導線滾輪，所述卷繩限位於所述兩個導線滾輪之間，以防線路走偏。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，所述編碼器為增量式編碼器，所述展示模組還包括固定在所述固定板上的傳感器和感應塊、以及固定在所述卷繩上的擋板，所述傳感器與所述感應塊相對設置，且所述感應塊的靠近傳感器的一端懸空設置、另一端固定在所述固定板上。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，所述感應塊設置為中空，所述卷繩穿過所述感應塊的中空部位，所述擋板設置為大於所述感應塊的中空部位，以在卷繩上升至一定距離時，所述擋板帶動所述感應塊向上運動至所述傳感器感應到所述感應塊的位置信號。
[0015]作為本實用新型的進一步改進，所述上位機與若干所述展示模組之間採用CAN總線協議進行通訊，所述上位機與若干所述展示模組之間採用PCI卡與USB-CAN網關中的一種或兩種的組合進行連接。
[0016]本實用新型的有益效果是:本實用新型矩陣式展示裝置的所有展示模組均通過4根導線分別與所述上位機連接，且該4根導線分別為正電源線、負電源線和兩根信號線，繼而接線簡單、無需電控箱、且易維護；另外，通過設置有與一體化步進伺服模組相連的理線機構，從而在展示物上下運動時，不會因卷繩纏繞而發生意外，能夠平穩的上下運動，穩定性較好。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型矩陣式展示裝置中展示模組的結構示意圖。
[0018]圖2是圖1所示展示模組去除部分外殼後的結構示意圖。
[0019]圖3是圖2所示展示模組去除整個外殼後的結構示意圖。
[0020]圖4是圖1所示展示模組沿A-A方向的截面示意圖。
[0021 ]圖5是圖1所示展示模組沿B-B方向的部分截面示意圖。
[0022]圖6是圖1所示展示模組的另一實施方式結構示意圖。
[0023]圖7是本實用新型矩陣式展示裝置的電控示意圖。
[0024]圖8是本實用新型矩陣式展示裝置的一體化步進伺服模組的PVT執行方式圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述。
[0026]如圖1至圖5所示，為本實用新型一較佳實施例的矩陣式展示裝置。
[0027]所述矩陣式展示裝置包括至少一個安裝臺(未圖示)、按展示需要規律性地固定在每個安裝臺上用於控制展示物20的若干展示模組30、用於控制所述展示模組30動作的上位機。每一所述展示模組30均具有4根導線(未圖示)，該4根導線分別為正電源線、負電源線和兩根信號線，每個所述展示模組30均通過該4根導線分別與所述上位機連接，從而接線簡單、無需電控箱、且易維護。
[0028]每一所述展示模組30均包括用於控制展示物20動作的一體化步進伺服模組31、與一體化步進伺服模組31相連且在一體化步進伺服模組31的控制下帶動展示物20平穩上下運動的理線機構32以及遮罩在所述理線機構32外側的外殼33。
[0029]所述一體化步進伺服模組31包括電機311、位於電機311—側且與電機311固定連接的編碼器312及與編碼器312另一側相固定連接的驅動控制器313，前述4根導線連接於所述驅動控制器313。具體地，所述電機311、編碼器312及驅動控制器313順序連接。
[0030]所述理線機構32包括繞線筒321及支撐所述繞線筒321的軸承322，所述繞線筒321上纏繞有用於懸掛展示物20的卷繩323。所述軸承322與所述電機311固定連接，且具體為:所述電機311的電機軸3111突伸並卡入所述軸承322內，從而在所述電機軸3111轉動時可帶動所述軸承322和所述繞線筒321轉動，繼而可將卷繩323在纏繞狀態與打開狀態之間進行切換，帶動展示物20上、下運動。
[0031]所述理線機構32還包括設於所述軸承322—側的兩個同步輪324、連接該兩個同步輪324的同步帶325以及位於所述繞線筒321下方的理線板326和理線絲杆327。其中一個所述同步輪324的同步輪軸3241固定於所述軸承322上，另一個所述同步輪324固定於所述理線絲杆327上;所述理線絲杆327穿過所述理線板326並與所述理線板326螺紋嚙合，從而在所述軸承322轉動時，會一併帶動所述同步輪324和所述理線絲杆327轉動，繼而使所述理線板326沿所述理線絲杆327相對移動。
[0032]具體地，所述軸承322的一端與所述電機311相固定、另一端與所述同步輪324相固定，從而在電機311轉動時，會帶動軸承322、同步輪324—起轉動。所述理線絲杆327的兩端均安裝在所述外殼33上，但不會影響理線絲杆327的轉動。
[0033]如圖4與圖5所示，所述外殼33上開設有供收容所述理線絲杆327兩端的開孔(未標號)，且靠近同步輪324—側(即遠離電機311—側)的開孔貫穿所述外殼33，以供所述理線絲杆327的一端突伸並固定在所述外殼33上。所述理線板326收容於所述外殼33內並被限制為僅在同步輪324與理線絲杆327另一端(即靠近電機311—側)之間移動。
[0034]如圖2與圖5所示，所述理線板326的兩側還分別設有擋塊328，所述擋塊328與所述外殼33相固定，以限制所述理線板326在沿所述理線絲杆327移動時左右晃動，這樣的設計不僅可以保證理線板326的穩定性較好，而且能夠保證理線板326沿理線絲杆327移動時不受阻。
[0035]所述卷繩323的一端固定在所述繞線筒321上、另一端用於懸掛展示物20。具體地，所述卷繩323的一端固定在所述繞線筒321上，以間接地固定在所述軸承322上。相應地，所述卷繩323能夠纏繞在所述繞線筒321上或從所述繞線筒321上打開，以調整所述展示物20與所述軸承322之間的距離。
[0036]當然，在其他實施方式中，所述卷繩323的一端也可直接固定在所述軸承322上，在所述電機311朝一個方向旋轉時，所述卷繩323纏繞於所述軸承322上，使得所述展示物20朝靠近所述軸承322的方向運動;而所述電機311朝另一個方向旋轉時，所述卷繩323從所述軸承322上打開，使得所述展示物20朝遠離所述軸承322的方向運動，繼而便於在纏繞狀態和打開狀態之間進行切換。
[0037]本領域技術人員能夠理解的是:所述繞線筒321具有一定的長度，所述卷繩323並非在所述繞線筒321或軸承322的同一位置沿所述軸承322徑向纏繞，而是在沿著所述軸承322軸向上的一定長度範圍內纏繞。
[0038]所述理線板326上開設有供所述卷繩323穿過的繩孔，所述卷繩323從該繩孔中穿過，從而在電機311帶動所述軸承322轉動時，所述理線板326同時沿所述理線絲杆327移動，且理線板326的移動方向與卷繩323的纏繞或打開方向相同，由此可實現「繞線筒321上的卷繩323走到哪裡，理線板326就跟到哪裡」的目的，以便理清線路。
[0039]如圖1所示，所述外殼33的頂部設有螺絲孔位，從而藉由螺栓331與螺絲孔位的相互配合，可將所述展示模組30安裝固定在所述安裝臺上。當然，所述展示模組30與所述安裝臺的固定安裝方式可以有多種，於此不予限制。
[0040]所述外殼33的側邊設有手調旋鈕332，所述手調旋鈕332的一端套設在與所述軸承322固定連接的所述同步輪324的同步輪軸3241上、另一端突伸出所述外殼33，以便手動調節展示物20的高度；當然，在所述同步輪324轉動時，所述手調旋鈕332會跟著所述同步輪324—起轉動。具體地，所述外殼33上開設有供所述同步輪324的同步輪軸3241穿過的穿孔，所述手調旋鈕332固定在所述同步輪軸3241上並暴露在外殼33的外側，以便操作人員手動調節展示物20的高度，例如:在初次安裝時，操作人員可先手動將展示物20調節到合適的高度，然後再開啟電機311，以帶動所述展示模組30智能動作。
[0041 ]所述外殼33的底部設有固定板333，所述理線機構32還包括固定在所述固定板333上的兩個導線滾輪329，所述卷繩323從外殼33中穿出後被限位在該兩個導線滾輪329之間，不僅可以保證所述卷繩323非常有規律地纏繞或打開，以防線路走偏，提高展示物20的水平精度;也可以屏蔽因電機311正反轉導致的卷繩323晃動，提高了展示物20的穩定性。
[0042]需要說明的是:所述固定板333與所述外殼33—體設置，在所述軸承322轉動時，雖然所述繞線筒321隨所述軸承322—起轉動，但所述固定板333是固定不動的，因而所述卷繩323中位於外殼33內部的部分與位於外殼33外部的部分可能不在同一條豎直線上，因此並不保證卷繩323從外殼33中出來時是垂直進入導線滾輪329的。
[0043]所述編碼器312可以為絕對值式編碼器，以精確地控制所述卷繩323纏繞在所述繞線筒321上的長度和從所述繞線筒321上打開的長度，從而定位所述展示物20的水平高度。
[0044]當然，所述編碼器312也可以為增量式編碼器，此時所述展示模組30還包括固定在所述固定板333上以與所述增量式編碼器312通信連接的傳感器314、感應塊315以及固定在所述卷繩323上的擋板316，如圖6所示。具體來說，所述傳感器314和感應塊315設置在所述導線滾輪329的正下方，且感應塊315設置在靠近電機311—側、傳感器314設置在遠離電機311—側，因而能夠保證從所述導線滾輪329出來的卷繩323垂直進入所述感應塊315，便於精確檢測所述展示物20的位置。
[0045]所述傳感器314與所述感應塊315相對設置，且所述感應塊315的靠近傳感器314的一端懸空設置、另一端固定在所述固定板333上。所述感應塊315設置為中空，所述卷繩323穿過所述感應塊315的中空部位，所述擋板316的尺寸設置為大於所述感應塊315的中空部位，從而在卷繩323上升至一定高度時，所述擋板316帶動所述感應塊315向上運動，直至所述傳感器314感應到所述感應塊315的位置信號並將該位置信號發送給所述驅動控制器313，由此，能夠更精確地控制所述展示物20的水平高度。
[0046]如圖7所示，所述上位機與若干所述展示模組30之間採用CAN總線協議(Controller Area Network，控制器區域網路總線協議)進行通訊。上述2根信號線為2根CAN總線，這種CAN總線屬於差分通訊總線的一種，差分通訊總線協議包括但不限於CAN總線，485總線，422總線等。
[0047]在CAN總線下，有若干個PCI卡，每個PCI卡最多可下掛200個所述展示模組30;假如有1000個展示物20需要同時展示的話，那麼在工控箱中安裝5張PCI卡即可。
[0048]當然，所述上位機與若干所述展示模組30之間也可採用USB-CAN網關代替PCI卡，每個USB-CAN網關可下掛100個展示模組30。
[0049]或者，如圖7所示，所述上位機與若干所述展示模組30之間也可同時採用PCI卡、USB-CAN網關。例如，若展示物20數量較多，所需PCI卡的數量超出一臺工控機內卡槽的數量時，可增加USB-CAN網關，即將USB-CAN網關的一個口連接到工控機USB接口上，另一端下掛100個展示模組30。當然，若一臺工控機的卡槽和USB 口仍不能滿足展示模組30的數量，可採用多臺工控機進行連接。
[0050]所述展示模組30的運動模式為能夠設置運動位置P、速度V和時間T的PVT運動模式。PVT運動模式為:通過為展示模組30設定一系列PVT點，使得每個電機311都能在一定的時間T下、以各自的目標速度V、通過或到達各自的位置目標點P。由於PVT模式已屬於現有技術，故於此不再詳細描述。
[0051]在所述展示模組30執行動作前，用戶通過上位機對其灌入程序數據。如圖8所示，根據PVT執行方式圖可知，每個展示模組30的驅動控制器313中的PVT點位總數量是有限度的，即一次性灌入驅動控制器313中的點位總數量是有限度的，不可能將所有程序數據一次性全部灌入，故需要對程序數據進行分段處理，分次灌入。對於若干個展示模組30而言，每個展示模組30的運動方式有所不同，所以需要對每個展示模組30分別進行數據灌入。
[0052]經過一段時間後，上位機會將各個展示模組30的下一段運行點位信息灌入；如此循環，直到所有展示物20的所有待執行點位信息全部發送完畢。此處的「一段時間」是指執行上一段運行點位信息所需要花費的大致時間。
[0053]每個所述展示模組30不一定只懸掛一個展示物20，若展示時，需要幾個展示物20運動軌跡相同，則可通過皮帶和齒輪把展示模組30和運動軌跡相同的多個展示物20連接起來。
[0054]綜上所述，本實用新型的矩陣式展示裝置中所有展示模組30均通過4根導線分別與所述上位機連接，且該4根導線分別為正電源線、負電源線和兩根信號線，繼而接線簡單、無需電控箱、且易維護；另外，通過設置有與一體化步進伺服模組31相連的理線機構32，從而在展示物20上下運動時，不會因卷繩323纏繞而發生意外，能夠平穩的上下運動，穩定性較好。
[0055]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍。
【主權項】
1.一種矩陣式展示裝置，包括至少一個安裝臺、安裝在所述安裝臺上用於控制展示物的若干展示模組、用於控制若干所述展示模組動作的上位機，其特徵在於:每一所述展示模組均具有4根導線，該4根導線分別為正電源線、負電源線和兩根信號線，若干所述展示模組通過該4根導線分別與所述上位機連接，每一所述展示模組均包括一體化步進伺服模組、與一體化步進伺服模組相連且在一體化步進伺服模組的控制下帶動展示物平穩上下運動的理線機構以及遮罩在所述理線機構外側的外殼。2.根據權利要求1所述的矩陣式展示裝置，其特徵在於:所述一體化步進伺服模組包括電機、位於電機一側且與電機固定連接的編碼器、與編碼器另一側相固定連接的驅動控制器，前述4根導線連接於所述驅動控制器;所述理線機構包括繞線筒及支撐所述繞線筒的軸承，所述軸承與所述電機固定連接，所述繞線筒上纏繞有用於懸掛展示物的卷繩。3.根據權利要求2所述的矩陣式展示裝置，其特徵在於:所述電機的電機軸突伸並卡入所述軸承內，以在所述電機軸轉動時帶動所述軸承轉動。4.根據權利要求2所述的矩陣式展示裝置，其特徵在於:所述理線機構還包括設於所述軸承一側的兩個同步輪、連接該兩個同步輪的同步帶以及位於所述繞線筒下方的理線板和理線絲杆，其中一個所述同步輪的同步輪軸固定於所述軸承上，另一個所述同步輪固定於所述理線絲杆上，所述理線絲杆穿過所述理線板並與所述理線板螺紋嚙合，以在所述軸承轉動時，帶動所述同步輪和所述理線絲杆轉動、所述理線板沿所述理線絲杆移動。5.根據權利要求4所述的矩陣式展示裝置，其特徵在於:所述外殼上開設有供收容所述理線絲杆兩端的開孔，所述理線板的兩側分別設有擋塊，所述擋塊與所述外殼相固定，以限制所述理線板沿所述理線絲杆移動時左右晃動。6.根據權利要求4所述的矩陣式展示裝置，其特徵在於:所述外殼的頂部設有螺絲孔位，以藉由螺栓與螺絲孔位的相互配合，將所述展示模組安裝固定在所述安裝臺上，所述外殼的側邊設有手調旋鈕，所述手調旋鈕的一端套設在固定於所述軸承上的所述同步輪的同步輪軸上、另一端突伸出所述外殼，以便手動調節展示物的高度。7.根據權利要求2所述的矩陣式展示裝置，其特徵在於:所述外殼的底部設有固定板，所述理線機構還包括固定在所述固定板上的兩個導線滾輪，所述卷繩限位於所述兩個導線滾輪之間，以防線路走偏。8.根據權利要求7所述的矩陣式展示裝置，其特徵在於:所述編碼器為增量式編碼器，所述展示模組還包括固定在所述固定板上的傳感器和感應塊、以及固定在所述卷繩上的擋板，所述傳感器與所述感應塊相對設置，且所述感應塊的靠近傳感器的一端懸空設置、另一端固定在所述固定板上。9.根據權利要求8所述的矩陣式展示裝置，其特徵在於:所述感應塊設置為中空，所述卷繩穿過所述感應塊的中空部位，所述擋板設置為大於所述感應塊的中空部位，以在卷繩上升至一定距離時，所述擋板帶動所述感應塊向上運動至所述傳感器感應到所述感應塊的位置信號。10.根據權利要求1所述的矩陣式展示裝置，其特徵在於:所述上位機與若干所述展示模組之間採用CAN總線協議進行通訊，所述上位機與若干所述展示模組之間採用PCI卡與USB-CAN網關中的一種或兩種的組合進行連接。
【文檔編號】A47F5/00GK205728884SQ201620182007
【公開日】2016年11月30日
【申請日】2016年3月10日
【發明人】朱海鴻
【申請人】上海優愛寶智慧機器人科技股份有限公司