一種協彈性結構的電視牆單元的製作方法

2023-05-01 23:46:46 2

專利名稱：一種協彈性結構的電視牆單元的製作方法
技術領域：
本實用新型屬機械結構領域，確切地講是協調不同材料熱膨脹差異的一種力學結構設計。
電視牆工程要求其結構能支持儘可能窄的拼接縫隙，而且在不同溫度場合下幕板始終保持平整性及其結構的長期安全性等。
由於前屏幕板(由散射板、菲涅耳透鏡板、全透介質板組成)屬高分子聚合物，其線膨脹係數比金屬材料約大一個數量級。例如一個50″單元的線膨脹累積差值約為1毫米/10攝氏度，而實際情況下的環境溫度的變化幅度可達數十攝氏度，累計數值可達數毫米之多！結構設計失協不但會導致不同溫度下的電視牆拼縫的變化，低溫下拼縫會擴大，在過高的溫度下，前屏幕板會承受較大的擠壓應力而使表面的平整性變得很差，嚴重時會損壞結構，使一些粘接面撕裂。
本實用新型的目的就在於解決已有技術的不足之處，使單元的結構具有良好的溫度及力的協調性，在獲得儘可能小的拼接縫隙的前提下，當環境溫度較大改變時，仍可保持良好的細縫隙及屏幕的平整度，並可提高其可靠性及安全性。
本實用新型的特點就在於利用彎折片狀結構中部區段的平面可繞該段板面的法線方向旋轉的特點，能使兩端的平面沿與中部區段平面平行的方向產生相對位移。因此用此兩端的平面連接兩種不同的材料，可使之允許不同的材料產生一定的位移，從而釋放其產生的應力，接納其形變。前屏與箱體之間使用具有兩個自由度的旋轉掛鈎，使兩者之間進一步消減其熱脹冷縮的不協調性。
本實用新型的技術關鍵為熱膨脹的協彈性功能不但要由電視牆單元中的前屏部分及箱體部分通過各自的特殊結構設計來完成，也要通過兩者間的二維自由度的完善連接來進一步協調。
具有上述特徵的結構被稱之為協彈性前屏及協彈性後箱體，協彈性前屏對接於協彈性後箱體，並接收來自電器引擎組件的投影光並在複合背投幕板組件上產生背投影圖像。
所用的複合背投幕板組件(一般由2～4片構成，由光散射板、菲涅耳透鏡板、支撐透明介質板組成)中的面板(光散射板或支撐透明介質板)及背板(一般是由菲涅耳透鏡板或支撐透明介質板)與前屏後框的連接採用了雙彈片方式，雙彈片分內側彈片與外側彈片，外側彈片覆於內側彈片之上(暴露於電視牆單元的外部)，雙彈片的後端可以一併固定在前屏後框上(也可以是外側彈片固定在內側彈片上，內側彈片被固定在前屏後框上)，內側彈片的前端與面板的端面結合在一起，外側彈片的前端與背板的端面結合在一起，固定方法可選取為粘接或熱容式粘接(或以勾邊方式連接)。
前屏與後箱體的連接方式需進行二自由度的連接處理，也就是在前屏與後箱體不發生分離的條件下，前屏與後箱體之間可沿垂直於前屏幕板法線的平面內運動，而且被約束在該平面內。因而需要在前屏後框上(或協彈性後箱體前框上)安裝用於與後箱體(或前屏後框)聯結的掛鈎，該掛鈎為轉向式掛鈎，其鉤柄可以繞嵌入在箱體前框或前屏後框上的與面板垂直的軸旋轉。用於聯結不同單元前屏的拉緊器為張力拉緊器，該拉緊器可使兩相鄰的前屏之間彈性連接並提供一定的彈力，使前屏幕板在升溫膨脹時拉緊器能提供位移，在降溫收縮時可使前屏拼接處拉攏靠緊。
協彈性後箱體中安裝有協脹補償構件，該構件可以是協脹棒二維位移組件、或雙彈片鼓構件、或雙彈片拱橋構件。
以下是上述技術關鍵細節的進一步闡明雙彈片固定方式是指雙彈片的內層彈片前端粘接於複合背投幕板組件中背板的端面，外層彈片前端粘接於複合背投幕板組件中的面板的端面。
雙彈片的外形幾何特點為雙彈片的內層彈片及外層彈片的橫截面形狀為Z字形狀、V字形狀、弓字形狀、S形狀或Z字V字弓字S形狀的組合形狀，在彈片的前端與面板及背板端面的結合部分加工有排狀的小孔。
雙彈片的外層的前端既可是直邊形狀也可以是勾狀結構(與此相配的面板周邊也加工有勾道)。
用於與協彈性後箱體聯結的轉向式掛鈎的結構的幾何特徵是掛鈎的鉤柄可繞固定在前屏後框上的固定轉軸旋轉，轉軸的方向垂直於前屏，其中的各層面板所構成的平面，轉向式掛鈎可安裝在前屏的後框上朝向後箱體，也可安裝在後箱體的前框上朝向前屏。
用於聯結不同單元的各協彈性前屏的張力拉緊器的結構特徵是拉杆組件的中段對稱裝有兩片弧形彈片，弧形彈片的兩端與兩端柱剛性連接；或者拉杆組件中的拉杆是由一個統一的長柱構成，長柱前端螺絲的螺帽下套有彈片；或者拉杆組件中的拉杆是由一個統一的長柱構成，長柱前端安裝有拉簧，拉簧的另一端連接在拉緊螺絲上。
協脹棒二維位移組件是由高分子協脹棒、聯杆、滑環、細柱組成。
雙(金屬)彈片鼓是由上環、下環、2～10片弓形雙彈片組成。
雙(金屬)彈片拱橋由上彈片、下彈片、固定軸、滑動軸組成。
以下結合附圖
就一個較佳實施例對本實用新型作進一步說明[圖一]協彈性電視牆單元結構示意圖。高分子聚合物與金屬材料配合的線脹累積示意圖。一種勾邊型雙彈片方式示意圖。各種張力拉緊器結構示意圖。雙金屬彈片鼓結構示意圖。雙金屬彈片拱橋結構示意圖。旋轉掛鈎結構示意圖。
如[圖一]所示協彈性電視牆單元的基本結構為兩大部分協彈性前屏(構件)(1)及協彈性後箱體(2)。
在協彈性前屏(構件)(1)的最前端是複合背投幕板組件(一般由2～4片一般由光散射板、菲涅耳透鏡板、支撐透明介質板組成，本圖中為兩片)中的面板(3)(一般由光散射板或支撐透明介質板組成，本圖中為光散射板)及背板(4)(一般由菲涅耳透鏡板或支撐透明介質板組成，本圖中為加厚的菲涅耳透鏡板)與前屏後框(5)的連接採用了雙彈片方式，雙彈片分內側彈片(6)與外側彈片(7)，外側彈片(7)覆於內側彈片(6)之上(暴露於電視牆單元的外部)，雙彈片的後端可以一併固定在前屏後框(5)上，用螺絲或膠粘固定(也可以是外側彈片固定在內側彈片上，內側彈片被固定在前屏後框(5)上)，內側彈片(6)的前端與背板(4)的端面結合在一起，外側彈片(7)的前端與面板(3)的端面結合在一起，固定方法可選取為粘接或熱容式粘接(或以勾邊方式連接)，在彈片的前端與面板及背板端面的結合部分加工有排狀的小孔(17)，其作用是控制粘膠工藝，同時在膠面脫開的情況下，能起最後的固定作用。
協彈性前屏(1)與後箱體(2)的連接方式需進行二自由度的連接處理，也就是在協彈性前屏(1)與後箱體(2)不發生分離(緊靠)的條件下，兩者之間可沿一個與幕板(面板及背板)平面平行的平面內運動，而且被約束在該平面內。因而需要在前屏後框(5)(或協彈性後箱體前框(11))上固定用於與後箱體(2)(或前屏後框(5))聯結的轉向式掛鈎(8)。
後箱體(2)的協彈性是由安裝在後箱體上部的協脹補償構件(本圖中使用的是協脹棒二維位移組件(14))來完成的，該組件包括協脹棒(20)、聯杆(21)、滑環(16)及(13)、細柱(15)及孔柱(12)。是利用彭脹的棒狀材料(20)所產生的熱膨脹位移使組合在一起的電視牆的後箱體彼此推開間距。其工作過程如下協脹棒(20)受熱膨脹後，由於其中部被螺釘(9)固定在後箱體上，而迫使其向兩端均等膨脹，這樣就推動了聯杆(21)，聯杆(21)又推動了滑環(16)、(13)向上位移。當電視牆組合在一起時、固定在箱體上的孔柱(12)與固定在箱體上的細柱(15)互相嵌套在一起，滑環將限制孔柱與細柱嵌套深度，將使後箱體向上頂起，拉大電視牆單元兩行之間垂直間距；同時協脹棒(20)受熱膨脹後其端部的相互頂碰，可使電視牆之間的兩列的水平距離拉大。
這樣組合起來的電視牆的諸單元間，以金屬材料為主的後箱體與以高分子材料為主的前屏幕板之間才能做到熱膨脹的完全協調——協彈性匹配。
如[圖二]A所示高分子聚合物(1)與金屬材料(2)的熱脹係數的差值很大，假設我們用長方形直板材(3)、(4)、(5)來連接兩個條形材料(1)和(2)，其連接是剛性的粘接方式，如果0攝氏度時材料(1)、(2)的長度差值為a，如[圖二]A所示；當溫度為30攝氏度時材料(1)、(2)的差值為b，如[圖二]B所示。
事實上b大於a。
其升溫的結果有兩種可能損壞及變形，過量將不可恢復，結果不能被接受！如果採用如[圖二]E、F、G、H、I、J、K所示的彎折片狀結構的板片(6)、(7)、(8)來代替[圖二]A所示的長方形直板材來連接兩個同樣的條形材料(9)和(10)，其連接仍是剛性的粘接方式，可使之允許不同的材料產生一定的線膨脹差值，從而釋放其產生的應力，接納其形變，而不損壞結構。
該協彭脹的其物理機理為利用彎折片狀結構中部區段的平面(如[圖二]C、E中的(11)所示)，可繞該段平面的法線方向旋轉，能使兩個端部的平面(如[圖二]E中的(12)、(13)所示)沿與中部區段平面平行的方向產生相對位移([圖二]D所示)。
彎折片狀結構的其他橫截面形狀有Z字形狀、V字形狀、弓字形狀、S形狀或Z字、V字、弓字、S形狀的組合形狀。
如[圖三]所示鉤邊型雙彈片的外層外側彈片(1)為鉤邊彈片，鉤位於端部(2)，前板(3)的周邊加工有溝道(6)。(7)為內側彈片，(5)為前屏後(金屬)框。
如[圖四]所示張力拉緊器結構可分為三種，如本圖中的三個局部放大圖A、B、C顯示出其細節。該拉緊器(3)的兩部分分別安裝在兩個協彈前屏後框的角區，可使兩相鄰的協彈性前屏(1)、(2)之間彈性連接、使前屏前端幕板(20)、(21)的周邊靠緊並提供一定的張力，前屏幕板升溫膨脹時拉緊器能提供位移，降溫收縮時可使前屏拼接處拉攏靠緊。
如[圖4]A所示(4)為軸，(5)為拉杆，(6)為螺絲，(7)為彈簧片，旋轉螺絲(6)可控制彈簧片(7)的彈力，當溫度變化時，彈簧片(7)以一定的彈力形變來使前屏屏幕的拼接一直靠緊。
其它方式的的張力拉緊器的結構如(圖4)B、C所示其中(8)、(9)、(14)為軸，(12)、(13)為條簧端柱，(10)、(11)為條簧，(15)為拉杆，(16)為拉簧，(17)為拉緊螺絲，拉簧的另一端連接在拉緊螺絲上，其工作原理由彈簧提供拉緊力。
如[圖五]所示雙(金屬)彈片鼓結構是由雙材料(金屬或非金屬且具有不同熱脹係數)弓形彈片(1)、上鼓(2)、下鼓(3)組成，隨著溫度的改變，上鼓(2)與下鼓(3)的距離會發生改變，(圖五)中的A、B兩件在使用中成對使用，分別安裝在兩個相鄰單元後箱體的外表面，作相互支撐，孔(5)、柱(6)作為相鄰單元間相互嵌套、支撐。與(圖6)的功能完全一樣。
如[圖六]所示是雙材料彈片拱橋組件A、B結構示意圖(4)為雙材料弧形彈片(金屬或非金屬且具有不同熱脹係數)，(2)為固定軸，(1)為滑動軸，雙材料弧形彈片(4)的不同溫度下的曲率發生變化時，滑動軸(1)可沿滑道(3)靈活滑動。雙彈片拱橋組件分別為孔型(A)及柱型(B)，使用時分別固定在兩個相鄰的電視牆單元上，孔(5)及柱(6)可相互嵌套並鎖緊，當溫度改變時，可使兩個單元拉近或推開。
雙材料弧形彈片(4)的材料也可以是非金屬材料。
如[圖七]所示是[圖一]中的旋轉掛鈎與前屏後框的裝配結構局部拋面放大示意圖；其中(1)為前屏後框，(2)為片狀掛勾頭，(3)為轉軸，該軸穿過前屏後框上的軸孔，(5)為勾柄，(4)為緊配合軸端卡環。掛勾整體可繞軸(3)旋轉，掛勾頭(2)可整體插入[圖一]所示的勾孔(10)中。
特別說明電視牆的拼接結構除要獲得儘可能小的理想縫寬外，安全性的要求也極為重要！必須考慮在某些環境下的使用中，膠面完全脫開的可能性！導致重達幾——幾十公斤的墓板的脫落，對此要進行安全性的特別設計本使用新型的設計可使在膠面完全脫開時，前屏幕板仍不會掉下。因而在複合背投幕板組件(層)中的面板及背板周邊(表面)或端面上加工有鉤道(可以是V、U字形或其它的直邊曲邊形狀)，該鉤道與雙(層)彈片的外層及內層彈片的前端的雙(層)彈片的外層及內層彈片的鉤狀結構相容納。
從截面來看鉤的形狀可以是彎折150-90度，也可以是小於90度。整個鉤部可以由一段直線組成，也可以由多段直線或曲線組成。
權利要求1.一種具有協彈性結構的電視牆單元，由(協彈性)前屏、(協彈性)後箱體、電器光學引擎組件等部分組成；其具體裝配關係為電器引擎組件安裝於協彈性後箱體之中，(協彈性)前屏對接於(協彈性)後箱體並接受來自電器光學引擎組件的投影光並在複合背投幕板組件上產生背投影圖像，不同單元再彼此積木式組合在一起可形成一拼接大畫面；其特徵就在於協彈性前屏中所用的複合背投幕板組件中的面板及背板與前屏後框的連接採用了雙(層)彈片方式，雙(層)彈片分為內側彈片與外側彈片，外側(層)彈片覆於內側(層)彈片之上，雙(層)彈片的後端一併固定在前屏後框上，內側彈片的前端與面板的端面結合在一起，外側彈片的前端與背板的端面結合在一起；固定在前屏後框上(或協彈性後箱體前框)的用於與協彈性後箱體(或前屏後框)聯結掛鈎為轉向式掛鈎，用於聯結不同單元的各協彈性前屏的拉緊器為張力拉緊器；協彈性後箱體中安裝有協脹補償構件，該構件可以是協脹棒二維位移組件，或者雙(材料)彈片鼓構件、或雙(材料)彈片拱橋構件。
2.如權利要求1所述的電視牆單元，其特徵就在於；所述的雙(層)彈片固定方式是指雙(層)彈片的內層彈片前端粘接於複合背投幕板組件中背板的端面，外層彈片前端粘接於複合背投幕板組件中的面板的端面。
3.如權利要求1所述的電視牆單元，其特徵就在於；所述的雙(層)彈片的外形幾何特點為雙(層)彈片的內層彈片及外層彈片的橫截面形狀為Z字形形狀、V字形狀、弓字形狀、S形狀或Z字V字弓字S形狀的組合形狀的彈片；在彈片的前端與面板及背板端面的結合部分加工有排狀的小孔；雙(層)彈片的外層及內層彈片的前端即可是直邊形狀也可以是鉤狀結構。
4.如權利要求1所述的電視牆單元，其特徵就在於；所述的複合背投幕板組件(層)中的面板及背板周邊(表面)或端面加工有鉤道，該鉤道與雙(層)彈片的外層及內層彈片的前端的雙(層)彈片的外層及內層彈片的鉤狀結構相容納。
5.如權利要求1所述的電視牆單元，其特徵就在於；用於與協彈性後箱體聯結的轉向式掛鈎結構的幾何特徵是掛鈎的鉤柄可繞固定在前屏後框上(或後箱體的前框)的定轉軸旋轉，轉軸的方向垂直於前屏中的各層幕板所構成的平面，轉向式掛鈎可安裝在前屏的後框上朝向後箱體，也可安裝在後箱體的前框上朝向前屏。
6.如權利要求1所述的電視牆單元，其特徵就在於；用於聯結組合在一起的電視牆單元的各協彈性前屏的張力拉緊器的結構特徵為拉杆組件的中段對稱裝有兩片弧形彈片，弧形彈片的兩端與兩端柱剛性連接；或者拉杆組件中的拉杆是由一個統一的長柱構成，長柱前端螺絲的螺帽下套有彈簧片；或者拉杆組件中的拉杆是由一個統一的長柱構成，長柱前端安裝有拉簧，拉簧的另一端連接在拉緊螺絲上。
7.如權利要求1所述的電視牆單元，其特徵就在於；所述的協脹棒二維位移組件是由高分子協脹棒、細柱、聯杆、滑環、孔柱組成。
8.如權利要求1所述的電視牆單元，其特徵就在於；所述的雙彈片鼓是由上環、下環及2-10片弓形雙材料彈片組成。
9.如權利要求1所述的電視牆單元，其特徵就在於；所述的雙彈片拱橋是由雙材料弧形彈片、固定軸及滑動軸組成。
專利摘要一種具有協彈性結構的電視牆單元、屬機械結構工程領域。在前屏中採用較大曲折比截面的雙彈片結構、轉向式掛鈎及張力拉緊器;後箱體中安裝有協脹補償構件。可完善地協調前屏幕板與前屏後框及前屏與箱體的熱彭脹的不一致性,在獲得最小拼接縫隙的前提下使前屏幕板在任何溫度下都保持平整,整體結構牢固而輕盈。
文檔編號H04N5/74GK2513310SQ01264909
公開日2002年9月25日 申請日期2001年10月4日 優先權日2001年10月4日
發明者姜牧 申請人:姜牧