磁悬浮地砖显示屏的制作方法

1.本技术涉及地砖显示屏技术领域，特别是涉及一种磁悬浮地砖显示屏。


背景技术：

2.随着显示屏技术的发展，出现了地砖屏，地砖屏是一种平铺于底面可供行走或踩踏的显示屏，现有的地砖屏应用十分广泛，具有色彩丰富、适用范围广的优点。目前地砖屏的安装件一般采用扣槽、螺钉螺母以及焊接等方式进行固定安装的，前述安装方式结构复杂、安装耗费工时、并且拆卸困难。
3.目前的地砖显示屏，存在安装、维护不便等问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够便于安装和维护的磁悬浮地砖显示屏。
5.为了实现上述目的，本技术实施例提供了一种磁悬浮地砖显示屏，包括底座和悬浮体，其中：
6.悬浮体包括显示构件和悬浮体磁铁；显示构件与悬浮体磁铁固定连接；显示构件设置于悬浮体磁铁的上方；
7.底座包括霍尔传感器、多个底座磁铁和多个定位电磁铁；多个底座磁铁均与悬浮体磁铁的磁性相斥；多个定位电磁铁在通电的情况下均与悬浮体磁铁磁性相斥；多个底座磁铁呈圆周均布于底座上，用于向悬浮体提供磁力支撑；多个定位电磁铁呈圆周均布于底座上，且多个定位电磁铁在水平面上的投影落入多个底座磁铁的分布区域内侧；霍尔传感器与定位电磁铁连接，霍尔传感器通过检测悬浮体磁铁的位置，以调整定位电磁铁产生的磁场方向。
8.在其中一个实施例中，底座还包括底座线圈；悬浮体还包括与显示构件相连的悬浮体线圈；底座线圈用于将内部电流转化为磁场感应悬浮体线圈，以将电能传输给显示构件。
9.在其中一个实施例中，显示构件包括显示屏、接收元件和通信元件；显示屏通过接收元件连接通信元件。
10.在其中一个实施例中，通信元件采用射频信号进行无线传输。
11.在其中一个实施例中，显示屏为led显示屏；led显示屏包括多个灯珠。
12.在其中一个实施例中，霍尔传感器为线型霍尔传感器。
13.在其中一个实施例中，线型霍尔传感器包括电压调整器和霍尔电路；电压调整器与霍尔电路连接，用于向霍尔电路供电；霍尔电路包括霍尔电压发生器，线性放大器和射极跟随器；线性放大器和射极跟随器集成后与霍尔电压发生器连接。
14.在其中一个实施例中，定位电磁铁为线圈式电磁铁；多个定位电磁铁采用h桥电路布置。
15.在其中一个实施例中，多个底座磁铁与多个定位电磁铁在水平面上的投影呈同心圆分布；定位电磁铁的个数为4个。
16.在其中一个实施例中，还包括单元箱体；底座和悬浮体均设置于单元箱体内部；单元箱体采用铝合金、钛合金、镁合金及碳纤维中的一种或几种制成。
17.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
18.本技术提供的磁悬浮地砖显示屏包括底座和悬浮体，悬浮体包括显示构件和悬浮体磁铁，底座则包括霍尔传感器、多个底座磁铁和多个定位电磁铁，多个底座磁铁呈圆周均布于底座上，用于向悬浮体提供磁力支撑，霍尔传感器与定位电磁铁连接，霍尔传感器通过检测悬浮体磁铁的位置，以调整定位电磁铁产生的磁场方向；本技术实施例通过采用底座和悬浮体这种全新的地砖屏的结构，避免了传统的接触式地砖屏带来的安装不方便、维护困难等问题。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为一个实施例中磁悬浮地砖显示屏的结构示意图；
21.图2为一个实施例中定位电磁铁的原理示意图；
22.图3为一个实施例中h桥电路的原理图；
23.图4为一个实施例中底座的结构示意图；
24.图5为一个实施例中悬浮体的结构示意图；
25.图6为一个实施例中显示构件的结构示意图；
26.图7为一个实施例中线型霍尔传感器的电路原理图；
27.图8为一个实施例中电压调整器的电路原理图；
28.图9为一个实施例中判断电路的原理图。
具体实施方式
29.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
31.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
32.空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同
取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
33.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
34.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
35.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
36.在一个实施例中，如图1所示，本技术提供了一种磁悬浮地砖显示屏，包括底座和悬浮体，其中：
37.悬浮体包括显示构件210和悬浮体磁铁220；显示构件210与悬浮体磁铁220固定连接；显示构件210设置于悬浮体磁铁220的上方；
38.底座包括霍尔传感器140、多个底座磁铁110和多个定位电磁铁120；多个底座磁铁110均与悬浮体磁铁220的磁性相斥；多个定位电磁铁120在通电的情况下均与悬浮体磁铁220磁性相斥；多个底座磁铁110呈圆周均布于底座上，用于向悬浮体提供磁力支撑；多个定位电磁铁120呈圆周均布于底座上，且多个定位电磁铁120在水平面上的投影落入多个底座磁铁110的分布区域内侧；霍尔传感器140与定位电磁铁120连接，霍尔传感器140通过检测悬浮体磁铁220的位置，以调整定位电磁铁120产生的磁场方向。
39.具体的，底座磁铁110可以向悬浮体提供磁力支撑，以克服悬浮体的重力使之悬浮；霍尔传感器140也称霍尔效应传感器，可以将变化的磁场转化为输出电压的变化，霍尔传感器140的输入为磁感应强度，输出为电压值，输出和输入量成正比，用于检测悬浮体磁铁220的位置，由于显示构件210与悬浮体磁铁220固定连接，霍尔传感器140同时也检测了显示构件210的位置；在悬浮体磁铁220的位置与预设位置偏离的情况下，霍尔传感器140可以输出模拟值以判断悬浮体磁铁220的偏移量，并驱动定位电磁铁120的内部电流方向变化，进一步调整定位电磁铁120产生的磁场方向；在悬浮体磁铁220感应到的磁场方向发生变化的情况下，悬浮体磁铁220能够随着磁场移动，以实现悬浮体锁定在预设位置上，同时使得悬浮体能够充分受力，感应底座磁铁110的磁力支撑，不易掉落。在一些示例中，还包括地板砖300，设置于底座下方，且底座的下平面与地板砖300的形状相同。
40.本技术实施例通过采用底座和悬浮体这种全新的地砖屏的结构，避免了传统的接触式地砖屏带来的安装不方便、维护困难等问题。
41.在其中一个实施例中，定位电磁铁120为线圈式电磁铁；多个定位电磁铁120采用h桥电路布置。
42.具体的，如图2所示，定位电磁铁120在一定匝数的线圈通电后形成电磁场，电磁铁的磁场方向是可以控制的，取决于线圈的电流方向；若悬浮体发生上、下、左或右的偏移，可对应调整定位电磁铁120的线圈对悬浮体磁铁220的牵引力方向，直至悬浮体重心保持在多个定位电磁铁120所呈同心圆的圆心；h桥电路可使其连接的负载/输出端两端的电流反向。在一些示例中，可以采用4个定位电磁铁120以h桥电路的方式布置。
43.在其中一个实施例中，多个底座磁铁110与多个定位电磁铁120在水平面上的投影呈同心圆分布；定位电磁铁120的个数为4个。
44.具体的，4个定位电磁铁120可以调整悬浮体的平衡；如图3所示，可以采用4个线圈串联为两组线圈的h桥电路，以锁住悬浮体的位置；在悬浮体重心保持在多个定位电磁铁120所呈同心圆的圆心的情况下，同时悬浮体重心也在多个底座磁铁110所呈同心圆的圆心；
45.在一些示例中，如图4所示，可以采用4个定位电磁铁120呈圆周均布于底座上，8个底座磁铁110围绕定位电磁所呈圆周均布于底座上，4个定位电磁铁120和8个底座磁铁110在水平面上的投影呈同心圆分布；磁悬浮地砖显示屏还可以包括控制面板160，霍尔传感器140可以通过控制面板160与定位电磁铁120连接，在霍尔传感器140检测到悬浮体位置的情况下，控制面板160可以通过霍尔传感器140对悬浮体位置的监测以调整定位电磁铁120的电流，实现悬浮体的平衡。
46.在其中一个实施例中，底座还包括底座线圈130；悬浮体还包括与显示构件210相连的悬浮体线圈230；底座线圈130用于将内部电流转化为磁场感应悬浮体线圈230，以将电能传输给显示构件210。
47.具体的，通过电磁感应实现对显示构件210的无线供电，底座线圈130通电后产生磁场，对上方悬浮体线圈230产生感应电动势，悬浮体线圈230内部产生电流，并将电能传输给显示构件210。在一些示例中，可以采用200-w-wpt(wireless power transmission，无线电能传输)，即200瓦无线电源传输实现对显示构件210的无线供电；如图4所示，底座线圈130可以位于定位电磁铁120所在的区域和底座磁铁110所在的区域之间；如图5所示，悬浮体磁铁220在水平面上的投影位于悬浮体线圈230的圆心。
48.本技术实施例通过底座线圈130磁场的变化对悬浮体线圈230产生感应电动势，实现对显示构件210的无线供电，避免了传统的接触式地砖屏连接电源线带来的安装不方便、维护困难等问题。
49.在其中一个实施例中，显示构件210包括显示屏、接收元件和通信元件216；显示屏通过接收元件连接通信元件216。
50.具体的，接收元件可以为接收卡；接收卡能够接收用于显示屏显示画面的图像信息，可以将图像信息解包后进行图像解码处理，并根据接收到的控制指令控制显示屏的画面。在一些示例中，如图6所示，通信元件216可以为无线模块，无线模块的个数可以为2个。
51.在其中一个实施例中，显示屏为led(light emitting diode，发光二极管)显示屏；led显示屏包括多个灯珠212。
52.具体的，接收卡能够接收用于显示屏显示画面的图像信息，可以将图像信息解包后进行图像解码处理，并根据接收到的控制指令控制led显示屏的各灯珠212的亮灭和颜色等。在一些示例中，灯珠212均匀地分布在led显示屏上。
53.在其中一个实施例中，通信元件216采用射频信号进行无线传输。
54.具体的，可以采用现代雷达rf(radio frequency，射频)探测与测距原理结合高速解码，即将任意协议的码流(例如，图像信息和/或控制指令)经过调制转为rf信号发送，再由通信元件216接收并进行解调后传输给接收卡。在一些示例中，通信元件216可以实现任意协议码流在5gb带宽以内数据高速无损传输。
55.在其中一个实施例中，霍尔传感器140为线型霍尔传感器。
56.具体的，线型霍尔传感器包括四个引出端子，其中两根是线型霍尔传感器的偏置电流ic的输入端，另两根是霍尔电压的输出端，在两输出端构成外回路的情况下产生霍尔电流；线型霍尔传感器输出电压与外加磁场强度呈线性关系，可以通过输出的电压模拟量来判断悬浮体磁铁220的偏移量；如图7所示，线型霍尔传感器输出电压模拟量通过两路放大后，驱动h桥电路的三极管正反导通，以实现悬浮体的悬浮和位置的锁定。
57.在其中一个实施例中，线型霍尔传感器包括电压调整器和霍尔电路；电压调整器与霍尔电路连接，用于向霍尔电路供电；霍尔电路包括霍尔电压发生器，线性放大器和射极跟随器；线性放大器和射极跟随器集成后与霍尔电压发生器连接。
58.具体的，如图7所示，电压调整器的简易模型u5，可以用作供电电源输出电压(即vcc-sensor)；如图8所示，电压调整器u5输出的电压vcc-sensor用于向霍尔电路供电；霍尔电路包括霍尔电压发生器u1以及线性放大器和射极跟随器的集成电路u2；霍尔电压发生器u1的输入为磁感应量，霍尔电压发生器u1的输出为电压量；线性放大器和射极跟随器的集成电路u2用于放大微弱的电压量；如图9所示，为了降低功耗，底座还包括与线型霍尔传感器连接的判断电路，用于判断底座上方是否有悬浮体，在底座上方不存在悬浮体的情况下，线型霍尔传感器所在的电路(例如，包括定位电磁铁120的电路)不工作；
59.在一些示例中，u2可以放大u1输出的电压量；判断电路通过线型霍尔传感器的霍尔感应磁场来判断mosfet是否导通。判断电路包括比较器，在线型霍尔传感器向比较器输出的正端模拟量低于负端的情况下，输出为低电平，p-channel mosfet导通。
60.在其中一个实施例中，还包括单元箱体；底座和悬浮体均设置于单元箱体内部；单元箱体采用铝合金、钛合金、镁合金及碳纤维中的一种或几种制成。
61.具体的，单元箱体可以采用不含铁、钴、镍的超轻、高强度、高硬度的超级材料，例如，采用铝合金、钛合金、镁合金及碳纤维中的一种或几种制成。在一些示例中，单元箱体采用模块化的结构设计，安装调试简单，可以实现无缝拼接。
62.在一些示例中，单元箱体可以包括底座外框150和悬浮体外框240；其中，霍尔传感器140、多个底座磁铁110、多个定位电磁铁120和底座线圈130设置于底座外框150内，接收元件、通信元件216、悬浮体磁铁220和悬浮体线圈230设置于悬浮体外框240内，led显示屏的多个灯珠212设置于悬浮体外框240的上表面；将悬浮体外框240悬浮于底座外框150上即可完成单元箱体的安装。本技术实施例通过磁悬浮地砖显示屏的模块化单元箱体易于实现悬浮地砖显示屏的安装与铺设，且各单元箱体便于维护。
63.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
64.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
65.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。