专利名称：单元驱动式活动图文展示屏的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种图文画面可变换的广告展示屏，属于广告和宣传器械，涉及机电、自动化及微机程控技术领域。
现有该类专利技术有可转位三棱柱组合广告牌(CN2063679U)、组合式三棱柱广告牌(CN2063679U)、组合式三棱柱广告牌(CN2059755U)、三棱柱广告器(CN2070020U)等，这类广告牌均采用整体传动技术、各三棱柱之间均属机械传动连接系统，难以灵活配置成非平面的多种型式版面，且因整体传动转矩要求大、阻尼大、画面变换慢，噪声大，已不适应宣传广告规格多变和版面醒目的客户要求；此外还存在着装配连接工艺繁琐，需要多种小批的专用另件，加工成本难以下降，维修、运输不方便等缺点。
本实用新型发明目的是为了克服现有技术不足之处，提出一种版面形式多样、展示屏尺寸大小不限、组配灵活、变换快速，并可大量采用标准化通用部件，使生产组装简单、运行可靠、维修运输方便(可拆卸运输)的单元驱动式活动图文展示屏，以满足和适应美化市容和商品经济发展的需要。
本发明目的是通过如下技术方案实现的。
图1为展示屏弧面式版面示意图；图2为展示屏平面式版面示意图；图3为双电机驱动式三棱柱单元结构示意图；图4为动铁式电磁驱动三棱柱单元结构示意图；图5为动铁式电磁驱动器A－A剖视图6为动铁式电磁驱动器转子示意图；图7为单电机侧齿离合器驱动三棱柱单元结构示意图；图8为三棱柱体结构图；图9为光栅滚筒结构图；本实用新型单元驱动式活动图文展示屏，主要由三棱柱体(1)、控制装置(2)、框架(3)和框板(4)等组成，其结构特征和连接关系如下(1)展示屏的基本结构单元是正三棱柱单元(5)(以下简称为三棱柱单元)，展示屏是由若干个三棱柱单元(5)配置成的，可构成平面、弧面或镶嵌形等不同的版面形式，三棱柱单元(5)可水平或垂直或倾斜装置于上、下或左右框板之间，每个三棱柱单元(5)的顶(左)端片(20)的中心轴孔套在顶(左)框板(4)上固定的顶轴管(17)的中部，每个三棱柱单元(5)的另一端由电机驱动机构(6)的套轴(15)的外轴经轴承(35)与底(右)框板(4)活动连结。
(2)各个三棱柱单元(5)(如图3)由三棱柱体(1)、机电驱动机构(6)、电磁定位机构(37)及彩幻照明装置(7)等组成，三棱柱体(1)内同心套装有彩幻照明装置(7)，每个三棱柱体(1)的顶(左)端片(20)的中心轴孔套在顶(左)框板(4)上固定的顶轴管(17)的中部，每个三棱柱体(1)的底(右)端片(21)上的传动轴孔键固在机电驱动机构(6)的套轴(15)的外轴上，彩幻照明装置(7)套装在三棱柱体(1)内，与三棱柱体(1)同一中心线，彩幻照明装置(7)的光栅滚筒(24)的顶(左)盖(26)上的轴承(28)套在顶(左)框板(4)上固定的顶轴管(17)的末端活动连接，光栅滚筒(24)的另一端通过底(右)端盖(27)的传动轴孔键固在套轴(15)的内轴末端。
(3)各三棱柱单元(5)之间均为电气连接，由控制装置(2)按编定程序定时发出各项指令控制各三棱柱单元(5)作全组同频120°滚动或分组倍频120°滚动。
(4)三棱柱单元的机电驱动机构(6)中的驱动器(8)除可用标准微电机、低速微电机外，还可采用动铁式电磁驱动器(9)(如图4)，动铁式电磁驱动器(9)主要由转子和三个定子组成(图5)。转子包括转子芯轴(29)和固定在它周围表面按120°分布的三个等腰梯形动铁片(30)。定子包括定子铁芯(31)、定子绕组(32)、主极靴(39)、辅极靴(33)等，三个定子互隔120°固定在动铁式电磁驱动器(9)的外壳(34)内表面，安装定子1－3个数量，由电磁驱动器(9)的转矩力大小要求而定。转子的梯形动铁片(30)的上底指向辅极靴(33)的延伸端。
(5)本实用新型展示屏的版面(
图1、图2)是由若干个三棱柱单元(5)按弧面(如波浪形、摆线形、U形、圆弧形、闭环形等)，或按平面延伸，或以框架(3)为单位的展示屏进行组合、叠加、镶嵌等。
(6)、本实用新型的彩幻照明装置(7)由灯具(23)和光栅滚筒(24)等组成，灯具(23)用接头套接在顶轴管(17)和套轴(15)之间，电源馈线从顶轴管(17)的中心孔引入。光栅滚筒(24)(图9)是用透明薄板卷成的圆形筒体(25)，加强筋(22)和装在两头的顶(左)盖(26)、底(右)盖(27)及轴承(28)等，顶(左)盖(26)上开通风窗孔，中心轴孔装轴承(28)，底(右)盖(27)上开通风窗孔，中心设传动轴孔。
(7)三棱柱单元(5)的三棱体(1)(见图8)是用三条透明面板(18)紧固在等腰三角形的支片(19)、顶(左)端片(20)、底(右)端片(21)的三个边上。三条透明面板(18)上粘贴、绘制、印刷所需图文。顶(左)端片(20)中心开有轴孔，轴孔周围有通风窗孔，底(右)端片(21)中心设传动轴孔，传动轴孔周围有通风窗孔，底(右)端片(21)的三个角上设有定位恒磁体(16)与定位孔。
8、每个三棱柱单元(5)设有电磁定位机构(37)，它由安装在底(右)框板(4)上的电磁定位销(36)、干簧管(38)和安装在三棱柱体(1)的底(右)端片的三个角上的定位恒磁体(16)及定位孔配合的构成。
下面结合实施例描述本实用新型单元驱动式活动图文展示屏的驱动的工作原理各三棱柱单元(5)之间均为电气连接，受控制装置(2)的指令控制各三棱柱单元(5)的独立机电驱动机构(6)的驱动器的电源通(断)，来控制各三极柱单元(5)旋转(停转)，即为单元驱动式。控制装置(2)按编定程序定时发出指令，控制各三棱极单元(5)做全组同频120°滚动或分组倍频120°滚动，来获得不同版面内容的三种版面变换或某种版面内容3＞c＜n2(c为色彩组合变化总数、n为三棱柱单元数)的多种色彩图案组合变化。为此本实用新型为单元驱动式活动图文展示屏。
各三棱柱单元(5)的独立驱动机构静止状态时，由装在底(右)框板(4)上电磁定位销(36)的销柱插入三棱柱体(1)底(右)端片角上的定位孔内，将三棱柱单元(5)定位住；当控制装置(2)发出启动各三棱柱单元(5)驱动指令，即控制装置(2)给被控三棱柱单元馈电，则电磁定位销(36)的绕组带电，吸动衔铁，衔铁上的销柱就退出三棱柱体(1)底(右)端片(21)的定位孔，即电磁定位销(36)开锁，驱动器(8、9)得电后开锁而旋转，在转足120°之前，即装在三棱柱体(1)底(右)端片(21)角上的定位磁体(16)靠近了装在底(右)框板上的干簧管(38)，干簧管(38)的触点闭合，触发控制装置(2)发出停转指令，中止向电磁驱动器(8、9)馈电而使电磁驱动器停转。当三棱柱体(1)转到120°时，电磁定位销(36)断电释放衔铁，衔铁上的销柱被弹簧压入三棱柱体(1)底(右)端片(21)的定孔中，强迫三棱柱体(1)定位停转，电磁定位机构以保证各三棱柱单元展出画面的同步、平整。从上可知，三棱柱体(1)得以翻转的条件，除必须接到控制装置(2)的旋转指令，电磁定位销(36)通电退出定位孔、电磁驱动器(8、9)启动两条外，还受环境有无雨淋入三棱柱体(1)表面的制约。如受雨淋，控制装置(2)设在展示屏上的温度传感器就闭塞旋转指令的发出，以防雨水进入展示屏内部。
控制装置(2)发出指令对各三棱柱单元(5)的驱动机构(6)的电磁驱动器(10、11)通电(断电)。电磁驱动且(10、11)旋转(停转)，带动套轴(15)的内轴使光栅滚筒(24)同步旋转(停转)。光栅滚筒(24)的圆形筒体(25)上印有七彩色条或迷彩云团，旋转时可将照明灯具(23)的白光衍射的彩幻光栅，以增进观赏效果。以上就是本实用新型单元驱动的工作原理和工作过程。
驱动光栅滚筒(24)旋转的不同实施方案，已给出如图3、图4的专用一个微电机驱动和如图7与三棱柱体(1)共用一个微电机驱动的实例。图3、4中采用偏心低速电机专门直接带动套轴(15)的内轴，使光栅滚筒(24)在开机状态的环境照度较低条件下持续慢速滚动，它的特点是结构简单可靠。图7给出采用单电机驱动三棱柱体(1)和光栅滚筒(24)的实例，标准电磁驱动器(微电机)(8)经蜗杆蜗轮组(12)减速后驱动减速主从动齿轮组(13)，使套轴(15)的外轴旋转，同时配合电磁定位销的退出定位孔来带动三棱柱体(1)翻动；同时还驱动另一升速主从动齿轮组(14)；当电磁离合器(11)通电(微电机也同时通电)，电磁离合器(11)使套轴(15)的内轴的侧齿啮合而带动光栅滚筒(24)快速旋转，在微电机停转的同时，电磁离合器(11)掉电，内轴侧齿被弹簧拉回和光栅滚筒(24)脱离，这时光栅滚筒赖惯性维持减速旋转直到下一次电磁离合器(11)动作而再度加速。为了避免光栅滚筒(24)停转现象的产生，对垂直装置的光栅滚筒(24)可在顶(左)盖的盖面上加开风扇页，对水平装置的光栅滚筒(24)可在两侧(左、右)端盖的圆周边上加开风扇页，以借助被灯具(23)加热的气流推动光栅滚筒(24)克服阻尼而维持旋转。
当环境照度高于三棱柱体(1)的灯具(23)照度时，彩幻装置不起明显效果。此时控制装置(2)中的光敏传感器触发灯具馈电开关关闭，使灯具(23)、光栅滚筒(24)、电磁驱动器(10)或电磁离合器(11)均停止工作。直至环境照度降到低于灯具(23)照度时，光敏传感器才能将灯具馈电开关接通，光栅滚筒(24)旋转，彩幻装置(7)就产生光怪陆离的照明效果。
各三棱柱单元(5)的单元机电驱动机构(6)的构造和组方式随选用的电磁驱动器种类的不同而有所差异(见图3、图4、图7)。
以下结合附图和实施例叙述其构造、组成及工作原理。
1、三棱柱单元驱动机构实施例1双电机驱动式三棱柱单元结构(见3)主要由微电机MⅠ作为驱动器(8)，蜗杆蜗轮组(12)、减速主从动齿轮组(13)、套轴(15)及低速电机MⅡ作为驱动器(10)等组成。微电机MⅠ与蜗旰蜗轮组(12)联接、其蜗轮与齿轮组(13)啮合，齿轮组(13)的大齿轮键固在套轴(15)的外轴上，三棱柱体(1)通过底(右)端片(21)也固定在套轴(15)的外轴上；低速电机MⅡ与套轴(15)内轴的一端键固，套轴(15)内轴的另一端与光栅滚筒(25)的底(右)端片(21)键固。当微电机MⅠ转动时，经蜗杆蜗轮组(12)减速，再带动齿轮组(13)传动到套轴(15)的外轴上；与微电机接到控制装置(2)的“旋转”指令的同时，电磁定位销(36)也由控制装置(2)送给电流而吸动衔铁，导致定位销脱出三棱柱体(1)的底(右)端片的定位孔，使三棱体(1)随套轴(15)的外轴旋转。在转足120°后停转定位及光栅滚筒(24)的工作机制原理如前节所述，此处不再赘述。当控制装置(2)在设定的“停转”时长结束后，即发出又一个“旋转”指令，如此周而复始，三棱柱体(1)就一致地按指令完成画面的变换。
2、三棱柱单元驱动机构实施例2如图3中的微电机MⅠ改用永磁低速同步微电机驱动(如TDYJ型)，因该电机本身有减速装置，其转速5r／min，故单元机电驱动机构(6)可以省去蜗杆蜗轮组(12)，而由永磁低速同步微电机MⅠ直接驱动适当传动比的齿轮组(13)，来带动套轴(15)的外轴使三棱柱体翻动。
如这种低速电机的本身转速达到约240r／min时，则还可省去齿轮组(13)而直接带动套轴(15)的外轴。这种方案的优点是比实施例1可省去蜗杆蜗轮组(12)，但由于目前定型生产的该类微电机输出功率不大，只适合小尺寸展示屏使用。
3、三棱柱单元驱动机构实施例3单电机侧齿离合器驱动方式三棱柱单元(见图7)。它对三棱柱体(1)的驱动与实施例1、2的原理和结构相同；所不同的是对光栅滚筒(24)的传动方法是用电磁驱动器(8)传动三棱柱体(1)，同时还经过同一蜗杆蜗轮组(12)使另一组齿轮组(14)传动套轴(15)的内轴，此时电磁离合器(11)也通过控制装置(2)送来的电流使内轴左侧的侧齿式离合器啮合，从而带动光栅滚筒(24)快速旋转，当电磁驱动器(8)和电磁离合器(11)因控制装置(2)发出停转指令后，电磁离合器(11)与光栅滚筒(24)脱离，使光栅滚筒(24)可依惯性做减速旋转。这方面在本说明书的有关彩幻照明装置(7)的叙述中已有可供参阅。本实施例的优点是可节省一只微电机，且对光栅滚筒(24)的转速通过选择适当的传动比的齿轮组(14)即可调正。
4、三棱柱单元驱动机构实施例4，动铁式电磁驱动式三棱柱单元(见图4)，对光栅滚筒(24)的传动方式同实施例1，由电机MⅡ直接驱动套轴(15)的内轴使光栅滚筒(24)转动。所不同的是三棱柱体(1)的转动是采用专制的动铁式电磁驱动器(9)驱动。将动铁式驱动器(9)键合在套轴(15)的外轴上，动铁式电磁驱动器(9)通电后旋转120°，驱动套轴(15)的外轴和三棱柱体(1)同步旋转120°。这种驱动方式的优点是，可以省掉蜗杆蜗轮组(12)和齿轮组(13)，使驱动机构结构简单，工作可靠、耐过荷、寿命长。
动铁式电磁驱动器(9)的结构前面已经叙述，下面简单的说明其工作原理。当定子绕组(32)通入电流产生磁场之际，因三棱柱体(1)在静止状态时，因定位孔被电磁定位销(36)准确定位，使其中某一等腰梯形动铁片(30)正好对准在定子绕组(32)和定子铁芯(31)的中轴线上，所以定子铁芯(31)和动铁片(30)均被磁化，因二者极性相同，动铁片(30)被推斥而带动转子芯轴(29)旋转，直到动铁片(30)的推斥力矩和转子芯轴(29)的负荷力矩平衡为止。若加大定子绕组(32)的安匝数，或将三个定子铁芯(32)都装置上定子绕组(32)，都可以增大对动铁片(30)的推斥力，使其转矩力能满足三棱柱体(1)旋转＞120°要求，这种动铁式驱动器(9)的动铁片(30)设计为等腰梯形，梯形动铁片(30)的上底指向定子铁芯辅极靴的延伸端，所以只能按动铁片(30)上底的指向旋转。
从以上所述可知，本实用新型单元独立驱动式活动图文展示屏要比整体传动方式的展示屏有如下优点1、本实用新型展示屏的基本结构单元是三棱柱单元，每个三棱柱单元都有独立的驱动机构，能够实现单元旋转，比整体驱动运行快速可靠；各个三棱柱单元间只有电气连接，没有机械传动系统，装配简单方式，使版面扩充和更换容易，能够灵活地配置成大小随意的平面或弧面的多种形状的广告宣传展示屏，作为各种广牌、企业牌匾、灯箱、路牌、节日灯具等使用。扩大了这类器械的应用范围，满足各种场合的需要，有较好的社会效益。
2、本实用新型活动图文展示屏，每个三棱柱单元的独立驱动机构选用的微电机，齿轮组、蜗杆蜗轮组等均为大量生产的标准化部件，能较好地适应展示屏生产批量不大，规格多变的特点，使生产成本降低、组装简单，提高生产效率与经济效益；3、本实用新型的展示屏，可以实现三棱柱单元驱动，并设有彩幻照明装置以提高醒目程度；由于单元驱动阻尼小，各三棱柱单元既可按控制装置给出的统一指令全体同步地快速滚动120°，每变换一个画面后停转一定时间，利用三棱柱体的三个平面上的图案，显示出三种不同图案(或同一个图案呈现三种彩色)；也可按控制装置给出的分组(或分柱)指令，以不同整数倍的定时长间隔分组快速滚动和停止，循环显示某种图案的多彩变化，实现显示3＞c＜n3种之多的不同色彩组合的图案(其中n为三棱柱单元个数，c为色彩组合数)；还可实现某种动画效果，从而大大增进了吸引注意力的宣传效果和快速组成画面的能力。
权利要求1.单元驱动式活动图文展示屏主要由正三棱柱体(1)、控制装置(2)、框架(3)和框板(4)等组成，其特征在于(1)展示屏的基本结构单元是正三棱柱单元(5)(以下简称为三棱柱单元)，展示屏是由若干个三棱柱单元(5)配置成平面、弧面或镶嵌形等不同形式的版面，三棱柱单元(5)可水平或垂直或倾斜装置于框板之间，每个三棱柱单元(5)的顶(左)端片(20)的中心轴孔套在顶(左)框板(4)上固定的顶轴管(17)的中部，每个三棱柱单元(5)的另一端由机电驱动机构(6)的套轴(15)的外轴经轴承(35)与底(右)框板(4)活动连结；(2)各个三棱柱单元(5)由三棱柱体(1)、机电驱动机构(6)、电磁定位机构(37)及彩幻照明装置(7)等组成，每个三棱柱体(1)的顶(左)端片(20)的中心轴孔套在顶(左)框板(4)上固定的顶轴管(17)的中部，每个三棱柱体(1)的底(右)端片(21)的传动轴孔键固在机电驱动机构(6)的套轴(15)的外轴上，彩幻照明装置(7)套装在三棱柱体(1)内，与三棱柱体(1)同一中心线，彩幻照明装置(7)的光栅滚筒(24)的顶(左)盖(26)上的轴承(28)套在顶(左)框板(4)上固定在顶轴管(17)的末端活动连接，光栅滚筒(24)的另一端通过底(右)端盖(27)的传动轴孔键固在套轴(15)的内轴末端；(3)各三棱柱单元(5)之间均为电气连接，由控制装置(2)按编定程序定时发出各项指令控制各三棱柱单元(5)做全组同频120°滚动或分组倍频120°滚动。
2.根据权利要求1所述的单元驱动式活动图文展示屏，其特征在于单元机电驱动机构(6)中的电磁驱动器(8)除可用标准微电机、低速微电机外，还可采用动铁式电磁驱动器(9)，动铁式电磁驱动器(9)主要由转子和三个定子组成，转子包括转子芯轴(29)和固定在它圆周表面按120°分布的三个等腰梯形动铁片(30)，定子包括定子铁芯(31)，定子绕组(32)、主极靴(39)、辅极靴(33)等，三个定子互隔120°固定在动铁式电磁驱动器(9)的外壳(34)内表面，安装定子1－3个数量由电磁驱动器(9)的转矩力大小需要而定，转子的梯形动铁片(30)的上底指向辅极靴(33)的延伸端。
3.根据权利要求1所述的单元驱动式活动图文展示屏，其特征在于展示屏的版面是由若干个三棱柱单元(5)按弧面如波浪形、摆线形、U形、圆弧形、闭环形等，或按平面延伸，或以框架(3)为单位的展示屏进行组合、叠加、镶嵌等。
4.根据权利要求1所述的单元驱动式活动图文展示屏，其特征在于彩幻照明装置(7)由灯具(23)和光栅滚筒(24)等组成，灯具(23)用接头套接在顶轴管(17)和套轴(15)之间，电源馈线从顶轴管(17)的中心孔引入，光栅滚筒(24)是用透明薄板卷成的圆形筒体(25)、加强筋(22)和装在两头的顶(左)盖(26)、底(右)盖(27)及轴承(28)等，顶(左)盖(26)上开通风窗孔，中心轴孔装轴承(28)，底(右)盖(27)上开通风窗孔，中心有传动轴孔。
5.根据权利要求1所述的单元驱动式活动图文展示屏，其特征在于三棱柱体(1)是用三条透明面板(18)紧固在等腰三角形的支片(19)、顶(左)端片(20)、底(右)端片(21)的三个边上，顶(左)端片(20)中心开有轴孔，轴孔周围有通风窗孔，底(右)端片(21)中心设传动轴孔，传动轴孔周围有通风窗孔，底(右)端片(21)的三个角上设有定位恒磁体(16)与定位孔。
6.根据权利要求1所述的单元驱动式活动图文展示屏，其特征在于每个三棱柱单元(5)设有电磁定位机构(37)，它由安装在底(右)框板(4)上的电磁定位销(36)、干簧管(38)和安装在三棱柱体(1)的底(右)端片的三个角上的定位恒磁体(16)及定位孔配合构成。
专利摘要单元驱动式活动图文展示屏具有彩幻灯光照明、自动开关机、微机程控多种图文快速变换等功能。其特征是展示屏由若干个正三棱柱单元配置成平面、弧面(波浪形、摆线形、U形、闭环形)或镶嵌式版面；每个三棱柱单元设有机电驱动机构；各三棱柱单元间只有电气连接；由微机分组程控；各三棱柱单元旋转时，可实现三种以上的快速画面变化，能适应广告牌规格多样、令人醒目的要求。
文档编号G09F11/00GK2101309SQ91225729
公开日1992年4月8日 申请日期1991年9月26日 优先权日1991年9月26日
发明者李精一, 李凡 申请人:李精一