一种可自动升降的汽车导航信息抬头平视显示器的制作方法

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种可自动升降的汽车导航信息抬头平视显示器。

背景技术：

通常汽车的仪表盘都位于中控台顶端，即使是这样，仍然需要低头阅读仪表盘信息，这就大大增加了行驶风险，因此汽车导航的车载抬头平视显示器(以下文本中简称为车载hud)应运而生。车载hud可通过汽车obd接口提取车速、油耗等信息，并通过其中预置的图像生成单元(pgu)将其投射到具有特殊涂层的专用屏幕或者挡风玻璃上，驾驶员不用低头，就可以看到车辆信息，降低了驾驶风险。

目前，原装的车载hud只有少数高档车型才能见到，改装的车载hud大多安装在仪表盘面板上面，虽然能达到抬头显示的目的，但不使用时会遮挡驾驶员视线，而且发生交通事故时很可能对驾驶员造成二次伤害。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可自动升降的汽车导航信息抬头平视显示器，解决了现有技术条件下，改装的车载hud大多安装在仪表盘面板上面，虽然能达到抬头显示的目的，但不使用时会遮挡驾驶员视线，而且发生交通事故时很可能对驾驶员造成二次伤害的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种可自动升降的汽车导航信息抬头平视显示器，包括反射屏开合组件、活动面板开合组件、机架滑动组件及投影角调整组件，安装至汽车固定面板的下表面位置。也可设计专门的外壳，将整机安装在汽车固定面板上表面，避免破坏汽车面板，

反射屏开合组件的结构是，包括安装在固定面板下表面安装座的反射屏电机，反射屏电机与控制单元信号连接，反射屏电机的电机输出轴与摇杆内端固定连接，摇杆外端通过连杆与反射屏固定杆外端铰接，反射屏固定杆与面板凸台铰接，反射屏固定杆内端与反射屏固定连接。

本发明的可自动升降的汽车导航信息抬头平视显示器，其特征还在于：

所述的活动面板开合组件的结构是，在固定面板上开有起升槽口，起升槽口处沿下表面水平设置有活动面板，活动面板的侧面固定安装有面板齿条；在固定面板下表面固定吊挂有电机支架，电机支架中安装有机架电机，机架电机与控制单元信号连接，机架电机的水平输出轴端头同轴安装有大锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合连接，小锥齿轮和面板齿轮同轴固定安装在竖直的齿轮轴上，齿轮轴上端套装在固定面板下表面的旋转支座中，面板齿轮与面板齿条啮合连接。

所述的机架滑动组件的结构是，包括一对导轨，该对导轨上滑动安装有机架，每个导轨高端与固定面板下表面的一个耳座铰接，每个导轨低端与一个导轨支架下端铰接；机架电机的水平输出轴上还同轴安装有机架齿轮，机架齿轮与机架齿条啮合连接，机架齿条固定在机架的一侧。

所述的电机支架跟固定面板下表面的安装方式与导轨支架跟固定面板下表面的安装方式一致。

所述的投影角调整组件的结构是，机架与hud机体尾部铰接，hud机体前部一侧铰接有一个机体摇杆；机架上还铰接有机体电机及支撑杆，机体电机与控制单元信号连接，机体电机的输出轴采用丝杠方式，丝杠上套装有丝杠螺母，丝杠螺母通过丝杠连杆与机体摇杆及支撑杆同时铰接。

所述的控制单元的功能是，将行车数据通过obd接口提取处理后，生成用于显示车辆信息的视频流；自主生成或与手机等设备连接生成用于导航的视频流；与驾驶员进行语音交互；与手机等设备通信；控制上述的各个组件中的电机完成相应动作，实现hud机体的升起与回收。

本发明的有益效果是，1)本发明装置充分考虑到汽车的固定面板上下空间狭小的问题，在实现车载hud平移升降时采用了分段式运动方式，两个动作按照先后顺序实现，虽然不是连续驱动，速度较慢，但可满足大多数车型的空间要求，还可根据不同车型，调整两个导轨之间的距离，使其避开仪表盘，充分利用仪表盘旁边的空间。2)当本发明装置的车载hud不使用时，将其置于汽车固定面板下面，有效减少光照、灰尘对装置造成的损耗，提高使用寿命，并且可以避免发生交通事故时对驾驶员造成二次伤害。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图；

图2为本发明装置的主视图；

图3为本发明装置的闭合状态示意图。

图中，1.固定面板，2.hud机体，3.电机支架，4.摇杆，5.反射屏电机，6.连杆，7.反射屏，8.反射屏固定杆，9.面板凸台，10.导轨支架，11.导轨，12.机架电机，13.机架齿轮，14.大锥齿轮，15.小锥齿轮，16.机架，17.机体电机，18.丝杠螺母，19.丝杠，20.活动面板，21.面板齿条，22.面板齿轮，23.机架齿条，24.齿轮轴，25.支撑杆，26.机体摇杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参见图1、图2、图3，本发明的装置，包括反射屏开合组件、活动面板开合组件、机架滑动组件及投影角调整组件，可通过原装或改装方式安装至汽车的固定面板1的上下位置，

反射屏开合组件的结构是，包括安装在固定面板1下表面安装座的反射屏电机5，反射屏电机5与控制单元信号连接，反射屏电机5的电机输出轴与摇杆4内端固定连接，摇杆4外端通过连杆6与反射屏固定杆8外端铰接，反射屏固定杆8与面板凸台9铰接，反射屏固定杆8内端与反射屏7固定连接，即反射屏固定杆8套装在面板凸台9的铰接孔中，面板凸台9对反射屏固定杆8进行支撑，反射屏固定杆8绕面板凸台9的铰接孔转动带动反射屏7起升实现开合。为了实现反射屏7在0°-90°的开合，反射屏固定杆8具有一定的弧度，并且当反射屏7完全开启时，反射屏固定杆8可以进行自锁。

参照图1、图2，活动面板开合组件的结构是，在固定面板1上开有起升槽口，起升槽口处沿下表面水平设置有活动面板20，活动面板20的侧面固定安装有面板齿条21；在固定面板1下表面固定吊挂有电机支架3，电机支架3中安装有机架电机12，机架电机12与控制单元信号连接，机架电机12的水平输出轴端头同轴安装有大锥齿轮14，大锥齿轮14与小锥齿轮15啮合连接，小锥齿轮15和面板齿轮22同轴固定安装在竖直的齿轮轴24上，齿轮轴24上端套装在固定面板1下表面的旋转支座中，面板齿轮22与面板齿条21啮合连接。活动面板20在机架电机12的驱动下通过相关传动部件沿固定面板1的起升槽口下表面水平滑动，完成遮挡起升槽口或露出起升槽口的动作。

机架滑动组件的结构是，包括一对导轨11，该对导轨11上滑动安装有机架16，每个导轨11高端与固定面板1下表面的一个耳座铰接，每个导轨11低端与一个导轨支架10下端铰接，考虑到制造工艺，将导轨支架10上端与固定面板1下表面活动铰接，而非一体成型，这样可以通过调整导轨支架10的竖直长度来调节导轨11的坡度，以适配不同车型；机架电机12的水平输出轴上还同轴安装有机架齿轮13，机架齿轮13与机架齿条23啮合连接，机架齿条23固定在机架16的一侧；控制单元可同时控制机架电机12驱动机架16沿一对导轨11的滑动，机架16带动hud机体2一同运动。

电机支架3跟固定面板1下表面的安装方式与导轨支架10跟固定面板1下表面的安装方式一致。

参照图2，投影角调整组件的结构是，机架16与hud机体2尾部铰接，hud机体2前部(升降端)一侧铰接有一个机体摇杆26；机架16上还铰接有机体电机17及支撑杆25，机体电机17与控制单元信号连接，机体电机17的输出轴采用丝杠19方式，丝杠19上套装有丝杠螺母18，丝杠螺母18通过丝杠连杆与机体摇杆26及支撑杆25同时铰接，构成三角支撑铰接方式；机体电机17的丝杠19旋转，使得丝杠螺母18沿丝杠19前后移动，丝杠连杆前后伸缩改变三角支撑铰接方式中与支撑杆25及机体摇杆26的铰接角度，实现hud机体2的升降运动，以达到调整车载hud投影角度的目的。

控制单元与图像生成单元可集成在一起，也可分别安装，通过数据传输线连接。

控制单元的功能是，将行车数据通过obd接口提取处理后，生成用于显示车辆信息的视频流；可自主生成或与手机等设备连接生成用于导航的视频流；可与驾驶员进行语音交互；可与手机等设备通信；可控制上述的各个组件中的电机完成相应动作，实现hud机体2的升起与回收。

图像生成单元的功能是，将控制单元生成的视频流投射到具有特殊涂层的反射屏7(或专用屏幕、或者挡风玻璃)上，达到动态显示的目的，其他功能都属于控制单元。

上述的机架电机12可同时带动活动面板20的开合和机架16沿导轨11的水平移动。还可以将上述的大锥齿轮14和小锥齿轮15组成的变向传动组件用一个微型电机代替，该微型电机直接安装于固定面板1下表面，该微型电机与控制单元信号连接，直接驱动面板齿轮22配合完成活动面板20的开合动作。

本发明的工作过程是：

升起hud机体2，反射屏电机5可与机架电机12同时开始动作，即打开活动面板20可与打开反射屏7同时动作，在hud机体2运动到起升槽口位置之前活动面板20必须完全离开，此时hud机体2还需要上升一段距离，所以移动面板20必须继续移动，需要在固定面板1上留有一定安全空隙，以免碰刮；机架电机12动作完成后，活动面板20完全露出起升槽口，机体电机17开始动作，完成hud机体2从起升槽口位置的起升；

参照图3，回收hud机体2的步骤与上述的升起步骤相反，注意必须在机体电机17动作完成彻底收回hud机体2后，机架电机12再开始动作，收回活动面板20遮挡起升槽口，反射屏电机5同时控制反射屏7折叠复位。

本发明装置结构紧凑，体积小，通过原装或改装安装在汽车固定面板上下。未使用时可将hud机体2回收至活动面板20下面，避免阳光、灰尘等对hud机体2的损伤，提高使用寿命，解决了多数改装产品遮挡驾驶员视线，并且发生交通事故时容易对驾驶员造成二次伤害的问题。本发明也可设计专门的外壳，将整机安装于汽车面板上表面，避免破坏汽车面板。