专利名称：一种适合户外应用的全彩三面翻转屏广告牌的制作方法
技术领域：
本发明涉及户外LED显示屏广告牌的技术领域。更具体地说，是涉及LED三面翻转屏、LED两面翻或LED翻转屏。
背景技术：
现有和曾有的LED三面翻转屏、LED两面翻或LED翻转屏，其优势在于实现了三面翻广告牌的多种显示方案，展示内容更加丰富，是一种不错的技术方案，在室内应用确实是一种很好的广告载体。但是，现有或曾有的上述产品，在户外应用时，却存在如下缺陷。基本像素一般为三合一 LED表贴灯珠。由于现有的三合一 LED表贴灯珠的封装结构不适应户外环境，目前只局限于室内环境使用，在户外使用时，灯珠的质量不稳定，使用·寿命不长，而且亮度也达不到户外要求。由于三合一表贴灯珠本身局限于室内环境，有些产品米用一种透明的中空凸体防水薄膜粘贴LED显示单元面板上，这种防水薄膜中空凸体内存在水蒸气，直接影响显示屏显示效果，并且影响到灯珠正常散热，容易烧坏灯珠。目前的产品都没有进过箱体封装，采用透明的中空凸体的防水薄膜或直接用不干胶即贴在LED显示单元面板上，三防指标达不到户外应用的要求，显示单元的故障率较高。有些同类产品，LED灯板直接插到旋转的三棱柱的U槽上，尽管采用了红、绿、蓝LED灯珠，由于三棱柱是一种旋转体，存在许多封装方面难度。还有一种是在三棱柱的某一面冲有通透的灯孔，把LED灯珠直接安装在三棱柱的灯孔上，通过密封三棱柱上下二端的连接件来实现简单防水方案，这种结构也不能满足户外的防水要求。现有或曾有的同类产品，不仅很难满足户外应用环境时的稳定性，而且只限于实像素显示形式，无法实现一种节能、经济的虚拟像素显示形式。
发明内容
本发明目的在于提供一种新的技术方案，解决背景所述的问题，提高显示效果，实现一种适合户外工作环境的三面翻全彩显示屏广告牌。本发明解决上述问题的方式是由LED全彩显示单元、箱体、面盖、三棱柱、三棱柱旋转顶紧装置、远距离直流供电系统与现有的三面翻动力装置、装饰边框、控制系统、动力系统配合构成。全彩显示单元的基本像素采用红(R)、绿(G)、蓝(B) LED发光单灯组成，基本像素分为实像素和虚拟像素，并采用二级远距离直流供电技术，解决三棱柱管内走线出现的压差问题。LED全彩显示单元可装入一个紧凑的箱体内，配有光学面盖，整体进行双面灌胶，达到满足户外环境的防水要求。三棱柱有三个展示面，按三面翻设定的控制程序展示二个平面广告内容和一个全彩显示屏动态广告内容。在展示二个平面广告内容时，三棱柱在贴有喷绘画面二个面按120度转角来回循环翻转，展示二个不同的平面广告内容；当程序需要播放视频信息时，三棱柱旋转240度，翻转到安装有LED全彩显示模块的面，展示视频画面。这种旋转形式，最大转角为240度，显示单元所需的数字信号和工作电源，通过信号线和电源总线从三棱柱的上顶紧装置的中空定位轴送入到三棱柱内腔，不会出现绞线现象。根据上述内容所述的LED全彩显示单元，基本像素采用红(R)、绿(G)、蓝(B) LED发光单灯构成，这种单灯是由单个LED晶片，反光碗，金属阳极，金属阴极构成，外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳，性能稳定，适合户外工作条件。LED全彩显示单元基本像素分为实像素和虚拟像素，实像素的基本像素由I红+1绿+1蓝LED发光单位灯构成，基本像素按I字形排列，灯珠的颜色排列从上至下为RGB、BGR、RBG、GBR、GRB、BRG六种排列方式；虚拟基本像素灯珠由2红+1绿+1蓝LED发光灯珠构成，并有软件支持。由于本发明主要涉及LED三面翻或LED两面翻或LED翻转屏，为确保三棱柱的旋转空间，基本像素的间距可以从IOmm到75mm之间任意规格。LED全彩显示单元采用公版设·计，PCB排版时要把接线端口、电容、电感等高尺寸元器件集中在中央二个区域，这个区域与箱体底板的敞口以及三棱柱的凹对应。本发明有一种可安装LED显示单元的箱体，箱体底板有二个敞口，敞口与LED显示单元接线端口和高尺寸元件区域对应；箱体底板背面还有凸出的防水条，与三棱柱的防水凹槽吻合，起到防水作用；底板内侧有螺钉孔基柱，用于固定LED显示单元PCB板、面盖和箱体本体。螺钉孔基柱有柱盘，柱盘高度要高于LED显示单元焊脚，保证反面封装的灌胶高度；箱体的箱壁为斜口，斜口与三棱柱斜口吻合，箱壁高度要高出LED显示单元的正面焊脚，保证正面封装的灌胶高度；箱体上下二端为前后搭口，多个模块组合时，接缝达到更好的防水效果。本发明有一种具有光学混色效果的面盖，面盖正面带有光学混色波纹，其目的是提高视频显示效果；面盖有与LED全彩显示单元基本像素对应的灯孔，其大小和间距与基本像素的灯珠吻合。上术的由LED全彩显示单元、箱体、面盖构成一种LED全彩显示模块，模块整体进行双面灌胶，构成一种适合户外工作环境的LED全彩显示模块。本发明有一种与上述模块配套的三棱柱，三棱柱有二个面为平面结构，可粘贴喷绘画面，其中一面用于安装LED全彩显示模块，该面设有安装凹口和防水凹槽，面中央有凹入的空间，与LED全彩显示单元的高尺寸元器件区域对应，确保高高尺寸元器件的容纳空间。本发明有一种防水型三棱柱旋转顶紧装置，安装在三面翻上边框与三棱柱上端口连接的一种旋转顶紧装置，并有进线孔。该顶紧装置由三角顶盖、顶盖轴承、轴承盖、顶轴、弹簧、弹簧套和定位套构成。三角顶盖是安装在三棱柱上端口的一种定位盖板，与定位孔连接是一种中空顶轴，管内可穿线，顶轴外围分为上下二段，顶轴的上下段过渡是一种伞形防水凹口，该伞形防水凹口与三角顶盖凸出的锥形防水墙与吻合，顶轴的伞形防水凹口完全遮挡三角顶盖凸出的锥形防水墙，构成一种伞形遮挡式的防水接缝。上半段埋入弹簧套内并与弹簧连接，上半段凸出的齿口与弹簧套内和定位套内壁的齿口吻合，使顶轴只能上下活动，不能旋转；顶轴下半段为中空圆锥形结构，套入三角顶盖的中间定位孔及轴承，构成一种旋转装置，使三角盖旋转自如。
本发明还有一种远距离直流供电技术，解决三棱柱管内走线长的内出现的的压差问题。其方案是二级直流供电构成，第一级由高频开关整流系统将来自外部的交流电转换为12-48V直流(输出电压根据供电距离调整)，作为远距离直流输送的一种较高电压，由于输送电压提高，电流则减小，因而输送总线的线径也小，同时也减小输送线损和压差;第二级是一种降压恒压电路，将总线输入的直流12-48V转换为直流5V，这种二级降压的供电方法，给LED显示驱动提供可靠、稳定的工作电压和工作电流。供电流程是将来自外部的交流电接入到一种高频开关整流系统，转换成12-48V直流电压，并将变换得到的12V-48V较高的直流电通过总线输送至三棱柱内，接着，通过分支线接入降压恒压电路，将输入的12-48V降压到5V。这种降压恒压电路可以与LED显示驱动单元设计在同一 PCB板上，也可以是独立降压恒压模块。这种供电方案可以减小远距离供电的线路损耗和压差，提高了系统运行的可靠性和供电效率，减少供电系统所需安装空间，便于布线。同时减小显示屏的整屏色差，提高灰度等级和显示效果。本发明有益效果主要体现在基本像素采用了红(R)、绿(G)、蓝(B)LED单灯构成，并提供一种远距离二级直流供电技术，整体进行双面灌胶封装。具有稳定性强、使用寿命长、灰度等级高、色彩效果更真实的优势。是一种适合户外环境应用的三面翻全彩显示屏广·
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下面结合附图和一种适合户外应用的全彩三面翻转屏广告牌作进一步说明
图I :本发明正面结构示意 图2 :本发明系统结构示意图(a-a剖面)；
图3 :本发明带显示模块三棱柱正面示意 图4 :本发明带显示模块三棱柱侧面示意 图5 :本发明带显示模块三棱柱端口 图6 :本发明带显示模块三棱柱b-b剖面 图7 :本发明实像素显示单元正面结构 图8 :本发明虚拟像素显示单元正面结构 图9 :本发明显示单元PCB板结构 图10 :本发明箱体内侧结构 图11 :本发明箱体c-c截面 图12 :本发明箱体d-d截面 图13:本发明箱体背面结构 图14 :本发明箱体俯视 图15 :本发明箱体侧面 图16 :本发明箱体内侧透视 图17 :本发明箱体背面透视 图18 :本发明面盖正面结构 图19 :本发明面盖俯视 图20 :本发明面盖侧面结构图；图21 :本发明面盖e_e首I]面图 图22 :本发明面盖正面透视 图23 :本发明面盖内内侧透视 图24 :本发明三棱柱结构透视 图25 :本发明三棱柱截面结构 图26 :本发明三棱柱旋转顶紧装置结构 图27 :本发明远距离直流供电系统原理 图28:本发明降压恒压电路图；· 图29 :本发明远距离直流供电系统结构 图30 :本发明平面广告展示时的三棱柱A位置示意 图31 :本发明平面广告展示时的三棱柱B位置示意 图32 :本发明显示屏广告展示时的三棱柱位置示意图。
具体实施例方式实施例I :本发明实施内容如图I和2，由LED全彩显示模块(I)、三棱柱旋转顶紧装置(6)、远距离直流供电系统(7)、三面翻传动装置(8)、装饰边框(9)、动力系统(10)、控制系统(11)构成。实施例2 :根据实施例I中所述的由LED全彩显示模块(I)实施，如图3_6，其内容包括LED全彩显示单元(2 )、箱体(3 )、面盖(4 )和三棱柱(5 )。实施例3 :根据实施例2中所述的LED显示单元(2)实施如图7_9，其内容由PCB基板(2-1)、降压恒压电路、驱动单元、LED基本像素和接插件组成，LED像素单元分为实像素和虚拟像素，原理及设计制作按公版规范。实像素LED全彩显示单元(如图7)，基本像素(2-2)由I红+1绿+1蓝户外LED发光单灯构成，由于本实施例是应用在LED三面翻、LED两面翻和LED翻动屏，要考虑三棱柱的翻转间隙，所以，像素单元按I字形排列。像素单元灯珠的颜色排列从上至下为RGB、BGR、RBG、GBR、GRB、BRG六种排列方式。虚拟像素LED全彩显示单元(如图8)，显示单元至少有4组基本像素构成，基本像素(2-2-1)由2红+1绿+1蓝LED发光单灯构成，并按阵列排列；为保证三棱柱的旋转空间，像素点的间距可从IOmm至75mm之间的任意规格。PCB基板(2-1)(如图9)，安装孔(2-3) (2-4) (2-5)与箱体螺钉基柱(3-3) (3-4) (3-5)吻合。PCB基板反面布置，高尺寸元件和接线端口(如电容、电感、电源端口、排线端口等)要集中在高尺寸元件区域(2-6)内，并与箱体底板的二个敞口(3-6)对应。实施例4 :根据实施例2中所述的箱体实施(如图10至17)。箱体有底板(3_1)，底板背面有凸出的防水条((3-2)，防水条是一条凸出箱底的长方体，与三棱柱的防水凹槽(5-1)吻合，底板的螺钉基柱位(3-3)为通透孔，与三棱柱的固定凹槽口(5-3)吻合，用于安装LED显示模块；底板有二个敞口(3-6)，敞口与LED显示单元高尺寸元件区域(2_6)对应，给LED显示单元的接线端口和高尺寸元件预留的空间。箱体内侧可安装LED显示单元，底板内侧有螺钉基柱(3-3) (3-4) (3-5)，螺钉基柱(3-4)用于安装螺钉基柱面盖(4);螺钉基柱(3-5)用于安装LED显示单元(2)，螺钉基柱(3-3) (3_4)有柱盘，柱盘高度要高于LED显示单元焊脚，保证反面灌胶的高度。箱壁高度要高出LED显示单元的正面焊脚，保证正面灌胶的高度。箱体二端为前后搭口，箱体上端口(3-7)为搭口后墙，箱体上端口(3-8)为搭口前墙，模块组合时的接缝达到更好的防水效果。实施例5 :根据实施例2中所述的面盖实施(如图18-23)。面盖正面有混色条纹(4-1)、灯珠孔(4-2)、安装螺钉孔(4-3)和嵌入式接口(4-4)。混色条纹(4_1)是一种山字形条纹，其目的是提高显示效果；面盖灯珠孔(4-2)的大小和间距与实像素单元(2-2)和虚拟像素单元(2-2-1)大小和间距吻合；安装螺钉孔(4-3)与箱体螺钉基柱(3-4)对应。实施例6 :根据实施例2中所述的三棱柱实施(如图24、25)。三棱柱的二个整面(5-1)用于粘贴喷绘画面，三棱柱其中一面可安装LED全彩显示模块，该面设有防水凹槽(5-2)和安装凹口(5-3)，形状为长条凹槽；防水凹槽(5-2)与箱体底板背面凸出的防水条(3-2)吻合，安装凹口(5-3)与箱体底板背面的螺钉孔(3-3)吻合；该面中央是凹入的空间区域(5-4)，与LED全彩显示单元的高尺寸元器件(2-6)和箱体底板的二个敞口(3_6)对应，为LED全彩显示单元预留高元器件空间。
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实施例7 :根据实施例I中所述的防水型三棱柱旋转顶紧装置(6)实施如图26。该顶紧装置由三角顶盖(6-1)、顶轴(6-2)、弹簧盒(6-3)、定位套(6-4)、弹簧(6-5)构成。三角顶盖(6-1):中间有旋转定位孔，孔的上端口有一圈凸出顶盖上平面的防水墙(6-1-1),防水墙为内直外斜的中空锥形结构；孔内腹装有轴承，并通过轴承盖固定。顶轴(6-2) 为空腹圆管，管内可穿线，顶轴外围分为上下二段，上半段有定位齿口，上端口外围是L型槽，套入弹簧套(6-3)内并与弹簧(6-4)连接，下半段为中空圆锥形结构，可套入三角顶盖的中间定位孔及轴承，顶轴上下段过渡是一种伞形防水凹口(6-2-1)与顶盖上平面的防水墙(6-1-1)吻合，构成一种紧密的防水接口。本装置通过定位套(6-5)安装在封闭式三面翻边框的下侧板下侧，总线(7-5 )和信号线(7-6 )从外部进入三面翻边框，再通过本装置中空顶轴进入三棱柱内腔，构成一种可过线并有较好防水的旋转装置。实施例8 :根据实施例I中所述的直流远距离供电系统(7)实施如图27-29，直流远距离供电系统供电原理是将来自外部的交流电接入到受“三面翻中央控制系统(11)”控制的配电控制系统(6-1)，再输送到高频开关整流系统(6-2)，输出直流电压为12V-48V，接入到一种降压恒压电路(6-3)，输出直流电压为5V，供给LED显示驱动单元(6-4)。实施例9 :根据实施例8中所述的降压恒压电路(6-3):如图28，是一种降压恒压电路实例电路，主要由降压模块及周边的元件构成，降压恒压电路不受本实例电路限制。实施例10 :根据实施例8例9中所述，直流远距离供电系统应用结构是如图29，配电控制系统(6-1)是一种受“三面翻中央控制系统”控制的配电开关，按“三面翻中央控制系统(11)”提供的逻辑定时启闭信息，将单相AC 220V输送到高频开关整流系统(6-2)，(由高频开关整流系统由若干个开关电源构成，是目前广泛应用的一种常规开关电源)，输出直流电压为12V-48V (输出电压根据供电距离调整)，由输入总线(6-5)送到三棱柱(5)的内腔，再通过分支线(6-6 )接入显示单元(2 )中的一种降压恒压电路(6-3 )，通过压恒压电路转换为5V直流，给LED显示驱动单元供电，这种降压恒压电路是与LED显示驱动单元设计在同一 PCB板上。本发明三个展示面的旋转方案如图30-32。其中图30、31，按三面翻设定的控制程序展示平面广告内容时，三棱柱在贴有喷绘画面二个面按120度转角来回循环翻转，展示二个不同的平面广告内容。当程序需要播放视频信息时，如图32，三棱柱旋转240度，翻转到安装有LED全彩显示模块的面，展示视频画面。这种旋转形式，最大转角为240度，显示单元所需的数字信号和工作电源，可以通过总线送入到三棱柱内腔，不会出现绞线现象。实施例8 :根据实施例I中所述的内容，LED全彩显示单元⑴为公版设计，其设计、制造、安装、使用、质量检验按《LED全彩显示屏通用规范》，LED全彩显示单元(2)元器件为市场选购；箱体(3)和面盖(4)为注塑，材料采用PA6或PA66或ABS添加阻燃材料和防冻材料；灌胶材料为市场选购，标准符合IP65 ;三棱柱(5)为铝合金型材；二级直流远距离供电系统(6)中的元器件和电线为市场选择。其中的三面翻动力装置(7)、上定位装置(8)、装饰边框(9)、控制系统(10)、动力系统(11)中的设备和元器件为现有或曾有。《LED全彩显示屏通用规范》中的LED全彩显示单元运用标准。GB191-90包装储运图示标志。GB2423. 1-89电工电子产品基本环境试验规程试验A :低温试验方法。·GB2423. 2-89电工电子产品基本环境试验规程试验B :高温试验方法。GB2423. 3-89电工电子产品基本环境试验规程试验Ca恒定湿热试验方法。GB4943-95信息技术设备(包括电气事务设备)的安全。GB6388-86运输包装收发货标志。GB6587.4-86电子测量仪器振动试验。GB6587.6-86电子测量仪器运输试验。GB6593-86电子测量仪器质量检验规则。GB9813-88微型数字电子计算机通用技术条件。GBl 1463-89电子测量仪器可靠性试验。SJ/T10463-93电子测量仪器包装、标志、贮存要求。
权利要求
1.一种适合户外应用的全彩三面翻转屏广告牌，其特征在干由LED全彩显示模块(I)[包括LED全彩显示单元(2)、箱体(3)、面盖(4)和三棱柱(5)]、直流远距离供电系统(6)、防水型三棱柱旋转顶紧装置、三面翻动カ装置(8)、装饰边框(9)、动カ系统(10)、控制系统(11)构成。
2.根据权利要求I所述的LED全彩显示单元(2)，其特征是基本像素采用红、緑、蓝LED发光单灯构成，井分为实像素和虚拟像素，为保证三棱柱的旋转间隙，基本像素的间距为从IOmm至75mm之间的任意规格。
3.根据权利要求I或2所述LED全彩显示单元(2)为实像素时，其特征是LED全彩显示単元至少有ー组实像素単元(2-2)，实像素単元的发光灯珠由I红+1绿+1蓝组合，并按I字形排列。
4.根据权利要求I或2或3所述的实像素，其特征是基本像素的单灯颜色排列可按从上至下为RGB、BGR、RBG、GBR、GRB, BRG六种排列方式。
5.根据权利要求I或2所述LED全彩显示单元(2)为虚拟像素时，其特征是LED全彩显示单元至少有4组基本虚拟像素，基本虚拟像素(2-2-1)由2红+1绿+1蓝单灯构成。
6.根据权利要求I所述的箱体，其特征是箱体底板(3-1)背面ニ边分别设有防水条(3-2)，防水条是凸出的长条，与三棱柱的防水凹槽吻合；箱体底板并有ニ个敞ロ(3-8)，敞ロ与LED显示单元PCB板背面的高尺寸元件区域(2-8)对应。
7.根据权利要求I或7所述箱体，其特征是箱体内侧可安装LED全彩显示单元，底板内侧有螺钉基柱(3-3) (3-4) (3-5)，基柱(3-3)与三棱柱的安装槽ロ(5-3)对应，用于安装箱体；基柱(3-4)与面盖螺孔吻合，用于固定面盖；基柱(3-5)与PCB板(2-5)对应，用于安装LED全彩显示单元；基柱(3-3) (3-4)有柱盘，柱盘高度要高于LED显示单元(2)焊脚，保证反面灌胶的高度。
8.根据权利要求I所述面盖，其特征是面盖正面有混色条纹(4-1)，其目的是提高显示效果；并且面盖有灯珠孔(4-2)，灯珠孔为外大内小的斜ロ，灯珠孔的大小和间距与实像素単元(2-2)和虚拟像素単元(2-2-1)大小和间距相对应。
9.根据权利要求I所述三棱柱，其特征在于三棱柱的其中一面带有螺钉安装凹口和防水凹槽，安装凹ロ(5-2)和防水凹槽(5-3)与箱体吻合；中央有是凹入的空间区域(5-4)，与LED全彩显示单元的高尺寸元器件区域(2-8)对应，确保高尺寸元器件的容纳空间。
10.根据权利要求I所述防水型三棱柱旋转顶紧装置实施其特征在于由三角顶盖(6-1)、顶轴(6-2)、弹簧盒(6-3)、定位套(6-4)、弹簧(6-5)构成；三角顶盖安装在三棱柱上端ロ，中间有旋转定位孔，孔的上端ロ有一圈凸出顶盖上平面的防水墙(6-1-1 )，与顶盖上平面的防水墙(6-1-1)吻合，构成ー种紧密的防水接ロ，本装置通过定位套(6-5)安装在封闭式三面翻边框的下侧板下侧，构成一种有效的防水旋转装置。
11.根据权利要求I所述直流远距离供电系统(6)，其特征在于将来自外部的交流电接入到受“三面翻中央控制系统(11)”控制的配电控制系统(6-1)，再输送到高频开关整流系统(6-2)转换为直流12 V-48V，提供一种满足远距离输送和降压恒压电路的基本电压，由总线(6-5)输送到三棱柱(7)内腔，再分支线(6-6)输送至降压恒压电路(6-3)，降压恒压电路(6-3)将直流12 V-48V转换成直流5V，给LED显示驱动单元(6_4)供电；降压恒压电路(6-3)与LED显示驱动单元(6-4)设计在同一 PCB板上，也可以采用独立的PCB板，降压后再将5V电源供给LED显示驱动单元，这种供电方式可以减小远距离供电的线路损耗和压差，提高系统运行的可靠性和供电效率，減少供电系统所需安装空间，便于布线，同时减小显示屏的整屏色差，提高整屏显示效果。
12.根据权利要求I所述三棱柱最大旋转角度为240度(6)，其特征在于按三面翻设定的控制程序展示平面广告内容时，三棱柱在贴有喷绘画面ニ个面按120度转角来回循环翻转，展示ニ个不同的平面广告内容；当程序需要播放视频信息时，三棱柱旋转240度，翻转到安装有LED全彩显示模块的面，展示视频画面；这种旋转形式，最大转角为240度，显示単元所需的数字信号和工作电源，可以通过总线送入到三棱柱内腔，不会出现绞线现象。
全文摘要
本发明公开一种适合户外应用的全彩三面翻转屏广告牌。是由LED全彩显示单元、箱体、面盖、三棱柱、三棱柱旋转顶紧装置、远距离直流供电系统与现有的三面翻动力装置、装饰边框、控制系统、动力系统配合构成。三棱柱最大转角为240度，信号线从旋转顶紧装置进入三棱柱内、不会出现绞线现象。全彩显示单元的基本像素采用红、绿、蓝LED发光单灯组成，基本像素分为实像素和虚拟像素，并采用远距离直流供电技术，解决三棱柱管内走线出现的压差问题。LED全彩显示单元可装入一个紧凑的箱体内，配有光学面盖，整体进行双面灌胶，实现一种适合户外工作环境的三面翻全彩显示屏广告牌。本发明有益效果主要体现是户外应用性能稳定、使用寿命长、色彩效果更真实的优势。
文档编号H02M7/04GK102789749SQ20121019639
公开日2012年11月21日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者方迪勇 申请人:长沙信元电子科技有限公司