一种用于单屏平动体积显示的轴向减振装置

技术领域

本发明涉及机械振动领域的一种单屏平动的机械减振装置和方法，尤其是涉及高速运动情况下的用于单屏平动体积显示的机械轴向减振装置和方法。

背景技术

已公开的单屏平动体积显示装置像屏构件，参考专利CN108769663A。

优点是允许大小一致且分布均匀的体素，适合三维图像的精确显示并实现惯性力平衡具备较大的显示空间的占空比与显示时间的占空比。

缺点是像屏构件在像屏构件侧面平面方向上做圆周平动，由于装置的中间部分用于放置与机架固连的光学投影装置，因此像屏构件只能采用中空的“U“形结构，难以形成轴向的约束；且像屏构件仅通过4个滚动轴承安装在曲柄上，滚动轴承能在径向上提供很好的支撑效果，但其在轴向方向约束不严格，尤其是像屏构件下方中部的位置振幅最大，在高速运转的情况下会产生振动与噪声。

发明内容

为了克服背景技术领域中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于单屏平动体积显示的轴向减振方法，以提高单屏平动体积显示装置在实际使用中的平稳性，解决单屏平动体积显示装置轴向振动的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括曲柄、滚动轴承、像屏构件；像屏构件的两端通过曲柄和滚动轴承铰接安装，像屏构件呈U形；还包括减振支架和消振轮机构，在像屏构件U形的两个分支部之间设置有减振支架，且减振支架横跨设置于像屏构件U形的两个分支部，减振支架的每端和像屏构件之间通过消振轮机构连接。

本发明所述的轴向是指像屏构件旋转时的旋转轴所在的轴向。

所述的减振支架包括连接板和两个支架组；两个支架组分别设置在像屏构件U形的两个分支部处，两个支架组之间通过连接板连接成一体；每个支架组包括了外支板和内支板，外支板和内支板分别布置在像屏构件U形一端的构件板/构件横梁的两侧，且在像屏构件U形一端的构件板/构件横梁上安装消振轮机构，消振轮机构和外支板、内支板分别滚动连接。

所述的消振轮机构包括中心轴承、滚轮轴、调位装置、端盖、连接叉和消振轮；连接叉底部固定在像屏构件U形一端上，连接叉上部开设有平行于轴向的通孔，滚轮轴通过中心轴承活动套装在通孔中并设置端盖轴向定位安装，滚轮轴的两端均开设有凹槽，使得滚轮轴两端的端部均形成U形，小轴的两端均通过调位装置可调节安装位置地支撑安装于滚轮轴两端端部的U形的两个分支部上开设的内孔中，同时消振轮通过包塑轴承活动套装在小轴的中部外，消振轮和外支板/内支板滚动接触连接。

所述的调位装置为螺栓，螺栓穿过小轴端部的孔后插装到滚轮轴端部的分支部的螺纹孔中。

所述的小轴平行于轴向，通过调位装置可调节小轴沿轴向的安装位置，进而产生不同的轴向压力施加到外支板/内支板。

本发明是在单屏平动体积显示装置的像屏构件上固连有一套消振轮机构，在消振轮机构两侧分别安装有与单屏平动体积显示装置机架固连的内外支板，支板与消振轮机构紧密接触产生轴向压力，使得像屏构件受到轴向约束。

所述的消振轮机构与像屏构件通过螺栓固连，主要由连接叉、滚轮轴、位于滚轮轴上的中心轴承和与中心轴承垂直布置的包塑轴承构成，呈对称结构。滚轮轴安装在连接叉的轴孔里，中心轴承安装在滚轮轴上，与滚轮轴同轴心。包塑轴承与中心轴承垂直布置，通过小轴安装在滚轮轴上。

产生轴向压力的方法是：通过调位装置在安装时实现对消振轮机构包塑轴承的调位，包塑轴承与减振支架内外支板的紧密接触产生轴向压力。包塑轴承与中心轴承之间有微小的偏心，在消振轮机构随像屏配重进行圆周运动时，产生一定的力矩，保证包塑轴承始终与像屏构件的运动方向一致。

本发明的消振轮固定在单屏平动体积显示装置像屏构件上，跟随像屏构件一起作圆周平动；减振支架与单屏平动体积显示装置机架固定；减振支架的内、外支板分布在消振轮两侧，与消振轮轴向接触并产生约束。

本发明利用调位装置调节消振轮机构中包塑轴承的位置，实现包塑轴承与减振支架内外支板的紧密接触，从而实现对平动扫描式真三维体积显示装置中像屏构件的轴向约束，减小单屏平动体积显示装置高速运转时像屏机构的轴向振动与噪声。

本发明具有的有益效果是：

本发明采用消振轮机构与减振支架在单屏平动体积显示装置的像屏构件与机架之间增加了一个轴向的约束，这将克服单独使用轴承进行轴向约束导致的刚性太差的问题，从而显著减少机构的振动，从而减少机构的运行噪声，在单屏平动体积显示减振领域具有良好的应用前景。

本发明具有稳定性强、振动噪声低、结构简单、方便调试和维护简单的特点。

附图说明

图1是用于单屏平动体积显示的轴向减振装置。

图2是用于单屏平动体积显示的轴向减振装置结构示意图。

图3是本发明中消振轮机构的结构示意图。

图4是本发明中减振支架的结构示意图。

图中：1、曲柄，2、滚动轴承，3、像屏构件，4、机架，5、光学投影设备，，6、消振轮机构，7、减振支架，8、中心轴承，9、滚轮轴，10、调位装置，11、小轴，12、包塑轴承，13、端盖，14、连接叉，15、连接板16、外支板，17、内支板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图2-图3所示，装置包括曲柄1、滚动轴承2、像屏构件3、消振轮机构6、减振支架7、中心轴承8、滚轮轴9、调位装置10、小轴11、包塑轴承12、端盖13、连接叉14、连接板15、外支板16和内支板17。

如图1所示，像屏构件3的两端通过曲柄1和滚动轴承2铰接安装，像屏构件3呈U形；像屏构件3U形内安装有投影仪等光学投影设备5等部件，像屏构件3U形的中部外表面设置显示屏。曲柄1一端与机架4通过轴承连接，曲柄1另一端与像屏构件3通过滚动轴承2相连，通常在电机等动力输入设备的带动下，曲柄1绕与机架4相连的一端作高速旋转，进而与曲柄1另一端相连的像屏构件3带动显示屏做圆周平动高速旋转，在高速旋转过程中显示屏显示的界面发生变化，进而实现体积显示。由于像屏构件3U形内部安装有与机架4固定的光学投影设备5，在像屏构件3做圆周平动的过程中，如果直接将像屏构件3下端连接起来形成轴向约束，在运动过程中会与光学投影设备5形成干涉。

具体地，像屏构件3两端的两侧均通过相同的铰接组件安装，每个铰接组件均包括曲柄1和滚动轴承2，曲柄1的一端通过滚动轴承2铰接在像屏构件3侧面的孔中另一端铰接于固定位置的铰接处。这样使得像屏构件3两端均通过各自的两个铰接组件形成平行四边形的旋转连接。机架4、曲柄1、像屏构件3构成双曲柄机构，其中像屏构件3是双曲柄机构中的连杆。

其特征在于：还包括减振支架7和消振轮机构6，在像屏构件3U形的两个分支部之间设置有减振支架7，且减振支架7横跨设置于像屏构件3U形的两个分支部，减振支架7的每端和像屏构件3之间通过消振轮机构6连接。

减振支架7包括连接板15和两个支架组；两个支架组分别设置在像屏构件3U形的两个分支部处，两个支架组之间通过横跨像屏构件3两端的连接板15连接成一体；在像屏构件3U形的每一端，每个支架组包括了外支板16和内支板17，外支板16和内支板17分别布置在像屏构件3U形一端的构件板/构件横梁的两侧，且在像屏构件3U形一端的构件板/构件横梁上安装消振轮机构6，消振轮机构6和外支板16、内支板17分别滚动连接。

具体地，两个支架组的外支板16和内支板1、均通过连接板15连接成一体。

消振轮机构6包括中心轴承8、滚轮轴9、调位装置10、端盖13、连接叉14和消振轮；连接叉14底部固定在像屏构件3U形一端的构件板/构件横梁上，连接叉14上部开设有平行于轴向的、即平行于像屏构件3U形两端之间连线的通孔，滚轮轴9通过中心轴承8活动套装在通孔中并设置端盖13轴向定位安装，滚轮轴9的两端均开设有凹槽，使得滚轮轴9两端的端部均形成U形，小轴11的两端均通过调位装置10可调节安装位置地支撑安装于滚轮轴9两端端部的П形的两个分支部上开设的内孔中，同时消振轮通过包塑轴承12活动套装在小轴11的中部外，消振轮和外支板16/内支板17滚动接触连接。

调位装置10可以为螺栓，螺栓穿过小轴11端部的孔后插装到滚轮轴9端部的分支部的螺纹孔中。

小轴11平行于轴向，即平行于像屏构件3U形两端之间连线，通过调位装置10可调节小轴11沿轴向的安装位置，进而产生不同的轴向压力施加到外支板16/内支板17，实现轴向减振压力的调节。

图3是本发明中消振轮机构6的结构示意图，主要由连接叉14、滚轮轴9、位于滚轮轴9上的中心轴承8和与中心轴承8垂直布置的包塑轴承12构成，呈对称结构。滚轮轴9安装在连接叉14的轴孔里，中心轴承8安装在滚轮轴9上，与滚轮轴9同轴心。包塑轴承12的轴向与中心轴承8的轴向垂直布置，通过小轴11安装在滚轮轴9上。

图4是本发明中减振支架7的结构示意图，由于消振轮机构6随像屏构件3作圆周平动，且内支板17与外支板16需要与消振轮机构+保持紧密接触并提供轴向压力，出于减轻重量并方便安装的考虑，内支板17与外支板16均加工成环形。内支板16、7、外支板16通过螺栓连接可与机架固定在一起。

本发明的工作过程原理情况是：

像屏构件3通过曲柄2做圆周平动，像屏构件3上固连有消振轮机构6，外支板16与内支板17通过螺栓连接与机架固定，外支板16与内支板17分布在消振轮机构6两侧，并与消振轮机构6紧密接触产生轴向压力，使得像屏构件3受到轴向约束，从而减小像屏机构件3在高速运转情况下的轴向晃动。

并且本发明采用的约束在空间上避开了光学投影装置，光路未受到影响，因此本发明在不影响单屏平动位图式体积显示装置成像效果的基础上实现对其像屏构件的轴向约束。

具体实施中，通过调位装置10定位小轴11在滚轮轴9轴孔内的位置，进而定位安装在小轴11上包塑轴承12在滚轮轴9轴向上的位置，从而产生内外支板16、17与消振轮机构6的轴向压力。

包塑轴承12与中心轴承8之间有微小的偏心，在消振轮机构6随像屏构件3进行圆周运动时，产生一定的力矩，保证包塑轴承12始终与消振轮机构6运动方向一致。