一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置

技术领域

本发明涉及车载光学显示设备，特别是一种设置有减震机构和位移传感机构和弧度杆变向机构、且丝杆滑座机构采用导轨方式、且转轴采用下沉式连接、使得整体运行平稳精度高且便于控制的转动装置。

背景技术

随着汽车行业的发展，辅助驾驶的技术日新月异，车载抬头显示设备的应用也日益广泛，其结构主要包括发光源、曲面镜、汽车挡风玻璃、眼盒。

车载抬头显示设备显然给驾驶员带来了很多便利，比如查看时速、导航等重要的行车信息时更方便，不用低头就能看到，或者查看汽车的下方、后方也不用扭头、低头，大大方便了驾驶员，更能集中精力驾驶汽车，舒适度也相应增加。

车载抬头显示设备使用过程中，为了适应不同高度的人眼位置或不同的输入图像焦距，需要通过转动装置对曲面镜进行角度调节，该转动装置主要包括转轴机构、及直线行进机构、及直线转弧线机构，现有转动装置的不足有：

1、转动装置应用中，由于车辆在行驶中会产生大小不同的震动和摇晃，而现有转动装置缺乏减震机构或减震效果不佳，特别是固定支架与曲面镜之间采用硬连接，使得车辆的震动和摇晃会通过车身、固定支架传递给曲面镜，进而使得显示图像产生抖动和偏移，影响图像的显示，不能始终保证光学镜片的投影清晰有效，从而影响整体设备的使用效果；

2、由于要达到光学显示设备的高清晰度标准，对转动装置的精度要求相对较高，但现有直线行进机构往往采用简单的直线行进模块，其平衡性、稳定性相对较差，从而影响转动装置的转动调节精准度，不能满足车载抬头显示设备的高清晰度要求；

3、现有转动装置的直线转弧线机构大都采用推杆方式，会出现推杆晃动、运行不稳定、互相干涉的情况，同时容易阻滞，且噪音大、产品使用寿命短，不能满足现有车载抬头显示设备的使用要求；

4、现有转动装置的转轴机构大多稳定性不好，且转轴与转轴座采用常规的螺母紧固方式，转轴容易打滑，同时现有转轴结构间隙度偏大，使得转轴精密性不理想；

5、现有转动装置的直线行进机构一般没有设置位移信息处理装置，使得直线行进机构的位移信息不能及时记录和跟踪，不便于转动装置的及时控制及数据分析，同时由于直线行进机构位移过程中存在惯性，而现有直线行进机构缺乏有效的控制机构，会出现撞机的现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置，该转动装置设置有减震机构和位移传感机构和弧度杆变向机构，同时丝杆滑座机构采用导轨方式且转轴采用下沉式连接方式，使得整体设备运行平稳、精度高，且便于控制。

为了解决上述现有技术问题,本发明的技术方案是:

本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置，所述车载抬头显示光学系统至少包括曲面镜、及固定支架、及用于调节曲面镜角度的转动装置；

作为改进，所述转动装置包括用于连接曲面镜和固定支架且使得曲面镜可转动设置的转轴机构、及设置于曲面镜与固定支架之间的减震机构、及作为直线行进机构的丝杆滑座机构、及与丝杆滑座机构相连接用于直线转弧线的弧度杆变向机构、及与丝杆滑座机构连接用于获取位移信息的位移传感机构；

进一步，所述曲面镜的左右两侧分别与固定支架连接，所述曲面镜的左侧与固定支架之间设置有减震机构，所述减震机构包括减震轴、减震座、减震支架、减震垫片、减震碟片、减震螺母，所述减震轴与减震座采用下沉式防滑连接，所述减震轴包括一侧的卡接帽，所述卡接帽两侧成型为下沉式直边，所述减震座为一成型有多个螺孔的连接板，所述减震座通过螺孔设置螺栓与曲面镜连接，所述连接板的上下中间部位成型有具有水平轴孔的水平轴孔部，所述连接板的水平轴孔部相对侧为凹槽部，所述水平轴孔部的外侧成型有与减震轴卡接帽相适应的卡接槽，所述减震轴穿过连接板的水平轴孔，所述卡接帽嵌置于卡接槽中，所述减震机构还包括一旋转轴，所述旋转轴的一端成型为螺杆部，所述旋转轴的另一端与减震轴远离卡接帽一端转动连接，所述减震支架包括一成型有多个螺孔的连接板、及设置于连接板中间位置且成型有水平轴孔的耳板，所述减震支架通过连接板的螺孔设置螺栓与固定支架相连接，所述旋转轴的螺杆部穿过减震支架的水平轴孔，所述旋转轴螺杆部位于水平轴孔外侧的位置设置减震螺母，通过紧固减震螺母将旋转轴与耳板固定连接，所述减震支架的耳板处于减震座的凹槽部中，所述旋转轴上且位于减震支架的水平轴孔的两侧分别套设有一减震垫片，所述水平轴孔外侧的减震垫片处于水平轴孔与减震螺母之间，所述减震轴上且位于减震座的水平轴孔部的内侧套设有一减震垫片，所述减震轴上且位于减震座的水平轴孔部与减震支架的水平轴孔之间还套设有多片减震碟片，多片所述减震碟片设置于减震垫片中间，所述减震碟片为浅锥形壳体；

优选地，所述减震碟片为四片，四片所述减震碟片分成两组设置，每组的减震碟片开口相对设置，所述减震轴、减震座、减震支架采用不锈钢材质制成。

进一步，所述曲面镜的右侧与固定支架之间设置有转轴机构，所述转轴机构包括转轴、转轴座、螺母、转轴支架，所述转轴与转轴座采用下沉式连接方式，所述转轴的一端成型有卡接帽，另一端为轴杆，所述卡接帽成型有下沉式直边，所述转轴座为一成型有多个螺孔的连接板，所述转轴座通过连接板的螺孔设置螺栓与曲面镜连接，所述连接板的上下中间部位成型有水平轴孔，所述水平轴孔的外侧成型有与转轴卡接帽相适应的卡接槽，所述转轴支架包括一成型有多个螺孔的连接板、及设置于连接板中间位置且成型有水平轴孔的耳板，所述转轴支架通过连接板的螺孔设置螺栓与固定支架相连接，所述转轴穿过转轴座的水平轴孔和转轴支架的水平轴孔，所述转轴远离卡接帽的一端与螺母连接，所述转轴卡接帽嵌置于转轴座的卡接槽中，所述转轴和转轴座和曲面镜以转轴支架水平轴孔的轴心为中心转动；

优选地，所述转轴、转轴座、转轴支架采用不锈钢制成，所述固定支架为一体式结构。

进一步，所述丝杆滑座机构包括底座、丝杆、丝杆套、轨道、传动座、两套轴承、滑动座，所述底座的左侧竖直设置有轴承支架，所述底座的右侧设置有电机支架，所述电机支架上水平固定设置有电机，所述电机支架成型有水平通孔，所述电机包括输出轴，所述输出轴穿过电机支架的水平通孔与丝杆右端一体式连接，所述轨道下端为长方形嵌置部，所述轨道前后两侧靠近上端面的位置分别成型有左右向凹槽，且所述轨道上端为凹槽型轨道，所述滑动座下端成型有与凹槽型轨道相适应的轨道槽体，所述底座上端中间成型有与轨道下端的长方形嵌置部相适应的左右向槽体，所述轨道下端嵌置于底座的左右向槽体中且左右卡止设置，所述轨道上端的凹槽型轨道嵌置于滑动座下端的轨道槽体中且左右滑动设置，所述传动座下端成型为与滑动座上端相适应的卡槽，所述滑动座上端卡设于传动座下端的卡槽中，所述传动座成型有左右向通孔，所述传动座左右向通孔的右端与丝杆套左端相适应，所述丝杆套左端水平嵌置于传动座右端，所述丝杆套并通过螺孔螺栓与传动座相连接，两套所述轴承设置于轴承支架中，所述丝杆套成型为与丝杆外螺纹匹配的内螺纹结构，所述丝杆与丝杆套通过螺纹配合，所述丝杆向左穿过丝杆套，并穿过传动座的左右向通孔，所述丝杆的左端转动设置于两套轴承中；所述传动座与底座还分别成型有相对应的销孔，所述丝杆滑座机构还包括原点定位销，传动座通过滑动座左右移动且当传动座的销孔对准底座的销孔时，将原点定位销穿过传动座的销孔并插入底座的销孔，实现丝杆滑座装置的原点定位功能。

优选地，所述轨道上端的左右向凹槽的横截面的内侧为弧形，所述丝杆位于两套轴承的外侧位置连接有螺母。

进一步，所述弧度杆变向装置包括弧度杆、两个轴承、轴承座、转盘、转盘轴，所述弧度杆包括上端的连接板、及下端的杆体，所述丝杆滑座机构至少包括传动座，所述转盘轴的一端与丝杆滑座机构的传动座连接，所述转盘可转动设置于转盘轴的另一端，所述转盘的上端固定轴承座，所述轴承座可转动设置两个轴承，所述弧度杆的杆体下端夹设于两个轴承之间，所述弧度杆的连接板与曲面镜固定连接。

进一步，所述位移传感机构包括传动杆、位移传感器、制动开关、PCB电路板、位置调节器，所述传动杆包括成型有多个螺孔的连接板、及设置于连接板一侧的连接杆，所述连接杆的下端成型有轴孔，所述传动杆的连接板的螺孔设置螺栓与丝杆滑座机构连接，所述位移传感器设置于丝杆滑座机构的外侧，所述位移传感器包括拉杆，所述拉杆在位移传感器中左右移动设置，所述拉杆设置有位置调节器，所述位置调节器包括拉杆外侧端的螺杆部、及两螺母，所述拉杆穿过传动杆的连接杆的轴孔,所述拉杆位于轴孔的两侧分别设置有一螺母，通过调节两个螺母的位置实现传动杆在拉杆上的位置调节，所述位移传感器的左侧还设置PCB电路板，所述PCB电路板上设置有制动开关，所述制动开关设置在传动杆的连接杆的行进路径上，当传动杆超过行程触发，所述位移传感器与PCB电路板电连接，丝杆滑座机构将位移信息依次传递给传动杆、拉杆，并由位移传感器获取拉杆的位移信息，位移传感器获取的位移信息通过PCB电路板处理，从而可实现位移信息的记录和输出。

优选地，所述PCB电路板包括位移信息处理电路，所述PCB电路板还与计算机电连接，位移信息通过PCB电路板的位移信息处理电路处理并传送给计算机，由计算机根据位移信息进行控制及数据分析，所述丝杆滑座机构至少包括传动座，所述传动杆的连接板的螺孔设置螺栓与传动座连接。

该转动装置的减震机构的减震轴和左边旋转轴同轴，在一体式固定支架的作用下形成稳定的旋转轴心，同时起旋转轴右轴的作用，减震轴和减震座相连，配合采用下沉式防滑连接，防止减震轴和减震座相互打滑，使转动失效。

该转动装置的丝杆滑座机构由电机驱动，通过电机输出轴与丝杆一体式转动，带动丝杆套和传动座和滑动座在轨道上左右移动。

该转动装置的弧度杆变向机构由丝杆滑座机构驱动，通过传动座带动转盘轴左右移动，由于弧度杆的杆体夹在两个轴承中间，使得转盘以转盘轴为中心转动，同时转盘反作用力通过轴承支架和轴承传递到弧度杆上，带动弧度杆和曲面镜转动，实现曲面镜的转动调节。

该转动装置的位移传感机构的工作过程为：由直线行进机构将位移信息依次传递给传动杆、拉杆，并由位移传感器获取拉杆的位移信息，位移传感器获取的位移信息通过PCB电路板处理，从而可实现位移信息的记录和输出，由计算机根据位移信息进行控制及数据分析。

本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置,其有益效果有：

1、设置有减震机构，能较好的缓冲车辆的震动和摇晃，能保证抬头显示设备的图像显示始终清晰有效，减震轴和减震座采用下沉式连接，能防止减震轴和减震座相互打滑，使转动失效，减震机构构件均采用不锈钢材质，间隙设计精准，而且不锈钢有很好的自润滑性，从而保证显示设备不会因间隙产生摇晃；

2、丝杆滑座机构的传动座下方设置有滑动座和轨道，且电机输出轴与丝杆采用一体式连接，保证了丝杆旋转的精度，二者一体后安装在电机支架上，另一端安装两套轴承嵌入在轴承支架上，保证丝杆运行的稳定性和精密性，设置有原点定位销，方便软件识别起始位置和具有复位功能；

3、设置弧度杆变向机构，采用双轴承与弧度杆相配合且采用开放式连接，轴承和弧度杆设计了精密配合，利用轴承摩擦力小、耐磨、自润性好的特点，解决了常规的推杆晃动不稳定、互相干涉、噪音大、寿命短的问题，延长了产品寿命，且噪音小、稳定性高，轴承、轴承支架、转盘、转盘轴组成一个转盘系统，使得弧度杆变向运行顺畅；

4、转轴机构的转轴、转轴座、转轴支架均采用不锈钢制作，有利于设计时，间隙小、精密性高、稳定性好，转轴和转轴座配合采用下沉式结构，防止转轴和转轴座同时转动打滑的现象；

5、丝杆滑座机构连接有该位移传感机构，设置有位移传感器，能记录并输出丝杆滑座机构的位移信息，便于转动装置的及时控制及数据分析，同时增设制动开关，超过行程就会触发有效的制动控制，能保证产品的安全；

6、整体设备运行平稳、精度高，且便于控制。

附图说明

图1，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的总装立体图；

图2，为图1所示实施例的右视图；

图3，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的转轴机构的拆分图；

图4，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的转轴机构的组装结构图；

图5，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的减震机构的拆分图一；

图6，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的减震机构的装配结构图；

图7，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的减震机构的拆分图二；

图8，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的丝杆滑座机构的拆分图；

图9，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的丝杆滑座机构的组装图；

图10，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的弧度杆变向机构的拆分图；

图11，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的弧度杆变向机构的组装图；

图12，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的位移传感机构的拆分图；

图13，为本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置的位移传感机构的组装图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例：

如图1~图 13，本发明一种用于车载抬头显示光学系统的转动装置，所述车载抬头显示光学系统至少包括曲面镜101、及固定支架102、及用于调节曲面镜角度的转动装置100；

作为改进，所述转动装置100包括用于连接曲面镜和固定支架且使得曲面镜可转动设置的转轴机构1、及设置于曲面镜与固定支架之间的减震机构2、及作为直线行进机构的丝杆滑座机构3、及与丝杆滑座机构相连接用于直线转弧线的弧度杆变向机构4、及与丝杆滑座机构连接用于获取位移信息的位移传感机构5；

进一步，所述曲面镜101的左右两侧分别与固定支架102连接，所述曲面镜的左侧与固定支架之间设置有减震机构2，

所述减震机构2包括减震轴21、减震座22、减震支架23、减震垫片24、减震碟片25、减震螺母26，所述减震轴与减震座采用下沉式防滑连接，所述减震轴21包括一侧的卡接帽211，所述卡接帽两侧成型为下沉式直边，所述减震座22为一成型有多个螺孔的连接板221，所述减震座通过螺孔设置螺栓与曲面镜连接，所述连接板的上下中间部位成型有具有水平轴孔的水平轴孔部222，所述连接板的水平轴孔部相对侧为凹槽部，所述水平轴孔部的外侧成型有与减震轴卡接帽相适应的卡接槽223，所述减震轴穿过连接板的水平轴孔，所述卡接帽嵌置于卡接槽中，所述减震机构还包括一旋转轴27，所述旋转轴的一端成型为螺杆部，所述旋转轴的另一端与减震轴远离卡接帽一端转动连接，所述减震支架23包括一成型有多个螺孔的连接板231、及设置于连接板中间位置且成型有水平轴孔的耳板232，所述减震支架通过连接板的螺孔设置螺栓与固定支架相连接，所述旋转轴的螺杆部穿过减震支架的水平轴孔，所述旋转轴螺杆部位于水平轴孔外侧的位置设置减震螺母26，通过紧固减震螺母将旋转轴与耳板固定连接，所述减震支架的耳板处于减震座的凹槽部中，所述旋转轴27上且位于减震支架的水平轴孔的两侧分别套设有一减震垫片24，所述水平轴孔外侧的减震垫片处于水平轴孔与减震螺母之间，所述减震轴上且位于减震座的水平轴孔部的内侧套设有一减震垫片，所述减震轴上且位于减震座的水平轴孔部与减震支架的水平轴孔之间还套设有多片减震碟片25，多片所述减震碟片设置于减震垫片中间，所述减震碟片为浅锥形壳体；

优选地，所述减震碟片为四片，四片所述减震碟片分成两组设置，每组的减震碟片开口相对设置，所述减震轴、减震座、减震支架采用不锈钢材质制成。

进一步，所述曲面镜101的右侧与固定支架102之间设置有转轴机构1，所述转轴机构1包括转轴11、转轴座12、螺母13、转轴支架14，所述转轴与转轴座采用下沉式连接方式，所述转轴的一端成型有卡接帽111，另一端为轴杆112，所述卡接帽成型有下沉式直边，所述转轴座12为一成型有多个螺孔的连接板121，所述转轴座通过连接板的螺孔设置螺栓与曲面镜连接，所述连接板的上下中间部位成型有水平轴孔122，所述水平轴孔的外侧成型有与转轴卡接帽相适应的卡接槽123，所述转轴支架14包括一成型有多个螺孔的连接板141、及设置于连接板中间位置且成型有水平轴孔的耳板142，所述转轴支架通过连接板的螺孔设置螺栓与固定支架相连接，所述转轴穿过转轴座的水平轴孔和转轴支架的水平轴孔，所述转轴11远离卡接帽的一端与螺母13连接，所述转轴卡接帽嵌置于转轴座的卡接槽中，所述转轴和转轴座和曲面镜以转轴支架水平轴孔的轴心为中心转动；

优选地，所述转轴、转轴座、转轴支架采用不锈钢制成，所述固定支架为一体式结构。

进一步，所述丝杆滑座机构3包括底座31、丝杆32、丝杆套33、轨道34、传动座35、两套轴承36、滑动座39，所述底座31的左侧竖直设置有轴承支架37，所述底座的右侧设置有电机支架38，所述电机支架上水平固定设置有电机38a，所述电机支架成型有水平通孔，所述电机包括输出轴，所述输出轴穿过电机支架的水平通孔与丝杆32右端一体式连接，所述轨道34下端为长方形嵌置部，所述轨道前后两侧靠近上端面的位置分别成型有左右向凹槽，且所述轨道上端为凹槽型轨道341，所述滑动座下端成型有与凹槽型轨道相适应的轨道槽体391，所述底座31上端中间成型有与轨道下端的长方形嵌置部相适应的左右向槽体，所述轨道下端嵌置于底座的左右向槽体中且左右卡止设置，所述轨道上端的凹槽型轨道嵌置于滑动座下端的轨道槽体中且左右滑动设置，所述传动座下端成型为与滑动座上端相适应的卡槽，所述滑动座上端卡设于传动座下端的卡槽中，所述传动座35成型有左右向通孔，所述传动座左右向通孔的右端与丝杆套33左端相适应，所述丝杆套左端水平嵌置于传动座右端，所述丝杆套并通过螺孔螺栓与传动座相连接，两套所述轴承36设置于轴承支架37中，所述丝杆套成型为与丝杆外螺纹匹配的内螺纹结构，所述丝杆与丝杆套通过螺纹配合，所述丝杆向左穿过丝杆套，并穿过传动座的左右向通孔，所述丝杆的左端转动设置于两套轴承中,所述传动座35与底座31还分别成型有相对应的销孔31a，所述丝杆滑座机构还包括原点定位销31b，传动座通过滑动座左右移动且当传动座的销孔对准底座的销孔时，将原点定位销穿过传动座的销孔并插入底座的销孔，实现丝杆滑座装置的原点定位功能。

优选地，所述轨道上端的左右向凹槽的横截面的内侧为弧形，所述丝杆位于两套轴承的外侧位置连接有螺母32a。

进一步，所述弧度杆变向机构4包括弧度杆41、两个轴承42、轴承座43、转盘44、转盘轴45，所述弧度杆41包括上端的连接板411、及下端的杆体412，所述丝杆滑座机构至少包括传动座，所述转盘轴45的一端与丝杆滑座机构的传动座连接，所述转盘可转动设置于转盘轴的另一端，所述转盘的上端固定轴承座，所述轴承座可转动设置两个轴承，所述弧度杆的杆体下端夹设于两个轴承之间，所述弧度杆41的连接板与曲面镜固定连接。

进一步，所述位移传感机构5包括传动杆51、位移传感器52、制动开关53、PCB电路板54、位置调节器，所述传动杆51包括成型有多个螺孔的连接板511、及设置于连接板一侧的连接杆512，所述连接杆的下端成型有轴孔，所述传动杆的连接板的螺孔设置螺栓与丝杆滑座机构3连接，所述位移传感器52设置于丝杆滑座机构的外侧，所述位移传感器52包括拉杆521，所述拉杆在位移传感器中左右移动设置，所述拉杆设置有位置调节器，所述位置调节器包括拉杆外侧端的螺杆部521a、及两螺母55，所述拉杆穿过传动杆的连接杆的轴孔,所述拉杆位于轴孔的两侧分别设置有一螺母，通过调节两个螺母的位置实现传动杆在拉杆上的位置调节，所述位移传感器52的左侧还设置PCB电路板54，所述PCB电路板上设置有制动开关，所述制动开关设置在传动杆的连接杆的行进路径上，当传动杆超过行程触发，所述位移传感器与PCB电路板电连接，丝杆滑座机构将位移信息依次传递给传动杆、拉杆，并由位移传感器获取拉杆的位移信息，位移传感器获取的位移信息通过PCB电路板处理，从而可实现位移信息的记录和输出。

优选地，所述PCB电路板包括位移信息处理电路，所述PCB电路板还与计算机电连接，位移信息通过PCB电路板的位移信息处理电路处理并传送给计算机，由计算机根据位移信息进行控制及数据分析，所述丝杆滑座机构3至少包括传动座，所述传动杆的连接板的螺孔设置螺栓与传动座连接。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。