一种灯珠运动显示装置
阅读：992发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种灯珠运动显示装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种灯珠运动显示装置，在现有灯珠显示模 块 、灯珠控 制模 块、动 力 模块和旋 转轴 的 基础 上增加旋转 变压器 模块，动力模块主要包括 电机 ，该电机与 旋转轴 直接或间接连接，驱动所述旋转轴旋转。 旋转变压器 模块包括静止电磁模块和旋转电磁模块，其中静止电磁模块包含有激磁线圈和静止 铁 芯；旋转电磁模块包含有励磁线圈和旋转铁芯；激磁线圈通电在所述静止铁芯中产生 磁场 ，并 匝 链所述励磁线圈，能在励磁线圈中感应 电压 ，通过 电路 将励磁线圈的 电能 传送给灯珠显示模块。本发明中的旋转变压器模块能够将电能从静止的模块以非 接触 的形式输送到运动的模块，从而可实现对大功率灯珠运动显示装置的供电。，下面是一种灯珠运动显示装置专利的具体信息内容。
1.一种灯珠运动显示装置，其特征在于，包括：灯珠显示模块、灯珠控制模块、旋转变压器模块和动力模块、旋转轴；
所述动力模块与所述旋转轴直接或间接连接，驱动所述旋转轴旋转：
所述灯珠显示模块和所述灯珠控制模块与所述旋转轴固定在一起并能同步旋转；所述灯珠控制模块与灯珠显示模块之间有电路相连；
所述旋转变压器模块包括静止电磁模块和旋转电磁模块，所述静止电磁模块包含有激磁线圈、静止铁芯；所述旋转电磁模块至少包含有励磁线圈，所述旋转电磁模块与所述旋转轴固定在一起并能同步旋转；所述激磁线圈通电在所述静止铁芯中产生磁场，并匝链所述励磁线圈；
所述励磁线圈通过电路与所述灯珠控制模块相连。
2.如权利要求1所述灯珠运动显示装置，其特征在于，所述旋转变压器模块中的旋转电磁模块包含有旋转铁芯，所述旋转铁芯与所述励磁线圈以及所述旋转轴固定在一起并能同步旋转。
3.如权利要求2所述灯珠运动显示装置，其特征在于，所述旋转铁芯靠近且不接触所述静止铁芯，所述激磁线圈通电在静止铁芯中产生磁场并进入所述旋转铁芯中，所述磁场能够匝链所述励磁线圈。
4.如权利要求1所述灯珠运动显示装置，其特征在于，所述灯珠控制模块中设有整流电路模块。
5.如权利要求1所述灯珠运动显示装置，其特征在于，所述旋转轴上设有中空结构，连接所述励磁线圈和所述灯珠控制模块的电路从所述中空结构中通过。
6.如权利要求1所述灯珠运动显示装置，其特征在于，所述动力模块中包括电机，所述电机给所述旋转轴提供动力。
7.如权利要求6所述灯珠运动显示装置，其特征在于，所述电机直接驱动所述旋转轴旋转。
8.如权利要求7所述灯珠运动显示装置，其特征在于，还包括壳体；所述旋转变压器模块与所述电机共用同一个壳体。
9.如权利要求6所述灯珠运动显示装置，其特征在于，所述动力模块中包括传动机构。
10.如权利要求9所述灯珠运动显示装置，其特征在于，所述传动机构为带式传动、链式传动或齿轮传动。
一种灯珠运动显示装置
技术领域
[0001] 本发明涉及3D旋转显示技术领域，具体涉及一种灯珠运动显示装置。
背景技术
[0002] 近年来随着广告行业和数字显示行业的发展，市场出现一种新颖的全息显示设备是灯珠运动显示装置，其具有透视显示效果，非常酷炫。目前主流全息显示的是灯珠旋转运动，通过旋转若干条能够发光的 LED灯条，并控制灯条上LED的显示，利用人眼的视觉暂留效应(POV)，将LED灯光形成一幅图像或动画，人眼观察时，看到的画面如同悬浮在空中。
[0003] 灯珠运动显示装置包括灯珠显示模块(显示屏)、灯珠控制模块、旋转轴和动力模块，其中动力模块通常是用直流无刷电机(BLDC)，驱动旋转轴旋转。该旋转轴与灯珠显示模块相连，并驱动灯珠显示模块旋转，实现灯珠旋转运动。另外通过灯珠控制模块控制灯珠显示模块的亮显，来实现屏幕显示的效果。
[0004] 现有的LED灯珠运动显示装置多为小型“风扇”结构，结构小，所需电力少，因此其供电结构采用的是无线充电方式，输送的电力很有限，且内部没有导磁的铁芯，磁场效果不佳。但是，若将显示装置越做越大，所需的电能就越多，原有的输电方案就很难提供足够的电能。
发明内容
[0005] 针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种灯珠运动显示装置。
[0006] 本发明公开了一种灯珠运动显示装置，包括：灯珠显示模块、灯珠控制模块、旋转变压器模块和动力模块、旋转轴；所述动力模块与所述旋转轴直接或间接连接，驱动所述旋转轴旋转；所述灯珠显示模块和所述灯珠控制模块与所述旋转轴固定在一起并能同步旋转；所述灯珠控制模块与灯珠显示模块之间有电路相连；所述旋转变压器模块包括静止电磁模块和旋转电磁模块，所述静止电磁模块包含有激磁线圈、静止铁芯；所述旋转电磁模块至少包含有励磁线圈，所述旋转电磁模块与所述旋转轴固定在一起并能同步旋转；所述激磁线圈通电在所述静止铁芯中产生磁场，并匝链所述励磁线圈，若所述磁场是交变的磁场，根据电磁感应原理，在所述的励磁线圈中就会感应出电压；所述励磁线圈通过电路与所述灯珠控制模块相连，将励磁线圈感应的电能输送给灯珠模块为其供电。
[0007] 在本发明中，所述旋转变压器模块的旋转电磁模块中，可以没有铁芯，则所述励磁线圈要与所述旋转轴直接固定在一起并同步旋转；但有些情况下，励磁线圈的机械固定需要加强，以避免离心力带来的机械风险。作为本发明的进一步改进，所述旋转变压器模块中的旋转电磁模块包含有旋转铁芯，所述旋转铁芯与所述励磁线圈以及所述旋转轴同定在一起并能同步旋转。所述旋转铁芯靠近且不接触所述静止铁芯，所述激磁线圈通电在静止铁芯中产生磁场并进入所述旋转铁芯中，所述磁场能够匝链所述励磁线圈，能在励磁线圈中感应出电压。所述的励磁线圈能固定在所述旋转铁芯上，并与所述旋转轴固定在一起。所述旋转铁芯除了具有导磁功能外，还对所述励磁线圈起到机械保护的作用。
[0008] 在本发明中，所述激磁线圈与所述励磁线圈之间的相对位置包括有径向布置或轴向布置，较优地，所述静止铁芯与所述旋转铁芯之间的位置也相应进行径向布置或轴向布置，所述径向布置或轴向布置均是相对于所述旋转轴而言。举例说明，所述径向布置是指，所述激磁线圈与所述励磁线圈沿垂直所述旋转轴的方向分别布置在内圈和外圈，通常所述激磁线圈布置在所述励磁线圈的外圈，相应地所述静止铁芯布置在所述旋转铁芯的外圈。在所述静止铁芯与所述旋转铁芯之间有小气隙，本举例中，所述激磁线圈通电所产生磁场在所述小气隙中以径向方向进出所述静止铁芯和所述旋转铁芯中。
[0009] 在本发明中，所述激磁线圈与所述励磁线圈的数目不限定，可根据实际需要而定。举例说明，所述励磁线圈做成一套，所述激磁线圈可做成两套，可以分别置于所述励磁线圈的左右两侧，轴向布置。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述灯珠控制模块中设有整流电路模块。通常，所述灯珠显示模块需要的供电电源为低压直流电，所述励磁线圈感应出来的电压往往是交流电，需要通过整流电路模块将所述交流电整流成直流电。可将所述的整流电路模块集成在所述的灯珠控制模块中，节省空间。
[0011] 作为本发明的进一步改进，所述旋转轴上设有中空结构，所述中空结构包括但不限于开槽或开孔，连接所述励磁线圈和所述灯珠控制模块的电路从所述中空结构中通过。例如，所述励磁线圈与所述灯珠控制模块之间有轴承或壳体而无法直接布置电路导线时，在旋转轴内设有局部中空或完全贯通的中心孔，能够很好的解决所述电路导线的通路问题。
[0012] 作为本发明的进一步改进，所述动力模块中包括电机，所述电机给所述旋转轴提供动力。所述电机的磁路类型包括但不限于径向磁路结构的电机和轴向磁路结构的电机。电机种类不作限定，通常的永磁同步电机、直流无刷电机(BLDC)、异步电机和直流电机都包含在所述电机的范畴内。
[0013] 作为本发明的进一步改进，所述电机直接驱动所述旋转轴旋转。所述动力模块中的电机包括定子组件和转子组件，其中所述转子组件安装在所述旋转轴上，直接驱动所述旋转轴旋转。进一步改进，还包括壳体；所述旋转变压器模块与所述电机共用同一个壳体。进一步改进，所述旋转变压器模块的静止电磁模块和所述电机的定子组件均安装在所述壳体内。
[0014] 作为本发明的进一步改进，所述动力模块中包括传动机构。所述动力模块中的所述电机并非直接驱动所述旋转轴，而是中间通过所述传动机构，将动力间接传递给所述旋转轴。所述传动机构包括带式传动、链式传动或齿轮传动。比如，传动机构为齿轮传动时，所述传动机构中有齿轮置于所述旋转轴上，通过齿轮机构将电机的驱动力传递给所述旋转轴，驱动所述旋转轴旋转。再比如，所述传动机构为皮带传动时，所述传动机构中有皮带轮置于所述旋转轴上，通过皮带机构将电机的驱动力传递给所述旋转轴，驱动所述旋转轴旋转。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0016] 本发明公开了一种灯珠运动显示装置，在装置内集成了旋转变压器模块，其中旋转变压器模块中的励磁线圈固定在旋转轴上，保证励磁线圈与灯珠显示模块之间相对静止，该励磁线圈能够感应电力，且是旋转的，故所述旋转变压器模块能够将电能从静止电磁模块输送给运动电磁模块，从而可实现对大型灯珠运动显示装置的供电。
[0017] 本发明公开了一种灯珠运动显示装置，能够根据灯珠运动显示装置上的用电量来设计旋转变压器模块的功率，很容易实现大功率供电。此外，能够设计变压器输出端的输出电压，直接输出低压，经过灯珠控制模块的整流电路可给灯珠输送直流电。附图说明
[0018] 图1为本发明一种实施例公开的旋转变压器模块线圈径向布置的灯珠运动显示装置结构示意图；
[0019] 图2为本发明一种实施例公开的旋转变压器模块外置的灯珠运动显示装置结构示意图；
[0020] 图3为本发明一种实施例公开的旋转变压器模块线圈轴向布置的灯珠运动显示装置结构示意图；
[0021] 图4为本发明一种实施例公开的旋转变压器模块无旋转铁芯的灯珠运动显示装置结构示意图；
[0022] 图5为本发明一种实施例公开的具有皮带传动机构的灯珠运动显示装置结构示意图；
[0023] 图6为本发明一种实施例公开的灯珠显示模块的结构示意图。
[0024] 图中：
[0025] 1、灯珠显示模块；2、灯珠控制模块；3、电机定子铁芯；4、电机定子绕组；5、电机转子组件；6、轴承；7、旋转轴；8、壳体；9、激磁线圈；10、励磁线圈；11、静止铁芯；12、旋转铁芯；13、旋转轴上的中空结构；14、励磁线圈和灯珠控制模块之间的连接电路；15、传动机构中的皮带轮；16、传动机构中的皮带；17、独立电机。
具体实施方式
[0026] 为使木发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029] 下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
[0030] 如图1所示，本发明提供一种灯珠运动显示装置的一种实施例，为旋转变压器模块中线圈径向布置的灯珠运动显示装置结构示意图。灯珠运动显示装置包括灯珠显示模块1(显示屏)、灯珠控制模块2、旋转变压器模块、动力模块和旋转轴；
[0031] 其中旋转变压器模块包括静止电磁模块和旋转电磁模块，所述静止电磁模块包括激磁线圈9和静止铁芯11，所述旋转电磁模块包括励磁线圈10和旋转铁芯12。本实施例中，激磁线圈9与励磁线圈10的数目都是1套，且都是环形线圈，其中激磁线圈9为大环形线圈，励磁线圈10为小环形线圈。激磁线圈9 与励磁线圈10为径向布置，即两者沿垂直于旋转轴7的方向上分别布置在内圈与外圈，其中激磁线圈9 套在励磁线圈10的外圈。相应的，静止铁芯11和旋转铁芯12也径向布置，旋转铁芯12靠近且不接触静止铁芯11，在两者之间有小气隙。激磁线圈9和静止铁芯11都固定在壳体8上并静止不动，励磁线圈10 和旋转铁芯12与旋转轴7固定在一起且能随之同步旋转。所述旋转铁芯12除了具有导磁的功能外，还对励磁线圈10起到机械支撑和保护作用。所述激磁线圈9通电在所述静止铁芯11中产生磁场(图中虚线所示)，并能沿径向穿过所述小气隙进入所述旋转铁芯12中，所述磁场能够匝链励磁线圈10并感应出电压。所述励磁线圈10通过电路14与所述灯珠控制模块2相连，励磁线圈10感应的电能输送绘灯珠显示模块1 为其供电。如果灯珠显示模块1需要直流电的供电，则在灯珠控制模块2中设有整流电路模块，能将励磁线圈10感应出来的交流电整流成直流电。
[0032] 所述灯珠显示模块1和所述灯珠控制模块2与所述旋转轴7的轴伸端固定在一起并能同步旋转。所述灯珠控制模块2通过电路与灯珠显示模块1相连，并能够控制灯珠显示模块1的亮显。本实施例中励磁线圈10与灯珠控制模块2之间有轴承6和壳体8而无法直接通过电路，所以在旋转轴7内设有中空结构13 (图中为局部中空的中心孔)，连接所述励磁线圈10和所述灯珠控制模块2的电路14从所述中空结构13 中通过。
[0033] 本实施例中动力模块为电机直接驱动，实施例中的电机类型为径向磁路结构的永磁同步电机，所述电机中包括电机定子组件和电机转子组件5，所述定子组件包括电机定子铁芯3和电机定子绕组4。电机定子组件和电机转子组件5之间径向布置，即电机定子组件和电机转子组件5之间的气隙磁场方向为径向。本实施例中，电机转子组件5与旋转轴7固定在一起，并能驱动旋转轴7旋转，为所述旋转轴7提供动力。木实施例中动力模块中的电机与变压器模块共用同一个壳体8，所述壳体8与旋转轴7之间有左右两副轴承6支撑。
[0034] 如图2所示，本发明提供一种灯珠运动显示装置的一种实施例，为旋转变压器模块外置的灯珠运动显示装置结构示意图。本实施例与图2所示实施例的主要区别在于，旋转变压器模块在电机的壳体8的外部，在励磁线圈10与灯珠控制模块2之间没有轴承或壳体，可直接布置连接电路14。相应的，在旋转轴7内部也没有必要设有中空结构。
[0035] 如图3所示，本发明提供一种灯珠运动显示装置的一种实施例，为旋转变压器模块中线圈轴向布置的灯珠运动显示装置结构示意图。本实施例与图2所示实施例的主要区别在于，激磁线圈9与励磁线圈10 为轴向布置，即两者沿旋转轴7的方向上布置，其中激磁线圈9在励磁线圈10的左侧。相应的，静止铁芯11和旋转铁芯12也沿旋转轴7的方向上布置，旋转铁芯12靠近且不接触静止铁芯11，在两者之间有小气隙。激磁线圈9和静止铁芯11都固定在壳体8上并静止不动，而励磁线圈10和旋转铁芯12与旋转轴7固定在一起且能随之同步旋转。所述激磁线圈9通电在所述静止铁芯11中产生磁场(图中虚线所示)，并沿着轴向穿过所述小气隙进入所述旋转铁芯12中，所述磁场能够匝链励磁线圈10并感应出电压。
[0036] 本实施例中动力模块为电机直接驱动，实施例中的电机类型为轴向磁路结构的永磁同步电机，所述电机中包括电机定子组件和电机转子组件5，所述定子组件包括电机定子铁芯3和电机定子绕组4。电机定子组件和电机转子组件5之间轴向布置，即电机定子组件和电机转子组件5之间的气隙磁场方向为轴向。本实施例中，电机转子组件5与旋转轴7固定在一起并能驱动旋转轴7旋转。
[0037] 如图4所示，本发明提供一种灯珠运动显示装置的一种实施例，为旋转变压器模块中无旋转铁芯的灯珠运动显示装置结构示意图。本实施例与图2所示实施例的主要区别在于，在旋转电磁模块中只有静止铁芯11，而无旋转铁芯。在静止铁芯11中设有小气隙以使励磁线圈10中的连接线或支撑件通过。在本实施例中有一套励磁线圈10和两套激磁线圈9，所述的两套激磁线圈9分别置于所述励磁线圈的左右两侧，为轴向布置。励磁线圈10与旋转轴7固定在一起且能随之同步旋转，所述激磁线圈9通电在所述静止铁芯 11中产生磁场(图中虚线所示)，并穿过所述小气隙进入所述旋转铁芯12中，所述磁场能够匝链励磁线圈 10并感应出电压。
[0038] 如图5所示，本发明提供一种灯珠运动显示装置的一种实施例，为具有皮带传动机构的灯珠运动显示装置结构示意图。本实施例与图2所示实施例的主要区别在于，动力模块为电机通过皮带传动机构间接给旋转轴提供动力。动力模块包括皮带轮15、皮带16和独立电机17，皮带轮15安装在旋转轴7，皮带16 连接旋转轴7和独立电机17，独立电机17的动力通过皮带16传递到皮带轮15上，进而由皮带轮15传递到旋转轴7。本实施例中，旋转变压器模块为独立结构的一个模块，旋转变压器模块中的激磁线圈9和静止铁芯11同定在壳体8的内壁上。
[0039] 图6为本发明一种实施例公开的灯珠显示模块1的结构示意图，实施例中灯珠显示模块1的扇叶为4 片，每片扇叶上有一条LED灯珠。所述灯珠在旋转轴7的带动下旋转，并在灯珠控制模块2的控制下，能在扇叶的旋转平面内显示图像。
[0040] 本发明的优点为：
[0041] 本发明公开了一种灯珠运动显示装置，在装置内集成了旋转变压器模块，其中旋转变压器模块中的励磁线圈固定在旋转轴上，保证励磁线圈与灯珠显示模块之间相对静止，该励磁线圈能够感应电力，且是旋转的，故所述旋转变压器模块能够将电能从静止电磁模块输送给运动电磁模块，从而可实现对大型灯珠运动显示装置的供电。
[0042] 本发明公开了一种灯珠运动显示装置，能够根据灯珠运动显示装置上的用电量来设计旋转变压器模块的功率，很容易实现大功率供电。此外，能够设计变压器输出端的输出电压，直接输出低压，经过灯珠控制模块的整流电路可给灯珠输送直流电。
[0043] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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