基于数字孪生的激光显示设备

文档序号:1936209 发布日期:2021-12-07 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 基于数字孪生的激光显示设备 (Digital twin-based laser display device ) 是由 李伟明 于 2021-09-09 设计创作,主要内容包括:本发明公开了基于数字孪生的激光显示设备,包括壳体,所述壳体的中部固定安装有激光投影仪,所述壳体的一端滑动连接有聚光单元,所述聚光单元包括聚光套管,所述透光片的一侧与激光投影仪的输出端对应设置;所述激光投影仪的外壁套设有导热管,所述导热管的外壁固定连接有散热机构,所述壳体底部的一侧还固定安装有用于调节聚光单元倾斜度的调节机构;本发明在调节时的调节幅度稳定,操作人员对激光投影仪画面畸变的调节操作更加简单,使调节操作更加方便;本发明的散热机构将激光投影仪工作时产生的热量导出,内部的空气流动速度快,降温效果好,能够有效保证激光投影仪长时间工作时的温度稳定。(The invention discloses a laser display device based on digital twins, which comprises a shell, wherein a laser projector is fixedly arranged in the middle of the shell, one end of the shell is connected with a light-gathering unit in a sliding manner, the light-gathering unit comprises a light-gathering sleeve, and one side of a light-transmitting sheet is arranged corresponding to the output end of the laser projector; the outer wall of the laser projector is sleeved with a heat conduction pipe, the outer wall of the heat conduction pipe is fixedly connected with a heat dissipation mechanism, and one side of the bottom of the shell is also fixedly provided with an adjusting mechanism for adjusting the inclination of the light condensation unit; the adjusting range is stable during adjustment, and the operation of adjusting the image distortion of the laser projector by an operator is simpler, so that the adjusting operation is more convenient; the heat dissipation mechanism can conduct out heat generated by the laser projector during working, the internal air flow speed is high, the cooling effect is good, and the temperature stability of the laser projector during long-time working can be effectively ensured.)

基于数字孪生的激光显示设备

技术领域

本发明涉及一种激光显示设备,具体是基于数字孪生的激光显示设备。

背景技术

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生有时候也用来指代将一个工厂的厂房及产线,在没有建造之前,就完成数字化模型。从而在虚拟的赛博空间中对工厂进行仿真和模拟,并将真实参数传给实际的工厂建设。而工房和产线建成之后,在日常的运维中二者继续进行信息交互。

在数字孪生技术进行实际运用时,常常配合激光显示设备将厂房内设备的运行动作状态投影显示出来,方便监察人员分析了解厂区情况,这提高了厂区成体的智能化水平,节约了人力。在这种使用条件下,激光显示设备需要长时间的连续工作使用,而在长时间的使用过程中会产生大量的热,现有的激光显示设备往往只采用单一的散热风扇进行散热,难以满足长时间高效散热需求,且在激光显示设备进行调节移位后,易由于调节幅度的不同产生不同的画面畸变,而不同畸变的修正调节操作较为复杂,给使用者带来较大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供基于数字孪生的激光显示设备,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

基于数字孪生的激光显示设备,包括壳体,所述壳体的中部固定安装有激光投影仪,所述壳体的一端滑动连接有聚光单元,所述聚光单元包括聚光套管,所述聚光套管的中部开设有安装口,所述安装口的内壁固定连接有透光片,所述透光片的一侧与激光投影仪的输出端对应设置;所述激光投影仪的外壁套设有导热管,所述导热管的外壁固定连接有散热机构,所述壳体底部的一侧还固定安装有用于调节聚光单元倾斜度的调节机构。

作为本发明进一步的方案:所述散热机构包括若干个等距排布的导热片,且若干个导热片的底部均与导热管的外壁固定连接,所述导热片的边沿缠绕有制冷管,所述制冷管的一端固定连接有制冷软管,所述制冷软管的一端与外接制冷设备的输出端固定连接。

作为本发明进一步的方案:所述散热机构还包括两个对称设置于激光投影仪两侧的风扇架,两个所述风扇架的内壁均固定安装有导流风扇,所述壳体的内部固定连接有呈螺旋状设置的导流片,所述导流片与壳体内壁围合构成导流腔,两个所述风扇架均设置于导流片与导热片之间空隙位置,且导流风扇的吹风朝向导热片所在方向;若干个所述导热片的中部均开设有通风口。

作为本发明进一步的方案:所述壳体的两侧均固定连接有通风件,所述通风件包括通风罩,所述通风罩的一侧倾斜设置并开设有出风口,且所述通风罩一侧的倾斜角度满足其与壳体侧壁的夹角在30度到45度之间,所述出风口的内壁固定安装有排风扇,所述壳体的两端均穿插连接有侧边风管,两个所述侧边风管的内壁均固定安装有高速风扇,所述高速风扇的出风方向朝向通风罩所在位置,所述壳体的顶部开设有进风口,所述进风口内壁的一侧固定连接有进风盖板,所述进风盖板为网格板,所述进风口内壁的另一侧固定连接有进风隔网。

作为本发明进一步的方案:所述聚光单元还包括调节电机,所述调节电机的一侧与壳体固定连接,所述调节电机的输出端固定连接有调节杆,所述调节杆的中部固定连接有若干个套管齿轮,所述聚光套管内壁的底部开设有若干个套管齿槽,若干个套管齿轮的底部分别与若干个套管齿槽啮合连接;所述聚光套管一端与壳体的内壁滑动连接,聚光套管一端的边沿设置有限位突出部,所述壳体的一端固定连接有对接套环,所述对接套环的内壁开设有滑槽,所述聚光套管的外壁固定连接有滑块,所述滑块的一侧与滑槽滑动连接。

作为本发明进一步的方案:所述聚光套管的两端均固定连接有斜聚光板,所述激光投影仪输出端的两侧均滑动连接有调节聚光板,两个所述调节聚光板的另一端均与聚光套管的内壁转动连接,两个斜聚光板一侧均开设有运动斜槽,所述运动斜槽的倾斜角度满足两个调节聚光板在运动时能够与斜聚光板稳定贴合。

作为本发明进一步的方案:所述调节机构包括倾斜调节板,所述倾斜调节板的中部与壳体的底部转动连接,所述倾斜调节板的底部固定连接有防滑橡胶垫,所述倾斜调节板的顶部固定连接有抵推板,所述抵推板的长度满足在推进齿轮运动到调节齿槽的端部时,抵推板的顶部能够与限位套管发生抵紧;

所述倾斜调节板的顶部滑动连接有调节柱,所述调节柱的一侧开设有调节齿槽,所述调节齿槽的一侧啮合连接有推进齿轮,所述推进齿轮的一侧与齿轮电机的输出端固定连接,所述齿轮电机通过固定架与壳体内壁固定连接,所述固定架的一侧固定连接有限位套管,调节柱滑动连接于限位套管内壁,且限位套管朝向推进齿轮的一侧开设有通槽,推进齿轮通过通槽与调节柱啮合。

作为本发明进一步的方案:所述调节齿槽由若干个调节槽以及若干个等距分布的定位槽组成,且所述定位槽的槽深大于调节槽的槽深;所述推进齿轮的边沿固定连接有若干个大小与调节槽相匹配的调节齿以及若干个大小与定位槽相匹配的定位齿。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过设置聚光单元,以调节电机和调节杆驱动若干个套管齿轮同步进行转动,进而带动聚光套管进行稳定移动;在套管齿轮驱动聚光套管移动时,聚光套管带动聚光调节板移动,使得聚光调节板的角度发生改变,进而实现对激光投影仪投影聚光效果的调节,提高了本装置在不同光照调节下的使用灵活性;

本发明通过设置调节机构,以调节齿与调节槽的配合,使得推进齿轮的转动能够带动倾斜调节板转动,实现对激光统一印投影角度的调节,通过设置定位槽,保证推进齿轮与调节槽的稳定对接,避免调节齿与调节槽的错位,同时由于若干个定位槽等距设置,便于对推进齿轮单次的转动角度进行控制,以保证单次转动带来的调节幅度稳定,使得操作人员对激光投影仪画面畸变的调节操作更加简单,使调节操作更加方便;

本发明通过导热管和导热片,将激光投影仪工作时产生的热量导出,并通过制冷管对热量进行吸收导引,使得导热管和导热片始终保持较低温度,保证激光投影仪长时间工作时的温度稳定,通过设置导流风扇将制冷管附近的温度较低的空气向导热片和导热管方向进行吹送,提高制冷管的降温效果,同时加速壳体内部的空气流动速度提高了散热机构整体的散热效果;侧边风管的一端延伸至通风罩的内腔并与出风口错位设置,避免出风口与侧边风管直接贯通,降低空气流速,减少由出风口进入侧边风管内的灰尘量。

附图说明

图1为本发明的立体图;

图2为本发明壳体的截面图;

图3为本发明聚光单元的俯视截面图;

图4为本发明聚光单元的侧视截面图;

图5为本发明调节机构的结构示意图。

图中:1、壳体;2、激光投影仪;3、聚光套管;4、透光片;5、导热管;6、导热片;7、制冷管;8、导流风扇;9、导流片;10、通风罩;11、排风扇;12、侧边风管;13、高速风扇;14、进风口;15、调节电机;16、调节杆;17、套管齿轮;18、套管齿槽;19、对接套环;20、斜聚光板;21、调节聚光板;22、倾斜调节板;23、抵推板;24、调节柱;25、推进齿轮;26、固定架;27、限位套管;28、调节槽;29、定位槽;30、调节齿;31、定位齿。

具体实施方式

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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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。

请参阅图1-5,本发明实施例中,基于数字孪生的激光显示设备,包括壳体1,壳体1的中部固定安装有激光投影仪2,壳体1的一端滑动连接有聚光单元,聚光单元包括聚光套管3,聚光套管3的中部开设有安装口,安装口的内壁固定连接有透光片4,透光片4的一侧与激光投影仪2的输出端对应设置;激光投影仪2的外壁套设有导热管5,导热管5的外壁固定连接有散热机构,壳体1底部的一侧还固定安装有用于调节聚光单元倾斜度的调节机构。

散热机构包括若干个等距排布的导热片6,且若干个导热片6的底部均与导热管5的外壁固定连接,导热片6的边沿缠绕有制冷管7,制冷管7的一端固定连接有制冷软管,制冷软管的一端与外接制冷设备的输出端固定连接,通过导热管5和导热片6,将激光投影仪2工作时产生的热量导出,并通过制冷管7对热量进行吸收导引,使得导热管5和导热片6始终保持较低温度,保证激光投影仪2长时间工作时的温度稳定。

散热机构还包括两个对称设置于激光投影仪2两侧的风扇架,两个风扇架的内壁均固定安装有导流风扇8,两个风扇架均设置于导流片9与导热片6之间空隙位置,且导流风扇8的吹风朝向导热片6所在方向;若干个导热片6的中部均开设有通风口;通过设置导流风扇8将制冷管7附近的温度较低的空气向导热片6和导热管5方向进行吹送,提高制冷管7的制冷效果,同时加速壳体1内部的空气流动速度;通过在导流片9上开设通风口,减小了导热片6对空气流通的阻碍,提高了导热片6与空气的热交换速度。

壳体1的内部固定连接有呈螺旋状设置的导流片9,导流片9与壳体1内壁围合构成导流腔,导流片9的螺纹方向朝向侧边风管12所在方向;通过导流片9对贴合于壳体1内壁运动的气流进行导引,方便其向侧边风管12所在位置进行运动,同时沿导流腔运动的气流能够对壳体1进行降温。

壳体1的两侧均固定连接有通风件,通风件包括通风罩10,通风罩10的一侧倾斜设置并开设有出风口,出风口的一侧固定连接有防尘过滤网;且通风罩10一侧的倾斜角度满足其与壳体1侧壁的夹角在30度到45度之间,出风口的内壁固定安装有排风扇11;通过设置通风罩10对壳体1两侧边进行防护,壳体1的两端均穿插连接有侧边风管12,两个侧边风管12的内壁均固定安装有高速风扇13,高速风扇13的出风方向朝向通风罩10所在位置,通过设置侧边风管12并在侧边风管12内设置高速风扇13将壳体1内部温度较高的空气排出;壳体1的顶部开设有进风口14,进风口14内壁的一侧固定连接有进风盖板,进风盖板为网格板,所风口内壁的另一侧固定连接有进风隔网,保证壳体1内外空气的正常流通。

侧边风管12的一端延伸至通风罩10的内腔并与出风口错位设置,避免出风口与侧边风管12直接贯通,降低空气流速,减少由出风口进入侧边风管12内的灰尘量。

聚光单元还包括调节电机15,调节电机15的一侧与壳体1固定连接,调节电机15的输出端固定连接有调节杆16,调节杆16的中部固定连接有若干个套管齿轮17,聚光套管3内壁的底部开设有若干个套管齿槽18,通过调节电机15和调节杆16驱动若干个套管齿轮17同步进行转动,由若干个套管齿轮17与若干个套管齿槽18的配合,带动聚光套管3移动,使得聚光套管3的移动更加稳定;

聚光套管3一端与壳体1的内壁滑动连接,聚光套管3一端的边沿设置有限位突出部,壳体1的一端固定连接有对接套环19,对接套环19的内壁开设有滑槽,聚光套管3的外壁固定连接有滑块,滑块的一侧与滑槽滑动连接;聚光套管3的两端均固定连接有斜聚光板20,激光投影仪2输出端的两侧均滑动连接有调节聚光板21,两个调节聚光板21的另一端均与聚光套管3的内壁转动连接,两个斜聚光板20一侧均开设有运动斜槽,运动斜槽的倾斜角度满足两个调节聚光板21在运动时能够与斜聚光板20稳定贴合;在套管齿轮17驱动聚光套管3移动时,聚光套管3带动聚光调节板移动,使得聚光调节板的角度发生改变,进而实现对激光投影仪2投影聚光效果的调节。

调节机构包括倾斜调节板22,倾斜调节板22的中部与壳体1的底部转动连接,倾斜调节板22的底部固定连接有防滑橡胶垫,倾斜调节板22的顶部固定连接有抵推板23,抵推板23的长度满足在推进齿轮25运动到调节槽28的端部时,抵推板23的顶部能够与限位套管27发生抵紧,且倾斜调节板22与壳体1底部的夹角小于60度,以此实现对倾斜调节板22转动角度的限位,避免倾斜调节板22的倾角过大导致其对壳体1的支撑稳定性下降。

倾斜调节板22的顶部滑动连接有调节柱24,调节柱24的一侧开设有调节齿槽,调节齿槽的一侧啮合连接有推进齿轮25,推进齿轮25的一侧与齿轮电机的输出端固定连接,齿轮电机通过固定架26与壳体1内壁固定连接,固定架26的一侧固定连接有限位套管27,调节柱24滑动连接于限位套管27内壁,且限位套管27朝向推进齿轮25的一侧开设有通槽,推进齿轮25通过通槽与调节柱24啮合;通过设置固定架26和限位套管27保证调节柱24在移动过程中的稳定。

调节齿槽由若干个调节槽28以及若干个等距分布的定位槽29组成,且定位槽29的槽深大于调节槽28的槽深,且若干个定位槽29等距布置;推进齿轮25的边沿固定连接有若干个大小与调节槽28相匹配的调节齿30以及若干个大小与定位槽29相匹配的定位齿31,通过调节齿30与调节槽28的配合,使得推进齿轮25的转动能够带动倾斜调节板22转动,通过设置定位槽29,保证推进齿轮25与调节槽28的稳定对接,避免调节齿30与调节槽28的错位,同时由于若干个定位槽29等距设置,便于对推进齿轮25单次的转动角度进行控制。

本发明的工作原理,将本装置安装于使用位置,并固定安装用于显示激光投影内容的幕布,激光投影仪2启动工作,将显示内容投射于幕布上;

激光投影仪2工作时产生的热量传导至导热套管和散热片,外接制冷设备启动,对制冷管7进行降温,进而通过热传导实现对导热片6和导热套管的降温,同时,导流风扇8启动,带动壳体1内气流流动,对散热片和导热套管进行散热,同时便于制冷管7附近的低温空气在整个壳体1内部的流通,提升散热效果;两个侧边风管12内的高速风扇13启动,将壳体1内的空气送入两侧通风罩10内,两侧排风扇11启动将通风罩10内空气向外吹送,外界的空气穿过进风盖板和进风隔网进入壳体1内部,以此实现壳体1内外的气体交换;通过导流片9对贴合于壳体1内壁运动的气流进行导引,方便其向侧边风管12所在位置进行运动,同时沿导流腔运动的气流能够对壳体1进行降温;

当需要对激光投影仪2的聚光效果进行调整时,调节电机15启动带动调节杆16转动,进而带动套管齿轮17和聚光套管3移动,当聚光套管3移动时,牵拉调节聚光板21转动,使其角度发生改变,以实现对激光显示效果的调节;

当需要对激光投影仪2的投影角度进行调节时,齿轮电机启动,带动推进齿轮25转动,推动调节柱24下压,使得倾斜调节板22翻转,带动壳体1一端抬升,实现对激光投影仪2投影角度的调节;在进行调节时,推进齿轮25每次转动的角度相等,调节柱24每次下压的间距与两个定位槽29之间的间距一致,以保证调节幅度的稳定。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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