戶外LED顯示屏的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王振相

摘要：隨著社會(huì)進(jìn)步，電子LED顯示屏應(yīng)用越來越廣泛，且使用的面積也越來越大，尤其戶外顯示屏，其重量輕，施工快速，運(yùn)輸便捷，良好的防護(hù)等級(jí)都是一款好產(chǎn)品所必須的特點(diǎn)。本文通過設(shè)計(jì)一種帶加強(qiáng)面罩結(jié)構(gòu)的LED顯示模塊，使其具有良好的防護(hù)等級(jí);通過使用型材作為L(zhǎng)ED顯示屏箱體的骨架，然后再通過在型材上固定面板的結(jié)構(gòu)方式，提高了LED箱體的強(qiáng)度、組裝效率和精度等;通過LED箱體預(yù)安裝連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使LED顯示屏安裝和拆卸簡(jiǎn)便和快捷。

關(guān)鍵詞：LED顯示屏;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

0引言

LED顯示屏是集電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、光電技術(shù)的綜合產(chǎn)品，可充分用于多媒體信息發(fā)布。目前LED 顯示屏在市場(chǎng)上的應(yīng)用越來越廣泛，特別是大型LED顯示屏的應(yīng)用如廣告顯示牌、綜藝舞臺(tái)演出等類型的顯示屏及租賃顯示屏，都是由多個(gè)小型LED 顯示屏箱體組成的大型LED 顯示屏，由于演出會(huì)場(chǎng)的流動(dòng)性，通常用于演出用的顯示屏均由LED 顯示屏用箱體結(jié)構(gòu)組成，必須具備輕便、易于拆裝、拼接方便、良好的防護(hù)等級(jí)、防雨、抗風(fēng)的特點(diǎn)。

現(xiàn)有的LED顯示屏自下而上包括基體層、主板層和面罩層。LED燈珠陣列在主板層上，相鄰的LED燈珠之間留空有間隙，面罩層與間隙的形狀相適配，能夠起到保護(hù)LED燈珠的作用。但由于面罩層僅通過螺釘與主板層固定連接，其邊角容易發(fā)生翹起，所以當(dāng)LED顯示屏發(fā)生輕微碰撞時(shí)，現(xiàn)有的面罩無法很好地保護(hù)LED燈珠。

此外，常見的LED顯示屏是由多個(gè)顯示模塊拼接而成，每個(gè)顯示模塊包括LED板、箱體和電子元件，LED板設(shè)置在箱體外側(cè)的正面，電子元件設(shè)置在箱體內(nèi)，箱體側(cè)面設(shè)有快速鎖定機(jī)構(gòu)，各個(gè)顯示模塊之間通過快速鎖定機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)拼接。由于現(xiàn)有的安裝過程是由上往下逐一拼接的，在安裝過程中一直需要人手托持顯示模塊，所以在拼接LED顯示屏?xí)r由兩人合作，一人負(fù)責(zé)托住箱體，另一人操作快速鎖定機(jī)構(gòu)。但是由于箱體內(nèi)部集成了大量電子元件，較為沉重，長(zhǎng)時(shí)間托持箱體可能會(huì)出現(xiàn)失手滑落的危險(xiǎn)。同時(shí)，現(xiàn)有的箱體要么采用一體澆筑而成或者是通過將鈑金折彎而成，但是無論是哪種結(jié)構(gòu)的箱體，都無法完全滿足市場(chǎng)的需求，一體澆筑而成的箱體過于笨重，而通過鈑金折彎而成的箱體強(qiáng)度低而且尺寸公差大，往往給組裝時(shí)帶來很大的麻煩。

如何簡(jiǎn)化箱體的結(jié)構(gòu)，以提高箱體和顯示模塊的安裝效率是現(xiàn)有戶外顯示屏需要解決的問題。

1 LED顯示屏裝置設(shè)置思路

（1）為了使戶外LED顯示屏具有良好的防護(hù)等級(jí)，本文設(shè)計(jì)了帶加強(qiáng)面罩結(jié)構(gòu)的LED顯示模塊，使LED顯示屏在受到?jīng)_擊、碰撞的情況下面罩層與主板層也不會(huì)發(fā)生分離，有效地保護(hù)LED燈珠。

（2）為了簡(jiǎn)化箱體的結(jié)構(gòu)，以提交箱體的安裝效率，本文通過使用型材作為L(zhǎng)ED顯示屏箱體的骨架，然后再通過在型材上固定面板的結(jié)構(gòu)方式，既提高了LED箱體的強(qiáng)度又保證了箱體在安裝時(shí)的平面度;同時(shí)，利用型材上的槽結(jié)構(gòu)配合組裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行LED顯示屏箱體的組裝，這樣的組裝結(jié)構(gòu)，提高了箱體的組裝效率與精度。

（3）為了實(shí)現(xiàn)戶外LED顯示屏的快速拆裝和維護(hù)，本文LED顯示屏箱體設(shè)置有上下預(yù)連接機(jī)構(gòu)。所謂預(yù)連接，即拼裝時(shí)，箱體先方便快速的連在一起，再鎖緊鎖扣，實(shí)現(xiàn)單人快速省力拼裝。

2 LED顯示屏組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）帶加強(qiáng)面罩結(jié)構(gòu)的LED顯示模塊設(shè)計(jì)

本LED顯示模塊包括呈多邊形的本體。本體自上而下包括基體層、主板層和面罩層。主板層上陣列有LED燈珠，相鄰的LED燈珠之間留有間隙，面罩層與間隙的形狀相適配，并且面罩層對(duì)應(yīng)LED燈珠處均設(shè)有貫通孔，間隙設(shè)有加強(qiáng)連接孔，面罩層對(duì)應(yīng)設(shè)有與加強(qiáng)連接孔相適配的連接柱。加強(qiáng)連接孔位于主板層的邊角處且環(huán)繞LED燈珠排布。

通過加強(qiáng)連接孔與連接柱配合，主板層與面罩層能緊貼在一起，有效地避免邊角位置發(fā)生翹起，使LED顯示屏在受到?jīng)_擊、碰撞的情況下面罩層與主板層也不會(huì)發(fā)生分離，有效地保護(hù)LED燈珠。

（2）LED顯示屏箱體組裝系統(tǒng)

LED顯示屏箱體組裝系統(tǒng)，包括顯示屏箱體和組裝機(jī)構(gòu)。箱體拼接示意圖如圖2所示。

其中顯示屏箱體包括：橫向型材、豎向型材與面板：

（1）橫向型材包括上部與側(cè)部，上部的中間設(shè)有燕尾槽，側(cè)部設(shè)有安裝槽。橫向型材的上部前端還設(shè)有焊接邊。

（2）豎向型材包括前部與左部，前部設(shè)有安裝槽II，左部上設(shè)有燕尾槽II，豎向型材的前部還設(shè)有搭接邊。

（3）面板包括上彎邊與側(cè)彎邊，上彎邊與橫向型材固定連接，側(cè)彎邊與豎向型材固定連接。

組裝機(jī)構(gòu)將兩個(gè)顯示屏箱體組裝成一個(gè)大的箱體，組裝機(jī)構(gòu)包括：定位型材與安裝構(gòu)件。

（1）燕尾槽II與定位型材連接，安裝構(gòu)件與安裝槽II或安裝槽連接。定位型材大致呈“Y”形;定位型材包括第一卡接部與第二卡接部，第一卡接部大致呈“V”形，第一卡接部分同時(shí)與兩個(gè)顯示屏箱體的燕尾槽II連接;第二卡接部大致呈“＼”形，第二卡接部只與一個(gè)燕尾槽II連接， 第一卡接部與第二卡接一體成型。

（2）安裝構(gòu)件包括嵌入塊、螺栓、固定塊與螺母，嵌入塊的長(zhǎng)度略小于安裝槽的寬度;嵌入塊包括容腔，容腔與螺栓的頭部大小相適配。嵌入塊的長(zhǎng)度略小于安裝槽的寬度;嵌入塊包括容腔，容腔與螺栓的頭部大小相適配。在箱體的組裝時(shí)，安裝構(gòu)件是真正起到固定的作用的，嵌入塊與安裝槽固定，而螺栓與嵌入塊固定，最后用固定塊將兩個(gè)安裝在不同箱體的螺栓固定，完成對(duì)兩個(gè)箱體的固定安裝，而定位型材主要是起到一個(gè)輔助的作用。

通過使用型材作為L(zhǎng)ED顯示屏箱體的骨架，然后再通過在型材上固定面板的結(jié)構(gòu)方式，既提高了LED箱體的強(qiáng)度又保證了箱體在安裝時(shí)的平面度;同時(shí)，利用型材上的槽結(jié)構(gòu)配合組裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行LED顯示屏箱體的組裝，這樣的組裝結(jié)構(gòu)， 提高了箱體的組裝效率與精度。

（3）LED箱體預(yù)安裝連接結(jié)構(gòu)

箱體預(yù)安裝連接結(jié)構(gòu)，包括本體，本體包括LED板安裝壁、上連接壁和下連接壁。LED板安裝壁位是本體的正面，上連接壁是本體的上端面，下連接壁是本體的下端面，上連接壁和下連接壁平行，且均垂直于LED板安裝壁，上連接壁上設(shè)有連接柱，連接柱由上柱和下柱組成，上柱的直徑大于下柱的直徑，下連接壁設(shè)有可供上柱穿過并能夠鎖定下柱的連接卡槽。

其中，卡槽包括插入段和卡扣段，插入段的寬度可供上柱穿過，卡扣段的寬度與下柱的直徑相適配。安裝時(shí)，將下方箱體的連接柱對(duì)準(zhǔn)上方箱體的連接卡槽，使上柱穿過插入段，然后橫向移動(dòng)下方箱體，使下柱嵌入卡扣段，實(shí)現(xiàn)連接柱與連接卡槽的鎖定?？鄱伟◤椥詮?fù)位板，彈性復(fù)位板可沿著卡扣段的寬度的方向平移。

為加快LED顯示屏的拼接安裝過程，可以在箱體上增設(shè)定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行輔助，具體實(shí)施方式有兩種，分別是：1）上連接壁設(shè)有定位銷，下連接壁設(shè)有供定位銷進(jìn)行定位的定位孔;2）下連接壁設(shè)有定位銷，上連接壁設(shè)有供定位銷進(jìn)行定位的定位孔。

上下相鄰的連個(gè)箱體之間可以通過連接柱與連接卡槽的配合，可以實(shí)現(xiàn)下方箱體的暫時(shí)鎖定，使安裝人員無需一直用手托持，可以減少安裝人員的數(shù)量，僅由一人即可完成LED顯示屏的拼裝。同時(shí)也能避免安裝人員長(zhǎng)時(shí)間托持箱體而出現(xiàn)失手滑落的危險(xiǎn)。

箱體的側(cè)面定位銷經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡死的情況，很難將兩個(gè)箱體分離。為了解決這個(gè)問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了定位銷伸縮可收回結(jié)構(gòu)，并為了防止卡死，鎖扣的手柄采用凸輪結(jié)構(gòu)，讓在解鎖的同時(shí)聯(lián)動(dòng)將定位銷推出，實(shí)現(xiàn)輕易解鎖。此鎖扣機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，牢固可靠，是解決以往箱體難分離情況的有效方案。

3結(jié)論

隨著社會(huì)進(jìn)步，電子LED顯示屏應(yīng)用越來越廣泛，且使用的面積也越來越大，尤其戶外顯示屏，其重量輕，施工快速，運(yùn)輸便捷，良好的防護(hù)等級(jí)都是一款好產(chǎn)品所必須的特點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)的一種便于安裝的戶外LED顯示屏具有穩(wěn)定性好、易于拆裝、拼接方便、良好的防護(hù)等級(jí)等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了戶外LED顯示屏的安裝效率。

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