可移动开合与升降的LED屏项目设计探析

摘 要： 随着科技的不断进步，人们希望电子设备能实现更多复合型功能。如LED屏，最初人们希望能够在屏幕上显示数字信息，从而为文字或图像画面的展示提供一种新途径。现在人们在获取信息的同时，希望LED屏可以随着使用需求进行灵活移动开合或升降。文章将结合具体项目，对该类可调整性的LED屏设计项目展开分析。

关键词： 可移动开合;可升降;LED屏;设计

一、 引言

随着LED屏使用场景的扩展，其应用需求也逐渐呈现出多样化发展趋势。对于一些大型展厅等场所，同一LED屏设施往往需要为多场合提供服务，LED屏需要具备可移动开合与升降功能。文章结合南京东郊牧歌全彩对开与升降屏项目，重点阐述了项目LED屏的可移动开合与升降设计，以期为类似项目的设计提供参考。

二、项目概况

文章所涉及的项目为南京东郊牧歌全彩对开与升降屏项目，南京东郊牧歌发展有限公司坐落于汤山自然风景区，是华东地区针对婚礼、庆典等打造的最大的生态园区，主要承接婚宴、寿宴、宝宝宴、年会、产品推介、商业庆典等活动。根据甲方要求，项目需要于5个厅内建设不同类型的LED屏。

三、 可移动开合与升降的LED屏项目设计需求

针对南京东郊牧歌发展有限公司所开展的LED屏设计项目主要分为五个会厅，每个会厅对于显示屏的需求都存在一定差异，需要根据实际情况分别进行选型。LED屏的方案设计本身难度并不大，最开始规划对其中三个会厅设计移动开合屏，主要为婚庆活动提供服务，在宴会不同阶段自由选择LED屏的开合方案即可。但是最后在设计阶段甲方临时调整设计要求，要将其中一个最大空间会厅的LED屏增加升降功能，以实现从天而降的展示效果。

四、 LED屏的可移动开合设计

LED屏可移动开合设计的主要原理是在显示屏底部支撑架部位安装一个移动导轨，然后通过设置一系列的开合装置，实现水平方向的平稳开合。通过步进电机传输电脉冲信号，对显示屏需要移动的距离以及角度等下达明确指令，步进驱动器在接收到脉冲信号后就会执行预定的动作，到达指定的位置点;而当LED屏达到指定目的地后需要减速和停止，这就需要使用到减速机或者急停按钮;对于显示屏移动过程中各组件之间的连接协调，则主要依靠联轴器以及滑块来实现。除此之外，LED屏最主要的功能是要实现影像、音频等的播放，甚至有些场景下还需要配合使用灯光等特效，这些功能的实现则主要依靠限位开关以及接近开关等来实现，当显示屏到达预定位置后，就会触发限位开关或接近开关来执行相应的动作，从而营造一定的现场环境氛围。

五、 LED屏的升降设计

LED屏升降设计属于该设计难度最大的一部分内容，相比较于常规的显示屏升降设计而言，因为本次项目涉及会厅使用，所以需要LED屏在空中实现升降，而非单纯的地面升降，这对显示屏升降过程中稳定性提出了更高的要求。

（一）双涡轮蜗杆螺旋装置设计

该项目设计最初提出使用电葫芦作为升降工具，但是经过实际评估与测试后发现存在两点比较突出的安全隐患，其一是电葫芦的转弯轨迹半径比较大，显示屏在升降过程中无法保证良好的稳定性，会出现不同程度的摆动问题，最终导致屏幕跑偏;其二是电葫芦的电机散热条件比较差，在升降过程中容易出现突然失灵状况，目前还没有较为可靠的自动化控制方法可以解决该类问题。基于此，项目采用双涡轮蜗杆螺旋装置来实现LED屏升降功能的方式。

该升降型LED系统主要由动力电机、固定板、减速电机、直角转向器、导向组件以及提升丝杆等组成。其中电机主要负责为LED屏运行提供电力支持;固定板主要是用以固定LED屏的外围框架，以便在显示屏起重升降过程中能够得到可靠的作用力支撑点;直角转向器主要负责在无人介入情况下对LED屏进行方向转换;导向组件的作用一方面是维持LED屏平衡性，另一方面是配合直角转向器实现LED屏的多方向自由切换;提拉丝杆则主要是用来控制LED屏的升降程度;减速电机用来控制LED屏的升降和转向速度。整体组件的控制均由技术人员通过计算机终端和中控设备进行远程调控，无须到显示屏前进行人为介入。具体的LED屏升降设计图如图1所示。

该设计的主要难点在于，导向组件部分采用了六组导向轮，能够从各个方向上对LED屏进行稳固性维护，从而保证其升降过程中不会发生明显摆动，与电葫芦起重方法相比，实用性更强。不仅如此，这种设计方法还有效减轻了支撑主杆结构的压力，即便是升降速度快速变化，也能保持LED屏的可靠性。对于重点承重受力点部分，则采取了多点固定方法，局部导轨设置了双支撑结构，有效提高了承重结构的强度，延长了升降构件的使用寿命。

（二）自动锁定及红外线防撞设计

该升降型LED屏的具体运行原理如下：电机会通过LED屏顶端中间部位的直角转向器带动左右两侧的提升丝杆转动，通过调整丝杆的高度，可以实现LED屏同步升降效果，而固定板和导向组件则配合进行屏幕稳固保护。该套系统设计方法比较简单，相比较于常规的螺旋升降式显示屏设计结构而言，虽然传动结构有所简化，功能也有所减少，但是对于该项目会厅LED屏应用需求而言已经足够。而且本次设计还增加了设备自动锁定设计以及红外线防撞设计，一旦出现突发停电状况，提升丝杆会停止运动，LED屏被自动锁定，不会出现断电掉落现象。与此同时，当设备运行过程中检测到危险区域内有生物特征出现时，同样也会自动锁定，这样就有效避免了因为疏忽可能发生的诸如升降屏砸伤人等事故的产生，LED屏升降安全性大大提高。

六、 结语

综上，项目通过在LED屏底部支撑架安装移动导轨，通过步进电动、减速机、联轴器以及丝杆、滑块、接近开关、限位开关等设置实现安全LED屏移动开合的目的;采用双涡轮蜗杆螺旋升降方式及自动锁定及红外线防撞设计实现LED屏从天而降的效果。该设计经过反复的测试检验证明，其运行效果可靠，能够满足多种宴会场景下的LED屏展示需求，并得到了业主的高度肯定。希望该项目的设计对于日后类似项目的设计与建设提供参考与帮助。

参考文献：

[1]周敏，劉衍煜.访谈类演播厅主副可开合LED大屏分路视频播放控制系统[J].西部广播电视，2015（18）：215.

[2]沈彬鑫，涂雪军，方栾.智能语音移动LED照明灯的设计与实现[J].信息记录材料，2018，19（11）：87-88.

[3]罗俊坚，周坤鹏，梁卓麟，等.基于ZigBee无线通信的LED调光系统设计[J].科技资讯，2018，16（15）：3-4.

[4]刘京昀.大面积光子晶体LED结构转移的装备设计及工艺研究[D].青岛：青岛理工大学，2014.

作者简介：  朱永东，南京正其科技有限责任公司。