戶外LED顯示屏的結構設計與應用

王振相

摘要：隨著社會進步，電子LED顯示屏應用越來越廣泛，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，運輸便捷，良好的防護等級都是一款好產品所必須的特點。本文通過設計一種帶加強面罩結構的LED顯示模塊，使其具有良好的防護等級;通過使用型材作為LED顯示屏箱體的骨架，然后再通過在型材上固定面板的結構方式，提高了LED箱體的強度、組裝效率和精度等;通過LED箱體預安裝連接結構的設計，使LED顯示屏安裝和拆卸簡便和快捷。

關鍵詞：LED顯示屏;結構設計

0引言

LED顯示屏是集電子技術、計算機技術、信息技術、光電技術的綜合產品，可充分用于多媒體信息發布。目前LED 顯示屏在市場上的應用越來越廣泛，特別是大型LED顯示屏的應用如廣告顯示牌、綜藝舞臺演出等類型的顯示屏及租賃顯示屏，都是由多個小型LED 顯示屏箱體組成的大型LED 顯示屏，由于演出會場的流動性，通常用于演出用的顯示屏均由LED 顯示屏用箱體結構組成，必須具備輕便、易于拆裝、拼接方便、良好的防護等級、防雨、抗風的特點。

現有的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，其邊角容易發生翹起，所以當LED顯示屏發生輕微碰撞時，現有的面罩無法很好地保護LED燈珠。

此外，常見的LED顯示屏是由多個顯示模塊拼接而成，每個顯示模塊包括LED板、箱體和電子元件，LED板設置在箱體外側的正面，電子元件設置在箱體內，箱體側面設有快速鎖定機構，各個顯示模塊之間通過快速鎖定機構實現拼接。由于現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顯示屏時由兩人合作，一人負責托住箱體，另一人操作快速鎖定機構。但是由于箱體內部集成了大量電子元件，較為沉重，長時間托持箱體可能會出現失手滑落的危險。同時，現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，但是無論是哪種結構的箱體，都無法完全滿足市場的需求，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度低而且尺寸公差大，往往給組裝時帶來很大的麻煩。

如何簡化箱體的結構，以提高箱體和顯示模塊的安裝效率是現有戶外顯示屏需要解決的問題。

1 LED顯示屏裝置設置思路

（1）為了使戶外LED顯示屏具有良好的防護等級，本文設計了帶加強面罩結構的LED顯示模塊，使LED顯示屏在受到沖擊、碰撞的情況下面罩層與主板層也不會發生分離，有效地保護LED燈珠。

（2）為了簡化箱體的結構，以提交箱體的安裝效率，本文通過使用型材作為LED顯示屏箱體的骨架，然后再通過在型材上固定面板的結構方式，既提高了LED箱體的強度又保證了箱體在安裝時的平面度;同時，利用型材上的槽結構配合組裝機構進行LED顯示屏箱體的組裝，這樣的組裝結構，提高了箱體的組裝效率與精度。

（3）為了實現戶外LED顯示屏的快速拆裝和維護，本文LED顯示屏箱體設置有上下預連接機構。所謂預連接，即拼裝時，箱體先方便快速的連在一起，再鎖緊鎖扣，實現單人快速省力拼裝。

2 LED顯示屏組裝結構設計

（1）帶加強面罩結構的LED顯示模塊設計

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，并且面罩層對應LED燈珠處均設有貫通孔，間隙設有加強連接孔，面罩層對應設有與加強連接孔相適配的連接柱。加強連接孔位于主板層的邊角處且環繞LED燈珠排布。

通過加強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生翹起，使LED顯示屏在受到沖擊、碰撞的情況下面罩層與主板層也不會發生分離，有效地保護LED燈珠。

（2）LED顯示屏箱體組裝系統

LED顯示屏箱體組裝系統，包括顯示屏箱體和組裝機構。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部，上部的中間設有燕尾槽，側部設有安裝槽。橫向型材的上部前端還設有焊接邊。

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

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

組裝機構將兩個顯示屏箱體組裝成一個大的箱體，組裝機構包括：定位型材與安裝構件。

（1）燕尾槽II與定位型材連接，安裝構件與安裝槽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，第一卡接部分同時與兩個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燕尾槽II連接， 第一卡接部與第二卡接一體成型。

（2）安裝構件包括嵌入塊、螺栓、固定塊與螺母，嵌入塊的長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，安裝構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安裝在不同箱體的螺栓固定，完成對兩個箱體的固定安裝，而定位型材主要是起到一個輔助的作用。

通過使用型材作為LED顯示屏箱體的骨架，然后再通過在型材上固定面板的結構方式，既提高了LED箱體的強度又保證了箱體在安裝時的平面度;同時，利用型材上的槽結構配合組裝機構進行LED顯示屏箱體的組裝，這樣的組裝結構， 提高了箱體的組裝效率與精度。

（3）LED箱體預安裝連接結構

箱體預安裝連接結構，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，將下方箱體的連接柱對準上方箱體的連接卡槽，使上柱穿過插入段，然后橫向移動下方箱體，使下柱嵌入卡扣段，實現連接柱與連接卡槽的鎖定。卡扣段包括彈性復位板，彈性復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，可以在箱體上增設定位機構進行輔助，具體實施方式有兩種，分別是：1）上連接壁設有定位銷，下連接壁設有供定位銷進行定位的定位孔;2）下連接壁設有定位銷，上連接壁設有供定位銷進行定位的定位孔。

上下相鄰的連個箱體之間可以通過連接柱與連接卡槽的配合，可以實現下方箱體的暫時鎖定，使安裝人員無需一直用手托持，可以減少安裝人員的數量，僅由一人即可完成LED顯示屏的拼裝。同時也能避免安裝人員長時間托持箱體而出現失手滑落的危險。

箱體的側面定位銷經常會出現卡死的情況，很難將兩個箱體分離。為了解決這個問題，我們設計了定位銷伸縮可收回結構，并為了防止卡死，鎖扣的手柄采用凸輪結構，讓在解鎖的同時聯動將定位銷推出，實現輕易解鎖。此鎖扣機構，設計巧妙，結構簡潔，牢固可靠，是解決以往箱體難分離情況的有效方案。

3結論

隨著社會進步，電子LED顯示屏應用越來越廣泛，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，運輸便捷，良好的防護等級都是一款好產品所必須的特點。本文設計的一種便于安裝的戶外LED顯示屏具有穩定性好、易于拆裝、拼接方便、良好的防護等級等優點，大大提高了戶外LED顯示屏的安裝效率。

參考文獻

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