一种智能多关节显示器支撑调节装置的制作方法

本实用新型涉及显示器支架领域，尤其是涉及一种智能多关节显示器支撑调节装置。

背景技术：

近年来，随着计算机的普及，现在越来越多的人都在使用电脑办公。尤其是办公室一族，更是长期使用电脑，他们即使电脑使用的受益者，也是电脑使用的受害者。长期使用电脑的不正确坐姿影响其身心的健康与发展，很多办公室电脑一族被使用长期使用电脑所带来的脊椎病以及腰痛等慢性病摧残着。所以，当前迫切需要改变因电脑显示器高度位置等不合适而导致使用人滋生这种慢性病的状况。

专利CN201468535U电视机和电脑显示器升降器，该专利提供一种在使用电视机或电脑显示器时能将电视机或电脑显示器升起，不用电视机或电脑显示器时又能将电视机或电脑显示器降落收藏(隐藏)起来的电视机和电脑显示器升降器。这样，既可以合理利用空间，使居所更简洁明快，又可以保护电视机和显示器，而且操作很方便，一定会得到用户欢迎。但是该专利只是解决了节约空间的作用并没有什么实质性的智能化的特点。

专利CN202711137U一种带有自动往复升降装置的电脑显示器，该专利特点是在电脑显示器和显示器控制底座之间设有可使电脑显示器做上下缓慢运动的升降装置，使人们在使用电脑时其头部也伴随着电脑显示器做上下运动，达到锻炼颈椎和脊椎的目的。这种装置可以针对电脑使用者长时间头和颈椎、脊椎保持一个姿势，易发生颈椎和脊椎疾病，达到有病治病，无病预防的作用，可做到边工作边锻炼颈椎和脊椎的效果。但是这种装置的原理是是人跟着显示器的运动而调整自身头部。这种不利于使用者集中精神工作，具有一定的干扰注意力的坏处。

专利CN105511552A一种可升降电脑显示器，该专利包括电脑显示器支架和电脑显示器控制底座，所述电脑显示器支架包括电脑显示器上半部分支架、电脑显示器下半部分支架，所述电脑显示器上半部分支架和所述电脑显示器下半部分支架通过螺纹套筒连接，所述电脑显示器上半部分支架和所述电脑显示器下半部分支架表面分别有方向相反的螺纹，所述电脑显示器控制底座包括红外感应装置和放置杂物的抽屉。具有调节显示器高度、提醒使用者与电脑显示器的距离，保护人体视力、颈椎和腰椎，利用了电脑显示器控制底座的空间，使办公用桌整洁的优点。然而该专利只可以根据感应结果调整显示器高度，智能化程度不高。

专利CN204229310U一种电脑显示器升降装置，该专利克服现有技术中无调节电脑显示器放置高度的装置，造成电脑显示器放置位置不正确的不足，在使用过程中可以方便地将电脑显示器设置在合适的位置上，使操作人员的视线与电脑显示器的水平中线平齐，使用方便；另外，上板与控制底座之间的距离通过调节丝杠进行调节，操作十分方便，降低了操作人员的劳动强度。但是该专利仍然不能够实时的根据人体的坐姿进行调节。

这些现有技术分别在电脑显示器的结构和使用舒适度方面提出来改进。一定层度的缓解了长期使用电脑工作的人群的颈椎疾病问题。但是，并不能够彻底改变这种局面。上述提及的这些专利都是最新的并被广泛认可的，但是这些专利并没有想象的那么好用，缺乏一定的智能化。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种智能多关节显示器支撑调节装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能多关节显示器支撑调节装置，所述装置包括多关节活动支撑调节架和图像采集器，所述多关节活动支撑调节架与图像采集器连接，所述图像采集器设置于显示器上并与多关节活动支撑调节架连接，所述多关节活动支撑调节架包括依次连接的控制底座、上下平移活动支架、左右活动组合支架和显示器灵活旋转组合支架，所述显示器灵活旋转组合支架与显示器连接。

所述上下平移活动支架包括第一电机、第一连接杆和第一齿轮，所述第一电机通过第一齿轮与控制底座连接，并固定于第一连接杆上，所述第一连接杆与左右活动组合支架连接。

所述左右活动组合支架包括相互连接的左右旋转支架和视线调节活动支架，所述左右旋转支架与上下平移活动支架连接，所述视线调节活动支架与显示器灵活旋转组合支架连接。

所述左右旋转支架包括第二电机和第二连接杆，所述第二电机分别与上下平移活动支架和第二连接杆连接，所述第二连接杆与视线调节活动支架连接。

所述视线调节活动支架包括第三电机和第三连接杆，所述第三电机分别与左右旋转支架和第三连接杆连接，所述第三连接杆与显示器灵活旋转组合支架连接。

所述显示器灵活旋转组合支架包括相互连接的显示器上下旋转支架和显示器前后伸缩支架，所述显示器上下旋转支架与左右活动组合支架连接，所述显示器前后伸缩支架与显示器连接。

所述显示器上下旋转支架包括第四电机和第四连接杆，所述第四电机分别与左右活动组合支架和第四连接杆连接，所述第四连接杆与显示器前后伸缩支架连接，所述第四连接杆与第三连接杆共平面。

所述显示器前后伸缩支架包括第五电机、第五连接杆、第二齿轮和旋转球，所述第五电机通过第二齿轮与显示器上下旋转支架连接，所述第五连接杆与第五电机连接，所述显示器通过旋转球与第五连接杆连接。

所述控制底座包括储物箱和控制模块，所述储物箱与上下平移活动支架连接，所述控制模块位于储物箱内部，并与上下平移活动支架、左右活动组合支架、显示器灵活旋转组合支架和图像采集器连接。

所述控制模块包括主控制器、图像采集驱动芯片、电机驱动芯片和PWM调制器，所述主控制器分别与图像采集驱动芯片和PWM调制器连接，所述图像采集驱动芯片与图像采集器连接，所述PWM调制器与电机驱动芯片连接，所述电机驱动芯片分别与上下平移活动支架、左右活动组合支架和显示器灵活旋转组合支架连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提出的智能多关节显示器支撑调节装置，通过图像采集器识别使用者当前的视线方向，从而自动调节多关节活动支撑调节架调整为最适合人体当前视线的状况，同时多关节活动支撑调节架由控制底座进行控制和支撑，控制上下平移活动支架、左右旋转支架和显示器灵活旋转组合支架进行平移或旋转，使得显示器可以上下左右调节的同时，也可以进行前后的旋转和伸缩，调节灵活，便于实现与人体视线方向的最大匹配。

(2)上下平移活动支架通过齿轮与控制底座连接，使得支架可以实现上下方向的大幅度调节，便于根据使用者的坐高调节显示器的高度，减少了使用者需要驼背或仰视来观察显示器的情况。

(3)左右活动组合支架包括相互连接的左右旋转支架和视线调节活动支架，左右旋转支架可以根据电机的旋转实现显示器的左右移动，然而这种移动将会导致显示器偏离使用者的视线方向，即使得显示器难以与使用者的视线方向垂直，此时可以通过视线调节活动支架来调节显示器的角度，使得显示器保证实时均与使用者的视线垂直。

(4)显示器灵活旋转组合支架包括显示器上下旋转支架和显示器前后伸缩支架，显示器上下旋转支架可以实现显示器的抬头和低头，避免了使用者长时间抬头或者低头而造成的颈椎压力，显示器前后伸缩支架调节显示器与人眼之间的距离，最大程度保护了使用者的视力。

(5)显示器上下旋转支架可以和上下平移活动中支架进行配合，使得在使用者坐高高时最大程度的抬高显示器以及显示器对人脸的朝向，在使用者坐高低时最大程度的降低显示器的高度并使显示器正对人脸。

(6)控制底座由储物箱和控制模块组成，控制模块置于储物箱内，既美观又便于收纳，同时控制底座的储物箱也可以放置用户的其他物品，实用性强。

(7)控制模块通过一个主控制器来实现图像采集和电机控制的调配，并分别通过图像采集驱动芯片和电机驱动芯片对二者依次进行驱动控制，控制层级分明，便于管理，同时设有PWM调制器作为主控制器与电机驱动芯片的中间媒介，提高控制精度和控制性能。

(8)显示器前后伸缩支架设有旋转球，可以使得使用者通过手动对显示器的姿态进行微调，使得显示器最大程度的适应使用者的视线方向。

附图说明

图1为智能多关节显示器支撑调节装置的结构示意图；

图2为图像采集器的安装位置示意图；

图3为智能多关节显示器支撑调节装置的调节流程图；

图4为控制模块的结构示意图；

其中，1为第一电机，2为第一连接杆，3为第二电机，4为第二连接杆，5为第三电机，6为第三连接杆，7为第四电机，8为第四连接杆，9为第五电机，10为第五连接杆，11为旋转球，12为摄像头，13为主控制器，14为图像采集驱动芯片，15为PWM调制器，16为电机驱动芯片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例提供了一种智能多关节显示器支撑调节装置，包括多关节活动支撑调节架和图像采集器，多关节活动支撑调节架与图像采集器连接，图像采集器设置于显示器上并与多关节活动支撑调节架连接，多关节活动支撑调节架包括依次连接的控制底座、上下平移活动支架、左右活动组合支架和显示器灵活旋转组合支架，显示器灵活旋转组合支架与显示器连接。

其中，上下平移活动支架包括第一电机1、第一连接杆2和第一齿轮，第一电机1通过第一齿轮与控制底座连接，并固定于第一连接杆2上，第一连接杆2与左右活动组合支架连接；左右活动组合支架包括相互连接的左右旋转支架和视线调节活动支架，左右旋转支架与上下平移活动支架连接，视线调节活动支架与显示器灵活旋转组合支架连接。左右旋转支架包括第二电机3和第二连接杆4，第二电机3分别与上下平移活动支架和第二连接杆4连接，第二连接杆4与视线调节活动支架连接。视线调节活动支架包括第三电机5和第三连接杆6，第三电机5分别与左右旋转支架和第三连接杆6连接，第三连接杆6与显示器灵活旋转组合支架连接。显示器灵活旋转组合支架包括相互连接的显示器上下旋转支架和显示器前后伸缩支架，显示器上下旋转支架与左右活动组合支架连接，显示器前后伸缩支架与显示器连接。显示器上下旋转支架包括第四电机7和第四连接杆8，第四电机7分别与左右活动组合支架和第四连接杆8连接，第四连接杆8与显示器前后伸缩支架连接，第四连接杆8与第三连接杆6共平面。显示器前后伸缩支架包括第五电机9、第五连接杆10、第二齿轮和旋转球11，第五电机9通过第二齿轮与显示器上下旋转支架连接，第五连接杆10与第五电机9连接，显示器通过旋转球11与第五连接杆10连接。控制底座包括储物箱和控制模块，所述储物箱与上下平移活动支架连接，所述控制模块位于储物箱内部，并与上下平移活动支架、左右活动组合支架、显示器灵活旋转组合支架和图像采集器连接。控制模块包括主控制器13、图像采集驱动芯片14、电机驱动芯片16和PWM调制器15，主控制器13分别与图像采集驱动芯片14和PWM调制器15连接，图像采集驱动芯片14与图像采集器连接，PWM调制器15与电机驱动芯片16连接，电机驱动芯片16分别与上下平移活动支架、左右活动组合支架和显示器灵活旋转组合支架连接。

基于上述结构实现的具体装置如图1所示，从左侧面看，底座储物柜采用长方体结构，在储物柜的中间靠近后侧，放置一根可以上下运动的的长方体第一连接杆2，第一电机1嵌入到第一连接杆2距离底部1/3处，在从左视图看，在长方体的左后侧放置一根平行的锯齿条紧贴着长方体第一连接杆2，这样将第一电机1和锯齿条用第一齿轮相连接，实现上下运动。在长方体第一连接杆2的顶部中心位置，嵌入一个输出轴向上的第二电机3，在第二电机3的输出轴上直接固定连接一个长方体且两头为半圆形的第二连接杆4，在第二连接杆4的另一端同样嵌入一个输出轴向上的第三电机5，并使得第三连接杆6固定连接第三电机5。这样第二连接杆4就可以在与第一连接杆2垂直的平面内做顺逆时针运动。第三连接杆6可以同样可以在与第二连接杆4垂直的平面内做顺逆时针旋转运动。从左侧面看，第四电机7嵌入在长方体第四连接杆8的最左端，并且第四电机7的输出轴朝向观察者，第四电机7与第三长方体连接杆固定连接，第四和第五连接杆10也为长方体，在第五连接杆10的底部放置一个锯齿条，这样第五连接杆10最左端的第五电机9输出轴朝向观察者，第五电机9通过第二齿轮和锯齿条紧贴着，这样就可以实现第五连接杆10的伸缩功能。旋转球11和显示器固定连接，旋转球11安置在第五连接杆10的另一端，可以自由旋转，从而手动调整调整显示器的姿态。图2为图像采集器(本实施例中为摄像头12)的安装位置，从图中可以看出，摄像头12位于显示器的上边框正中间位置。控制底座采用大储物箱座位底牌，大储物箱的前侧面，在初始状态下，和显示器平面，留有5厘米的间隔。第一连接杆2位于储物箱的上面中间靠后位置，储物箱内置控制模块，控制模块具体的构成如图4所示。

当第一电机1逆时针旋转时，第一连接杆2带动显示器整体向上平移。当第一电机1顺时针旋转时，第一连接杆2带动显示器整体向下平移。从正面看，当第二电机3顺时针旋转时，通过第二连接杆4带动显示器整体向左侧平移。当第二电机3逆时针旋转时，通过第二连接杆4带动显示器整体向右侧平移。在第二电机3旋转的时候，无论是顺时针还是逆时针，显示器都将不会与眼睛的实现相垂直，那么第三电机5的作用就是用来调整显示器的角度，使其与使用者的视线相垂直。所以在正常情况下，当第二电机3顺时针旋转的同时第三电机5应该稍微的逆时针旋转，当第二电机3逆时针旋转的同时第三电机5应该稍微的顺时针旋转，这样才能够使得显示器整体与使用者的视线相垂直。第四电机7的作用是调整显示器俯仰角，就是当使用者抬起腰和弯下腰的时候来使用。第四电机7和第一电机1配合使用可以达到完美的效果。当第四电机7顺时针旋转时，显示器整体抬头。当第四电机7逆时针旋转时，显示器整体低头。当第四电机7与第一电机1配合使用时，当第四电机7顺时针旋转时，第一电机1也顺时针旋转，这样显示整体抬头，第一连接杆2高度降低，当第四电机7逆时针旋转时，第一电机1也逆时针旋转，这样，显示器整体低头，第一连接杆2高度升高。从而就保持了显示器的整体高度维持一个水平高度。第五电机9的作用，主要就是用来显示器与使用者之间的距离的，当第五电机9顺时针旋转时，显示器会向后缩进，这样就使得显示器和使用者之间的距离变大。当第五电机9逆时针旋转时，显示器会向前伸长，这样就使得显示器和使用者之间的距离变短。

因而该智能多关节显示器支撑调节装置的调节过程如图3所示，正常情况下，启动台式机电脑时，智能电脑底座装置便会随着电脑一起启动。当智能电脑底座装置启动就，便会进入预定的状态，使得显示器的姿态处于系统预设的状态。紧接着，摄像头12将会一直采集使用者的视线，对于使用者的视线，我们采用抓摄像头12抓眼睛的方法。根据摄像头12和双眼眼球之间的偏差，并经过智能底座装置中的CPU进行处理，产生控制信号，去协同控制第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9的旋转角度，最后使得显示器的姿态能够适应使用者，并实时保持使用者的最佳最科学的视角，起到脊椎和视力以及脖子的良好保护，具体的调节过程如下：

当使用者腰坐直，抬头的时候，控制模块将会指示第四电机7逆时针旋转，第五电机9顺时针旋转，第一电机1顺时针旋转，这样显示器整体会上升，并往后缩，拉长距离，显示器低头。从而使得显示器能够出现在使用者的正前方。

当使用者腰弯下，低头的时候，智能电脑底座装置，将会指示第四电机7顺时针旋转，第五电机9顺时针旋转，第一电机1逆时针旋转，这样显示器整体会下降，并往后缩，拉长距离，显示器抬头。从而使得显示器能够出现在使用者的正前方。

当使用者向左倾斜的时候，智能电脑底座装置，将会指示第二电机3逆时针旋转，同时第三电机5适当的顺时针旋转，以使得显示器能够出现在使用者的正前方。

当使用者向右倾斜的时候，智能电脑底座装置，将会指示第二电机3顺时针旋转，同时第二电机3适当的逆时针旋转，以使得显示器能够出现在使用者的正前方。

当使用者靠近显示器的时候，智能电脑底座装置，将会指示第五电机9顺时针旋转，来拉长使用者和显示器之间的距离。

当使用者远离显示器的时候，智能电脑底座装置，将会指示第五电机9逆时针旋转，来缩短使用者和显示器之间的距离。

只要使用者的坐姿发生变化，控制模块就会立即作用产生控制动作，但是动作采用的是缓慢变化的方式，不会突变，在显示器适应使用者坐姿变化的同时，还能够保持高度的舒适性，在不知不觉中，渐变到最佳状态。当视觉摄像头12检测无法检测到使用者或者在突发的情况时，智能电脑底座装置将会保持现有的状态。