基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准装置及方法与流程

1.本发明属于投影仪竖直角度校准技术领域，特别是涉及一种基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准装置及方法。


背景技术：

2.随着物联网以及智能设备被各领域广泛应用，教学领域也普遍通过各种智能教学设备提高教学效率。智慧教室内多通过各种智能设备提高教学效率；现有的智能教学设备包括多媒体、智能电子黑板以及投影仪等。
3.投影仪在实际使用时，投影在投影幕布上的投影图像会存在左右偏移，这是因为投影仪在竖直方向上存在角度偏移，导致投影图像效果差。
4.为解决上述问题，本发明提供一种基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准装置及方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准装置及方法，用于解决背景技术中提出的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
7.本发明为基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准装置，包括吊杆、安装盒、投影仪以及校准设备；所述吊杆通过连接机构与安装盒活动连接；所述安装盒为前端开口矩形盒状结构；所述投影仪安装在安装盒内；所述安装盒后端部中心位置开设矩形槽口；所述安装盒上表面开设横截面为倒t型状的滑槽道；
8.所述连接机构包括转动拉杆以及转动横轴；所述转动拉杆一端铰接在吊杆侧壁，所述转动拉杆另一端固定的滑轴滑动安装在滑槽道的宽部；所述吊杆底部侧面开设矩形穿孔；所述吊杆底部开设垂直于矩形穿孔的贯穿轴孔；所述转动横轴转动安装在贯穿轴孔内；所述转动横轴的两端安装在矩形槽口两侧壁；
9.所述校准设备包括正反转伺服电机、距离传感器以及控制器；所述正反转伺服电机固定在吊杆底部外侧面；所述正反转伺服电机的输出端连接涡杆；所述涡杆与涡轮啮合连接；所述涡轮位于矩形穿孔内且同轴心固定在转动横轴周侧；所述距离传感器安装在安装盒前端面；所述控制器安装在安装盒上表面；
10.所述控制器包括微处理器、存储模块以及无线传输模块；所述微处理器分别与正反转伺服电机、距离传感器、存储模块以及无线传输模块电信号连接；所述存储模块预存储投影仪与投影幕布之间的标准距离l；所述微处理器控制距离传感器检测第一距离l1后，微处理器控制正反转伺服电机调整投影仪转动调节微角a；微处理器控制距离传感器检测检测第二距离l2；所述微处理器根据标准距离l、第一距离l1以及第二距离l2控制计算正反转伺服电机的调整角度c以及转动方向。
11.作为一种优选的技术方案，所述矩形槽口两侧壁对称开设齿环槽；所述齿环槽内
同轴心固定安装内齿环；所述转动横轴两端同轴心安装齿轮；所述齿轮与内齿环啮合连接。
12.作为一种优选的技术方案，所述调整角度c的计算公式如下：
[0013][0014]
所述转动方向确定方式如下：
[0015]
当调节微角a小于时；若第一距离l1小于第二距离l2；则转动方向与调节微角a方向相同；反之，则转动方向相反；
[0016]
当调节微角a大于时；若第一距离l1小于第二距离l2；则转动方向与调节微角a方向相反；反之，则转动方向相反。
[0017]
作为一种优选的技术方案，所述微处理器用于判断投影仪是否存在竖直偏移；所述微处理器对比标准距离l与第一距离l1不相等判断投影仪存在竖直偏移。
[0018]
作为一种优选的技术方案，所述所述转动横轴周侧安装编码器；所述编码器与微处理器电信号连接。
[0019]
作为一种优选的技术方案，所述所述安装盒上安装语音提醒器；所述语音提醒器与微处理器电信号连接，用于播放校准提醒语音。
[0020]
作为一种优选的技术方案，所述微处理器通过无线传输模块与移动控制器无线通信连接；所述移动控制器，用于无线控制校准设备进行校准。
[0021]
基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准方法，包括如下过程：
[0022]
a00：微处理器控制距离传感器检测第一距离l1；
[0023]
a01：微处理器根据第一距离l1判断投影仪竖直方向是否偏移；若是，则执行a02；若否，则微处理器控制语音提醒器播放不存在竖直偏移提醒；
[0024]
a02：微处理器控制正反转伺服电机调整投影仪转动调节微角a；
[0025]
a03：微处理器控制距离传感器检测检测第二距离l2；
[0026]
a04：微处理器根据标准距离l、第一距离l1以及第二距离l2控制计算正反转伺服电机的调整角度c以及转动方向。
[0027]
作为一种优选的技术方案，a01中微处理器根据第一距离l1判断投影仪竖直方向是否偏移包括如下：
[0028]
若微处理器对比标准距离l与第一距离l1相等；则不存在竖直偏移；反之，则存在偏移。
[0029]
作为一种优选的技术方案，所述调整角度c的计算公式如下：
[0030]
其中，l为储投影仪与投影幕布之间的标准距离l；
[0031]
所述转动方向确定方式如下：
[0032]
当调节微角a小于时；若第一距离l1小于第二距离l2；则转动方向与调节微角a方向相同；反之，则转动方向相反；
[0033]
当调节微角a大于时；若第一距离l1小于第二距离l2；则转动方向与调节微角a方向相反；反之，则转动方向相反。
[0034]
本发明具有以下有益效果：
[0035]
本发明通过微处理器控制距离传感器检测第一距离l1，微处理器根据第一距离l1判断投影仪竖直方向存在偏移后，控制正反转伺服电机调整投影仪转动调节微角a并控制距离传感器检测检测第二距离l2；微处理器根据标准距离l、第一距离l1以及第二距离l2控制计算正反转伺服电机的调整角度c以及转动方向；实现对投影仪竖直方向偏移的便捷检测，同时高效便捷的实现投影仪的角度校准，便捷实用。
[0036]
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]
图1为本发明的基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准装置的主视角度的结构示意图；
[0039]
图2为本发明基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准装置的后视角度的结构示意图；
[0040]
图3为图2中a的放大图；
[0041]
图4为本发明中调节微角a小于时，幕布竖线f1、标准距离线f2、距离传感器42检测第一距离l1时的检测反向线以及检测第二距离l2时的检测方向线为c2的示意图；
[0042]
图5为本发明中调节微角a大于时，幕布竖线f1、标准距离线f2、距离传感器42检测第一距离l1时的检测反向线以及检测第二距离l2时的检测方向线为c2的示意图；
[0043]
图6为本发明中校准设备的系统结构示意图；
[0044]
图7为本发明中基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准方法的流程图；
[0045]
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0046]1‑
吊杆、11
‑
矩形穿孔、2
‑
安装盒、21
‑
矩形槽口、211
‑
内齿环、22
‑
滑槽道、3
‑
投影仪、31
‑
转动拉杆、32
‑
转动横轴、321
‑
齿轮、41
‑
正反转伺服电机、411
‑
涡杆、412
‑
涡轮、42
‑
距离传感器。
具体实施方式
[0047]
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]
请参阅图1
‑
6所示，本发明为基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准装置，包括吊杆1、安装盒2、投影仪3以及校准设备；吊杆1通过连接机构与安装盒2活动连接；安装盒2为前端开口矩形盒状结构；投影仪3安装在安装盒2内；安装盒2后端部中心位置开设矩形槽口21；安装盒2上表面开设横截面为倒t型状的滑槽道22；
[0049]
连接机构包括转动拉杆31以及转动横轴32；转动拉杆31一端铰接在吊杆1侧壁，转动拉杆31另一端固定的滑轴311滑动安装在滑槽道22的宽部；吊杆1底部侧面开设矩形穿孔11；吊杆1底部开设垂直于矩形穿孔11的贯穿轴孔；转动横轴32转动安装在贯穿轴孔内；转动横轴32的两端安装在矩形槽口21两侧壁；具体的，矩形槽口21两侧壁对称开设齿环槽；齿环槽内同轴心固定安装内齿环211；转动横轴32两端同轴心安装齿轮321；齿轮321与内齿环211啮合连接；
[0050]
校准设备包括正反转伺服电机41、距离传感器42以及控制器；正反转伺服电机41固定在吊杆1底部外侧面；正反转伺服电机41的输出端连接涡杆411；涡杆411与涡轮412啮合连接；涡轮412位于矩形穿孔11内且同轴心固定在转动横轴32周侧；距离传感器42安装在安装盒2前端面；控制器安装在安装盒2上表面；
[0051]
控制器包括微处理器、存储模块以及无线传输模块；微处理器分别与正反转伺服电机41、距离传感器42、存储模块以及无线传输模块电信号连接；存储模块预存储投影仪3与投影幕布之间的标准距离l，也即投影仪3竖直方向没有偏移时，投影仪3与投影幕布之间的距离；微处理器控制距离传感器42检测第一距离l1后，微处理器控制正反转伺服电机41调整投影仪3转动调节微角a；微处理器控制距离传感器42检测检测第二距离l2；微处理器根据标准距离l、第一距离l1以及第二距离l2控制计算正反转伺服电机41的调整角度c以及转动方向；转动横轴32周侧安装编码器；编码器与微处理器电信号连接,用于检测投影仪3竖直方向实际转动角度。
[0052]
请参阅图4
‑
5所示，将投影仪3上的距离传感器42抽象成点q；水平视角下，将投影幕布抽象成幕布竖线f1；过点q做垂直于幕布竖线f1的垂线段为标准距离线f2；距离传感器42检测第一距离l1时的检测反向线为c1；距离传感器42检测第二距离l2时的检测方向线为c2；此时，调整角度c的计算公式如下：
[0053][0054]
转动方向确定方式如下：
[0055]
请参阅图4所示，当调节微角a小于时；若第一距离l1小于第二距离l2；则转动方向与调节微角a方向相同；反之，则转动方向相反；
[0056]
请参阅图5所示，当调节微角a大于时；若第一距离l1小于第二距离l2；则转动方向与调节微角a方向相反；反之，则转动方向相反。
[0057]
另外，微处理器用于判断投影仪3是否存在竖直偏移；微处理器对比标准距离l与第一距离l1不相等判断投影仪3存在竖直偏移。
[0058]
实际上，安装盒2上安装语音提醒器；语音提醒器与微处理器电信号连接，用于播放校准提醒语音；微处理器通过无线传输模块与移动控制器无线通信连接；移动控制器，用
于无线控制校准设备进行校准。
[0059]
请参阅图7所示，基于二次距离检测的投影仪竖直角度校准方法，包括如下过程：
[0060]
a00：微处理器控制距离传感器42检测第一距离l1；
[0061]
a01：微处理器根据第一距离l1判断投影仪3竖直方向是否偏移；若是，则执行a02；若否，则微处理器控制语音提醒器播放不存在竖直偏移提醒；具体的，若微处理器对比标准距离l与第一距离l1相等；则不存在竖直偏移；反之，则存在偏移；
[0062]
a02：微处理器控制正反转伺服电机41调整投影仪3转动调节微角a；
[0063]
a03：微处理器控制距离传感器42检测检测第二距离l2；
[0064]
a04：微处理器根据标准距离l、第一距离l1以及第二距离l2控制计算正反转伺服电机41的调整角度c以及转动方向，调整角度c的计算公式如下：
[0065]
其中，l为储投影仪3与投影幕布之间的标准距离l；
[0066]
转动方向确定方式如下：
[0067]
当调节微角a小于时；若第一距离l1小于第二距离l2；则转动方向与调节微角a方向相同；反之，则转动方向相反；
[0068]
当调节微角a大于时；若第一距离l1小于第二距离l2；则转动方向与调节微角a方向相反；反之，则转动方向相反。
[0069]
本发明实际使用时，通过微处理器控制距离传感器42检测第一距离l1，微处理器根据第一距离l1判断投影仪3竖直方向存在偏移后，控制正反转伺服电机41调整投影仪3转动调节微角a并控制距离传感器42检测检测第二距离l2；微处理器根据标准距离l、第一距离l1以及第二距离l2控制计算正反转伺服电机41的调整角度c以及转动方向；实现对投影仪3竖直方向偏移的便捷检测，同时高效便捷的实现投影仪3的角度校准，便捷实用。
[0070]
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0071]
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
[0072]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。