移动式电脑显示器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于电脑显示器【技术领域】，公开了一种移动式电脑显示器，包括显示器主体和支撑基体，其特征在于，还包括驱动显示器主体相对于支撑基体平稳移动的移动驱动机构。本实用新型通过通过为显示器加设移动驱动机构来驱动显示器平稳地往复移动，以引导使用者随显示器的移动而摇头或点头，进而达到被动地活动颈椎的效果。该技术方案，可以从根本上解决使用电脑易导致颈椎病的问题。
【专利说明】移动式电脑显示器【技术领域】
[0001]本实用新型属于电脑显示器【技术领域】，涉及改善电脑显示器使用体验的技术。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术的发展，电脑已逐渐成为人们学习、工作、生活中不可或缺的一种工具，其用户群从专业人员，扩展到各种普通人员，包括儿童和老人。电脑的广泛使用，给人类带来巨大效益和便捷的同时，其对用户的危害也随之而来，如电磁辐射对人体的危害、屏幕对眼睛的伤害、长时间使用电脑对颈椎的伤害等。
[0003]对于将电脑作为日常工作的必要工具的人员而言(特别是长期从事编辑、打字、文秘、财会、写作等职业的人员)，由于长期伏案工作，使颈椎长时间处于屈曲位或某些特定体位，不仅使颈椎间盘内的压力增高，而且也使颈部肌肉长期处于非协调受力状态，颈后部肌肉和韧带易受牵拉劳损，椎体前缘相互磨损、增生，再加上扭转、侧屈过度，更进一步导致损伤，发生颈椎疾病。
[0004]解放军第211医院的权威调查结果表明:从事时间3年以下者颈椎病发病率为14% ;4~7年者发病率为26% ;7~10年者发病率为42%。经x2检验，从事计算机操作的时间长短，与患颈椎疾病有密切关系。长久的单一伏案姿势可加速颈椎退变和损伤过程。
[0005]近几年，每年新增颈椎疾病人数正以几何级数的比例增长。
[0006]更为严重的是:颈 椎上承头颅，下接躯干，既是脊椎中活动最多部位，也是神经中枢最重要部位，更是心脑血管的必经之路，一旦发生故障，后果严重。
[0007]对此，专家们提出了预防此病的措施和通过医学手段治疗的方法，但收效甚微。原因是:无论何种方法，都难以改变人们长时间使用电脑时长期静坐、保持固定不变的姿势的现实。
[0008]自电脑问世以来，在人们的惯性思维中，一直把长期使用电脑容易导至颈椎疾病视为电脑这一工具所固有的特点，除了改变使用者自己的使用习惯，没有解决办法。实际上，之所以长期使用电脑会导致颈椎疾病，究其原因正是因为电脑显示器始终是固定不动的，电脑显示器固定不动已经形成了一种常规。这一常规限制了人们从电脑上寻求解决使用电脑导致颈椎疾病的问题。因此，至目前为止，针对使用电脑容易导致颈椎疾病这一问题，除了提醒使用者适时休息外，尚没有从电脑显示器上着手进行解决的办法。
【发明内容】
[0009]本实用新型的目的是为了解决上述的电脑的使用导致颈椎疾病的问题，提出一种可以让人们在使用电脑时，被动地活动颈椎的解决方案。
[0010]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种移动式电脑显示器，包括显示器主体和用于支撑显示器主体的支撑基体，其特征在于，还包括自动驱动显示器主体相对于支撑基体移动的移动驱动机构。
[0011]上述技术方案突破了几十年来均固定放置电脑显示器的常规，前所未有地将显示器设计为移动式的，通过为显示器加设移动驱动机构来驱动显示器主体平稳地移动，以引导使用者随显示器的移动而摇头或俯仰头，进而达到被动地活动颈椎的效果。该技术方案，可以从根本上解决使用电脑易导致颈椎疾病的问题。从更宽泛的意义上讲，这一实用新型，扫除了人类使用电脑过程中的一大障碍，可能会对人类使用电脑带来一次革命。
[0012]在上述技术方案中，所述移动优选为平稳移动，所述平稳是指显示器主体在移动过程中不出现抖动或振动；所述移动可以是连续移动，也可以是断续移动；可以是任何可以改变显示屏位置以引导使用者活动颈椎的移动，如横向(上下)移动、纵向(左右)移动或者是同时或先后包含横向和纵向移动的斜向移动或曲折移动；其移动方式可以是往复移动、或循环移动。其移动类型可以是平面移动，也可以是曲面移动。
[0013]所述移动驱动机构对显示器主体的驱动可以有诸多种实现方案，优选通过较为简单的丝杆螺母传动机构、滑轮机构、齿轮齿条传动机构、凸轮机构、曲柄滑块机构等传动机构配合动力装置实现，其中动力装置优选电机，更优选额定电压5V以下的直流电机，以便于使用USB电源。如选用偏心轮机构还可以实现驱动显示器主体做圆周移动。此外，也可以选择气缸装置配合压缩气源实现对显示器主体的驱动。
[0014]当选择丝杆螺母传动机构驱动显示器主体往复移动时，可以将丝杆装配在支撑基体上，由电机驱动旋转，将螺母与显示器主体固定，螺母通过其上与丝杆配合的螺纹孔装配在丝杆上。
[0015]当显示器主体的移动被设计为横向或倾斜移动时，丝杆将横向或倾斜设置，为了通过显示器主体自身的重力来防止显示器主体随丝杆转动，可以将螺母设置在显示器主体的重心上方。例如显示器主体横向左右移动，丝杆横向设置在支撑基体上，由电机驱动正反向旋转，螺母固定在显示器主体顶边处。显示器主体的重量直接作用在丝杆上，当丝杆旋转时，显示器主体随螺母在丝杆上左右平移。
[0016]由于显示器主体重量较大，为了避免对丝杆抗弯强度要求过高，在显示器主体横向移动的方案中，也可以将显示器通过滑动配合结构(如滑轨机构)设置在支撑基体上，这样显示器主体的重量全部由滑动配合结构承担，对丝杆的抗弯强度要求最低。
[0017]当然，也可以通过在支撑基体上设置针对显示器主体的限位部件的方式限制显示器主体随丝杆转动，或者由支撑基体的某部位直接限制显示器主体的转动。这种非基于显示器主体自身重量的限制转动的方式，对丝杆的设置方向没有要求。这种限制转动的方式最简单的实现结构是，在显示器主体转动方向上设置挡块，或者支撑基体的某部位挡在显示器转动方向上。例如，支撑基体为框架结构，丝杆上端装配在框架结构的上梁上，螺母固定在显示器主体背部的中上部，框架结构的两侧竖梁位于显示器后面，在显示器主体由丝杆吊起的自然状态下，竖梁与显示器背部的两侧部位相接触。为了更好地限制显示器主体随丝杆旋转，还可以将显示器主体直接通过滑动配合结构与支撑基体装配在一起，在实现精确限位的同时，还可以对显示器主体的移动起导向作用，可以实现显示器主体在平面内曲线移动或在曲面内移动。
[0018]当选择凸轮机构驱动显示器主体往复移动时，最适于驱动显示器主体纵向移动。例如，凸轮通过安装轴装配在支撑基体上，位于显示器主体后侧，显示器主体背部对应凸轮上方装配有与凸轮边缘配合的受力部件或设计有与凸轮边缘配合的受力部位。所述显示器主体与支撑基体通过滑动配合结构可相对上下移动地装配在一起。[0019]如果采用凸轮机构驱动显示器主体左右平移，还需要配合复位机构，最为常见且简单的复位方式有弹簧复位。
[0020]当选择滑轮机构驱动显示器主体往复移动时，同样最适于驱动显示器主体上下移动。例如，在支撑基体上设置一定滑轮，绳子一端与显示器主体顶边固定，绳子另一端向上绕过定滑轮后向下固定在收放轮上，收放轮受电机驱动正反转。为防止显示器发生旋转，可以与选择丝杆螺母传动的方式一样通过限位部件或支撑基体上的限位部位来限制。
[0021]同样地，所述显示器主体也可以与支撑基体通过滑动配合结构可相对上下移动地装配在一起。这不仅能够起到防止显示器主体旋转的作用，还可以防止显示器因绳子的牵拉不平衡而发生扭转。
[0022]如果采用滑轮机构驱动显示器主体左右平移，同样需要配合复位机构，如拉伸弹簧。
[0023]当选择齿轮配合齿条的方式驱动显示器往复移动时，所述显示器主体应当与支撑基体通过滑动配合结构可相对移动地装配在一起。优选所述齿轮装配在支撑基体上，由电机驱动，齿条固定在显示器主体上。
[0024]上述几种由电机提供动力源，驱动显示器做往复移动的方案中，反向移动可以通过反向传动机构实现，也可以直接选用具有反转功能的电机。反向的时机，可以通过单片机控制电机实现，也可以在显示器的移动行程的起止点设置触动开关，以触动开关的信号触发反向传动机构动作或控制电机反转。
[0025]当选择气缸装置驱动显示器主体往复移动时，需为气缸装置配置气源。除上下竖直移动外，也应当将显示器主体与支撑基体通过滑动配合结构可相对移动地装配在一起。
[0026]当选择偏心轮机构驱动显示器主体移动时，可以实现显示器主体沿圆周移动。最简单的一种结构是:偏心轮安装轴装配在支撑基体上，由电机驱动，偏心轮外缘装配一圆环，圆环内缘与偏心轮外缘沿周向滑动配合，圆环固定设置在显示器背面重心之上的部位。在偏心轮转动过程中，随着偏心轮圆心绕安装轴转动，显示器主体沿圆周移动。由于重力作用，显示器自身不发生旋转。这种沿圆周转动的移动方案，可以引导使用者像做广播体操中的头部运动一样活动，对预防颈椎疾病有很好的效果。驱动显示器做圆周移动的的另一个优点是，无需做反向运动，驱动机构的结构简单，不需要具有反转功能的电机，也不需要反向移动的控制。
[0027]为了保障电脑显示器整体的稳定性，采用上述各传动机构的方案中，除采用偏心轮驱动圆周移动的方案外，其它方案均优选显示器主体与支撑基体通过滑动配合的结构装配在一起。以避免对丝杆、齿轮安装轴、凸轮安装轴等部件的强度要求过高，并且可以保证显示器主体的移动更加平稳。
[0028]此外，作为一种改进，为了改善使用效果，驱动机构驱动显示器主体移动的同时，可以通过支撑基体与显示器主本间的滑动配合结构实现显示器主体翻转，以调整视线与显示器屏幕之间的角度。比如，显示器主体与支撑基体通过滑动配合的结构装配在一起，所述滑动配合结构的相对滑动路径为圆滑曲线，且曲线所在平面与显示器屏幕垂直。例如，显示器主体与支撑基体通过导轨滑套机构滑动配合装配，所述导轨在垂直显示器屏幕的平面内弯曲，所述导轨与支撑基体固定，滑套与显示器主体固定，滑套在导轨上滑动的过程中，由于导轨的曲线效果，滑套带显示器主体产生翻转。【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为一种通过丝杆螺母传动机构驱动显示器主体移动的移动式电脑显示器结构示意图。
[0030]图2为图1所示移动式电脑显示器升降原理框图。
[0031]图3为一种采用牵引线实现显示器主体升降的移动式电脑显示器结构示意图。
[0032]图4为图3所示移动式电脑显示器的部件分解图。
[0033]图5为图3所示移动式电脑显示器的低位使状态演示图。
[0034]图6为图3所示移动式电脑显示器的高位使状态演示图。
[0035]图7为图3所示移动式电脑显示器升降原理框图。
[0036]图8为用于控制移动式电脑显示器移动的一种微电机控制器电路原理图。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图，以例举具体实例的方式对本实用新型所述的移动式电脑显示器做进一步说明。
[0038]参照图1，该图所示为一种通过丝杆螺母传动机构驱动显示器主体上下垂直移动的移动式电脑显示器应用实例。本例中，电脑显示器由显示器主体4和作为支撑基体的龙门架1，以及作为移动驱动机构的丝杆螺母传动机构组成。
[0039]所述丝杆螺母传动机构包括微电机5、微电机控制器7、丝杆2、螺母3，所述丝杆2上端可转动地装配在所述龙门架I的上梁上，微电机5与龙门架I固定，微电机输出轴与丝杆2的上端联接。
[0040]所述螺母3固定在显示器主体4背部，螺母3通过与丝杆相配合的螺纹孔装配在丝杆2上。
[0041]龙门架I两侧立柱上分别设有直线滑轨，显示器背部对应直线滑轨的部位设有与直线滑轨配合的滑套。一侧龙门架的立柱上，对应显示器主体上下移动的起止点分别设置两个触动开关6、8。
[0042]所述微电机为步进电机或伺服电机，采用5V电脑USB直流电源供电，所述微电机控制器接收两个触动开关6、8的触发信号后，向微电机输出反转控制信号。
[0043]参照图2，该图所示为图1所示采用丝杆螺母驱动的移动式电脑显示器自动上下升降的原理:利用电脑的USB输出电力，通过丝杆的正反向转动，使显示器主体自动上下平移，从而使使用者的眼睛跟着显示器上下移动，进而使颈椎自然而然地做上下运动。
[0044]其工作过程如下:电脑USB电源接入微电机,微电机转动,带动丝杆转动,进一步带动与丝杆连接的显示器上下移动。通过触动开关控制显示器移动行程距离(一旦触碰，微电机即作反向转动)，使显示器作不间断上下往返移动，进而带动使用者眼睛上下移动，以产生带动颈椎作俯仰运动的效果，达到防止颈椎疾病的发生的目的。
[0045]参照图3-6，该图所示为一种采用牵引线实现显示器主体升降的移动式电脑显示器，其包括作为支撑基体的左右立板14、显示器主体15、以及由微电机11、微电机控制器(未示出)、横杆18、平衡块16、牵引线17组成的移动驱动机构。
[0046]所述横杆18装配在左右立板14的上端，所述微电机11与其中一立板固定，微电机11的输出轴与横杆18同轴联接，牵引线17绕过横杆18，牵引线两端分别与平衡块16和显示器主体15固定。
[0047]所述左右立板14内侧各设一导槽12，所述显示器主体15的两侧分别固定两个导销13，所述导销一端与显示器主体固定，另一端插入导槽12内。
[0048]对应显示器主体上下移动的起止点设置有两个触动开关19，所述触动开关19与微电机控制器联接。所述微电机控制器接收触动开关的信号后，改变输出电流方向以控制微电机反转。
[0049]所述导槽12为曲线导槽。与所述显示器主体固定的导销13在曲线导槽内滑动，带动显示器主体翻转。
[0050]上述带有牵引线的移动式显示器，安装过程如下:
[0051]1、将横杆穿入左右立板上端预留的孔内，使横杆能自由转动但不能移动；
[0052]2、将导轨固定在左右立板内侧；
[0053]3、通过牵引线将显示器主体与平衡块连接并置于横杆两侧(平衡块的重量可以选择、调节);
[0054]4、将导销粘贴在显示器两侧(每侧各2个)，并插入导槽内；
[0055]5、将微电机固定在一侧立板外侧,并将轴承插入横杆端部；
[0056]6、将微电机的电源线与电脑的USB接口相连，通过控制电压调节微电机的转速。
[0057]参照图7，上述实施例工作原理如下:
[0058]1、由横杆及左右立板组成的支撑基体，将显示器主体与平衡块悬挂其上，可以根据显示器主体的重量选择平衡块的重量，使其基本等重、保持平衡；
[0059]2、利用电脑USB向微电机供电，通过控制电压调节微电机的转速，微电机在收到触动开关发出来的信号时，反向转动(具体见电路图)；
[0060]3、微电机转动，带动横杆转动，从而使显示器主体上升(平衡块下降)或下降(平衡块上升);
[0061]4、通过在导槽控制导销运动的轨迹，从而控制显示器主体运动路径，并自动调节显不器主体方向；
[0062]5、通过通过控制电压调节微电机的转速，从而控制显示器主体上升或下降的速度；导槽控制导销的运动路径及行程，当导销到达导槽端部，触动开关被触发，微电机反转，从而使得显示器运动方向反向，实现自动上下往复移动。
[0063]参照图8，在上述图1、图5所示的两个实施例中，所述微电机控制器结构及工作原理相同，主要由熔断器，控制电路，调速电路，主电路组成。所述控制电路输入端接触动开关，输出端联接主电路的两个输入端，调速电路并联在主电路的两个输入端之间，通过调节主电路的输入端电压，调节微电机转速。主电路包括两个选择开关，以控制输出端输出正向或反向电压。
[0064]上述两个实施例的优点在于:
[0065]微电机可以通过电压调节控制转速，从而调节显示器上下移动速度(速度很慢，人眼感觉不出来)，通过触动开关控制显示器移动行程并自动作往返运动；
[0066]工作原理简单、直接。工艺复杂度不高，易于加工、推广和实施；
[0067]所需电力很小，只需利用电脑USB输出电压即可，绿色环保、无噪音；[0068]由于在工作的同时，颈椎作自然上下运动，长期使用电脑不会对颈椎产生影响。经过实验用户的对上述两种移动式显示器体验使用，证明本实用新型技术的运用，可以大大缓解长期使用电脑带来的颈椎的不适感。
【权利要求】
1.一种移动式电脑显示器，其特征在于，包括内侧设有导槽的左右立板、显示器主体、以及由微电机、微电机控制器、横杆、平衡块、牵引线组成的移动驱动机构； 所述横杆装配在左右立板的上端，所述微电机与其中一立板固定，微电机输出轴与横杆同轴联接，牵引线绕过横杆，牵引线两端分别与平衡块和显示器主体固定； 所述显示器主体的两侧分别固定两个导销，所述导销一端与显示器主体固定，另一端插入所述导槽内，导销在导槽内滑动； 对应显示器主体上下移动的起止点设置两个触动开关，所述触动开关与微电机控制器联接；所述微电机控制器接收触动开关的信号后，改变输出电流方向以控制微电机反转。
2.根据权利要求1所述的移动式电脑显示器，其特征在于，所述导槽为曲线导槽。
【文档编号】F16M11/18GK203797296SQ201320416044
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年7月15日 优先权日:2013年7月15日
【发明者】王树斌 申请人:王树斌