本发明涉及屏幕挂架技术领域，尤其涉及一种气动调节挂架。
背景技术
投影机的组成部分较多，因此零部件较多，仅光学引擎就有众多零部件，这些零部件组合成很长的尺寸链，而每个零部件均有加工公差和装配公差，因此光线经过此复杂系统(光学引擎)后会偏离原来的理论路径，加之光学引擎需要固定在整机底壳组件上，即光学引擎与底壳组件会发生配合关系，此配合公差会进一步影响光线的传播路径。因每台投影机零部件的加工公差和装配公差不尽相同，导致的最终结果是：不同投影机的光线传播路径有差异，比如当投影调整到100寸时，不同投影机的投影高度不尽相同。
为保证墙上的屏幕能够适用于不同投影高度的投影机，现有技术的屏幕挂架将用于与墙体固定的部分和用于与屏幕固定的部分做成相对位置沿竖直方向可调的，实际调节时，需要两个人借助螺丝刀或其他工具同时在屏幕两侧进行操作，导致调节不方便、人工成本高，若两人调节不同步，屏幕还会有倾斜风险。
技术实现要素：
本发明的实施例提供一种气动调节挂架，可解决现有屏幕挂架在调节屏幕高度时因需要两个人借助螺丝刀或其他工具同时在屏幕两侧进行操作而导致调节不方便、人工成本高以及屏幕有倾斜风险等问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种气动调节挂架，包括用于与墙体固定的固定单元和用于与屏幕固定的移动单元，所述移动单元与所述固定单元沿竖直方向滑动连接，还包括沿竖直方向设置的气弹簧，所述气弹簧的压力缸与所述固定单元和所述移动单元中的一个固定，所述气弹簧的活塞杆与所述固定单元和所述移动单元中的另一个固定，以为所述移动单元提供向上的支撑力。
本发明实施例提供的气动调节挂架，由于包括用于与墙体固定的固定单元和用于与屏幕固定的移动单元，所述移动单元与所述固定单元沿竖直方向滑动连接，还包括沿竖直方向设置的气弹簧，所述气弹簧的压力缸与所述固定单元和所述移动单元中的一个固定，所述气弹簧的活塞杆与所述固定单元和所述移动单元中的另一个固定，以为所述移动单元提供向上的支撑力，因此在实际应用中可根据屏幕重力对该支撑力的大小进行设计(具体的，通过气弹簧压力缸内充气的气压大小和气弹簧活塞两侧面积的大小来对该支撑力的大小进行设计)，使该支撑力等于屏幕重力，这样移动单元即可处于受力平衡状态，从而使移动单元与其上的屏幕均相对于墙体静止；
当需要将屏幕调高时，只需一个人向上拖拽屏幕，此时，人对屏幕向上的拖拽力会打破原来的力平衡，使移动单元和屏幕向上运动，当屏幕运动到合适位置时，即屏幕的显示区域与投影机的投影刚好吻合时，松开屏幕，此时，人对屏幕向上的拖拽力消失，移动单元重新处于力平衡状态，屏幕则停止运动并保持静止；当需要将屏幕调低时，只需一个人向下拖拽屏幕，此时，人对屏幕向下的拖拽力会打破原来的力平衡，使移动单元和屏幕向下运动，当屏幕运动到合适位置时，即屏幕的显示区域与投影机的投影刚好吻合时，松开屏幕，此时，人对屏幕向下的拖拽力消失，移动单元重新处于力平衡状态，屏幕则停止运动并保持静止；
也就是说，本发明实施例提供的气动调节挂架在调节屏幕高度时只需一个人向上或向下拖拽屏幕即可，即无需借助螺丝刀或其他工具进行操作，从而使调节更方便；也无需两个人去操作，从而降低了人工成本，同时避免了因两人调节不同步而导致屏幕倾斜的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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。
图1为本发明实施例气动调节挂架的应用场景示意图；
图2为本发明实施例气动调节挂架中移动单元相对于固定单元沿竖直方向移动的过程示意图；
图3为本发明实施例气动调节挂架中气弹簧的示意图；
图4为本发明实施例气动调节挂架中气弹簧的原理图；
图5为本发明实施例气动调节挂架的透视图之一；
图6为本发明实施例气动调节挂架的透视图之二；
图7为本发明实施例气动调节挂架中第一部分和第二部分的示意图；
图8为本发明实施例气动调节挂架的剖视图之一；
图9为本发明实施例气动调节挂架中嵌入件与中间件的爆炸图；
图10为本发明实施例气动调节挂架中滑槽与中间件连接的示意图；
图11为本发明实施例气动调节挂架中挂接槽的示意图；
图12为本发明实施例气动调节挂架的爆炸图；
图13为本发明实施例气动调节挂架的剖视图之二；
具体实施方式
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段分实施例，而不是全段的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1至图3为本发明实施例气动调节挂架100的一个具体实施例，本实施例中的气动调节挂架100，包括用于与墙体200固定的固定单元1和用于与屏幕300固定的移动单元2，移动单元2与固定单元1沿竖直方向滑动连接，还包括沿竖直方向设置的气弹簧3，气弹簧3的压力缸31与固定单元1和移动单元2中的一个固定，气弹簧3的活塞杆32与固定单元1和移动单元2中的另一个固定，以为移动单元2提供向上的支撑力。
其中，参照图4，气弹簧3是由一个密闭的压力缸31和可以在压力缸31内滑动的活塞33及活塞杆32组成的以压缩气体为贮能介质的机构。压力缸31内充有高压气体，气体压强p作用在活塞33两侧表面上，由于气体分别作用于活塞33有杆面的压力f2和无杆面的压力f1不一样，因此形成了活塞杆32向上的推力f，f＝f1－f2＝p×s1－p×(s1－s2)＝p×s2。
本发明实施例提供的气动调节挂架100，由于包括用于与墙体200固定的固定单元1和用于与屏幕300固定的移动单元2，移动单元2与固定单元1沿竖直方向滑动连接，还包括沿竖直方向设置的气弹簧3，气弹簧3的压力缸31与固定单元1和移动单元2中的一个固定，气弹簧3的活塞杆32与固定单元1和移动单元2中的另一个固定，以为移动单元2提供向上的支撑力(即上述推力f)，因此在实际应用中可根据屏幕300的重力对该支撑力的大小进行设计(具体的，通过气弹簧3压力缸31内充气的气压大小和气弹簧3活塞33两侧面积的大小来对该支撑力的大小进行设计)，使该支撑力等于屏幕300的重力，这样移动单元2即可处于受力平衡状态，从而使移动单元2与其上的屏幕300均相对于墙体200静止；
当需要将屏幕300调高时，只需一个人向上拖拽屏幕300，此时，人对屏幕300向上的拖拽力会打破原来的力平衡，使移动单元2和屏幕300向上运动，当屏幕300运动到合适位置时，即屏幕300的显示区域与投影机的投影刚好吻合时，松开屏幕300，此时，人对屏幕300向上的拖拽力消失，移动单元2重新处于力平衡状态，屏幕300则停止运动并保持静止；当需要将屏幕300调低时，只需一个人向下拖拽屏幕300，此时，人对屏幕300向下的拖拽力会打破原来的力平衡，使移动单元2和屏幕300向下运动，当屏幕300运动到合适位置时，即屏幕300的显示区域与投影机的投影刚好吻合时，松开屏幕300，此时，人对屏幕300向下的拖拽力消失，移动单元2重新处于力平衡状态，屏幕300则停止运动并保持静止；
也就是说，本发明实施例提供的气动调节挂架100在调节屏幕高度时只需一个人向上或向下拖拽屏幕即可，即无需借助螺丝刀或其他工具进行操作，从而使调节更方便；也无需两个人去操作，从而降低了人工成本，同时避免了因两人调节不同步而导致屏幕倾斜的问题。
上述气弹簧3可以为一个，也可以为多个，图5、6中示例为两个，通过两个气弹簧3为移动单元2提供两个支撑力，可使移动单元2移动时更加平稳，从而避免了屏幕300倾斜。
进一步的，参照图5至图7，固定单元1和移动单元2中的一个包括壳体，固定单元1和移动单元2中的另一个包括嵌入件11和与嵌入件11连接的伸出件12，嵌入件11嵌入于壳体的内部空腔中，且与壳体沿竖直方向滑动连接，伸出件12远离嵌入件11的一端伸出至壳体外，且用于与墙体200或屏幕300固定，壳体上开设有允许伸出件12相对于壳体沿竖直方向滑动的避让槽a，以保证壳体和嵌入件11可相对滑动，气弹簧3设于壳体的内部空腔中，由此使得气动调节挂架100从外观上只能看到壳体和伸出件12的一部分，其他部件(例如气弹簧3、嵌入件11)均被壳体包裹，从而使气动调节挂架100的结构整体性更高，外观更加简洁。
嵌入件11的实施方式较多，例如，嵌入件11可以是滑动配合于壳体内部空腔中的块状结构，此时，块状结构与壳体内部空腔的厚度(图8中沿箭头a所示方向的尺寸)相匹配；而本实施例中嵌入件11包括竖直设置的板状本体111和一一对应设于板状本体111沿水平方向的两个边沿处的两个滑动部112，参照图8、图9，两个滑动部112均与壳体沿竖直方向滑动连接，以使板状本体111的侧面与壳体的内表面分离；相比块状结构，本实施例的板状本体111更加节省材料，重量更轻，且与壳体之间的磨损更小，因此优选本实施例。
具体的，参照图9和图10，滑动部112为竖直的滑槽，壳体上对应滑槽的位置设有竖直的导向柱b，滑槽与导向柱b通过位于二者之间的中间件c滑动连接，该中间件c可填充滑槽与导向柱b之间的间隙，从而使滑槽和导向柱b的相对滑动更平稳，中间件c的材料为pom(polyformaldehyde，聚甲醛)，pom材料的摩擦系数小，可使滑槽和导向柱b的相对滑动更顺畅。
优选的，中间件c沿竖直方向的两端均设有凸耳d，两个凸耳d将滑槽夹于二者之间，由此即可使中间件c与滑槽的相对位置固定，当然，中间件c与滑槽的固定方式较多，但相比其他固定方式，本实施例不仅固定的更稳定，且固定起来更方便。
参照图8，气弹簧3的压力缸31与板状本体111的侧面(位于板状本体111的顶面和底面之间)固定，此时气弹簧3的压力缸31与板状本体111沿板状本体111的厚度方向重叠，这样可在竖直方向上减小气弹簧3和板状本体111共同占用的空间，从而可减小壳体沿竖直方向的尺寸，进而使气动调节挂架100更加小型化。
在上述实施例的基础上，参照图8和图9，本实施例中板状本体111的侧面设有用于安装气弹簧3的压力缸31的安装槽e，由此使得气弹簧3的压力缸31可与板状本体111固定的更加稳定。
为了便于运输，本实施例中伸出件12包括第一部分121和位于第一部分121与嵌入件11之间的第二部分122，第一部分121用于与墙体200固定，第二部分122一端与第一部分121挂接，另一端与嵌入件11可拆卸连接(例如螺钉9连接)，由此即可在运输时将第一部分121、第二部分122以及嵌入件11拆开，从而减小了气动调节挂架100沿垂直于屏幕300方向的尺寸，进而方便了运输。
参照图11，第一部分121上设有挂接槽m，挂接槽m包括扩口段m1和挂接段m2，扩口段m1的开口较大，可方便第二部分122靠近第一部分121的一端滑入扩口段m1，进而滑入挂接段m2进行挂接，挂接好之后，第二部分122与第一部分121在竖直方向上相对固定，从而防止了在上下扳动屏幕300时第二部分122从挂接槽m内脱出，进而保证了挂接的稳定性。
参照图12，壳体的顶部和底部还设有允许嵌入件11和气弹簧3通过的开口4，这样可方便将嵌入件11和气弹簧3安装于壳体内，开口4处还分别设有盖板5，嵌入件11和气弹簧3安装于壳体内之后，可通过盖板5将开口4遮挡，气弹簧3的压力缸31通过第一固定件6固定于嵌入件11上，气弹簧3的活塞杆32通过第二固定件7固定于壳体上。
为了避免因小孩拖拽屏幕300(或其他外力)而导致屏幕300原来的受力平衡被破坏，进而移位，本实施例中移动单元2的侧面设有螺纹孔，螺纹孔内配合设置有螺钉8(图13中示例为四处)，螺钉8可与固定单元1的侧面抵接，由此即可在屏幕300高度调节完毕后，将所有螺钉8拧紧，从而使移动单元2与固定单元1的相对位置固定，此时，当小孩拖拽屏幕300时，螺钉8与固定单元1之间的摩擦力足以抵消小孩的拖拽力，从而避免了屏幕300移位。
另外，在气动调节挂架100出厂时也可将上述螺钉8拧紧，从而实现了气动调节挂架100出厂时移动单元2与固定单元1相对位置的固定。
气动调节挂架100各个部件的连接关系说明如下：
第一部分121与墙体200固定，第二部分122一端与第一部分121挂接，另一端与嵌入件11连接，气弹簧3的压力缸31与嵌入件11固定。此部分整体相对于墙体200静止。
壳体与屏幕300固定，气弹簧3的活塞杆32与壳体固定。当上下扳动屏幕300时，此部分整体可相对于墙体200上下移动，从而实现了屏幕300相对于墙体200的上下运动。
根据投影机投影高度的最大值h与最小值h之差△h(因同一型号的不同投影机个体，光线投影的偏差不同，偏差大时光线投影高，偏差小时光线投影低。偏差最大时投影高度h与偏差最小时投影高度h之间的差值记为△h)，投影高度差的安全余量为i(为确保屏幕300的调节范围能覆盖△h值，需要留有调节安全余量i)，确定气动调节挂架100的行程l＝△h+i。图2中位于中间的图(中间位置)记为0，位于左侧的图(最低位置)记为-(l/2)，位于右侧的图(最高位置)记为(l/2)，气动调节挂架100出厂时处在中间位置，实际调节时可根据投影机投影的实际高度对应向上或者向下调节。
另，气动调节挂架100可以满足激光显示屏幕300的实际使用要求，其性能指标如下：
气密性：80±2℃×4h→20±2℃×2h→-40±2℃×4h→20±2℃×2h，2次循环后，测量力学性能，f1的变化率应不大于8％。可以满足激光显示屏幕300的实际存储和使用要求。
耐久性：4～6次/min进行25000次循环，每循环2500次后，测量力学性能，f1的变化率应不大于8％。激光显示屏幕300只是在初期安装调试过程中会调节，或者有换机情况发生时需要调节，其余时间均保持静止不动。故气弹簧3的耐久力可以满足激光显示屏幕300的实际使用要求。
耐腐蚀性：在最小压缩状态下，进行48h的中性盐雾试验，气弹簧3的镀层应符合gb6461中5.2条b的规定，涂覆层应符合gb1740中一级的规定。可以满足屏幕300的仓储运输要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。