一种用于吊挂投影机的三轴调节挂臂关节的制作方法

本发明涉及一种吊挂关节，特别是一种用于吊挂投影机的三轴调节挂臂关节。

背景技术：

在安装投影机时，为了不占据地面空间，大部分投影机使用者都会选择将投影机吊挂或者壁挂的安装方式，这两种安装方式都需要用到专用的投影机挂架，为了保证具有指向性的投影图像能准确地投射到指定位置，对投影机挂架的要求一是具有三轴调节功能，即X轴调节俯仰角度、Y轴调节水平转动角度、Z轴调节左右倾斜角度，二是三轴的调节必须具有相当的精度和稳定性，否则就会造成投影图像偏移变形，影响图像质量。

目前常见的投影机挂架其挂臂关节多采用类似于万向节的结构，其中部由一个十字形轴套构成，轴套中穿过两根相互正交的转轴，以保证下方的投影机吊盘获得俯仰角度（X轴）、左右倾斜角度（Z轴）的调节能力，再加上吊盘和上部挂点具有水平转动角度（Y轴）的调节能力，从而实现了三轴调节功能；其调节定位的操作步骤一般可分为粗调、细调、锁定三步，最好由两人配合完成：粗调时一人维持扶正投影机到合适角度，另一人适度锁紧三轴螺栓，使投影机可以维持暂时的定位稳定；细调定位时，一人需用手托举投影机，另一人再以手掰的方式来再次细微修正调节三轴定位角度；确认角度定位好后，锁紧三轴螺栓。

这种挂臂关节结构比较简单，三轴的角度定位完全依靠轴端的锁紧螺栓挤压产生的静摩擦力来维持；在实际使用中这种定位结构和调节方式的挂臂关节存在如下不足：

1．调节过程消耗人工较多；

2．以手掰克服轴端静摩擦力的方式调节角度定位，精度较差；

3．调节过程繁琐，耗时长，过于依赖操作人员经验，尤其是粗调步骤末尾锁紧螺栓的锁紧程度很难把握，需产生的静摩擦力恰好平衡投影机的重力，若过紧则细调时用手就会难以掰动调节，过松则会定位不稳，这给实际调节过程带来很多反复；

4．长期悬吊中，螺栓的材料疲劳或摩擦面锈蚀都可能会影响定位的稳定性和可靠性，如遇意外冲击晃动，原有定位也易被破坏从而改变已经调节好的角度。

技术实现要素：

本发明的目的是针对常见投影机万向节挂臂关节的缺点和不足之处，设计一种可精细调节投影机指向角度，并能自锁定位的投影机挂臂关节，以解决已有技术所存在的上述不足。

解决上述技术问题的技术方案是：一种用于吊挂投影机的三轴调节挂臂关节，包括挂臂固定盘和投影机固定盘，所述挂臂固定盘与投影机固定盘之间通过三轴调节机构连接，所述三轴调节机构包括上U形架、下U形架以及安装在上/下U形架内的X轴调节组件、Y轴调节组件和Z轴调节组件；

所述X轴调节组件包括X轴、X轴齿轮和X轴蜗杆，所述Y轴调节组件包括Y轴、Y轴齿轮和Y轴蜗杆，所述Z轴调节组件包括Z轴、Z轴齿轮和Z轴蜗杆；

所述上U形架与下U形架通过十字转轴组件连接，所述十字转轴组件相互垂直的两条中轴线中心分别连接X轴和Y轴，所述上U形架的开口向下并通过轴孔与Y轴转动连接，下U形架的开口向上并通过轴孔与X轴转动连接；

所述Z轴垂直连接于挂臂固定盘底面，Z轴下端与上U形架顶面转动连接，所述Z轴蜗杆与安装在上U形架顶面一侧的上耳轴支架转动连接，Z轴齿轮固定安装在Z轴下端并与Z轴蜗杆咬合；

所述Y轴齿轮固定安装在十字转轴组件一侧的Y轴上，所述Y轴蜗杆与安装在上U形架一侧的侧耳轴支架转动、并与同侧的Y轴齿轮咬合；

所述X轴齿轮固定安装在十字转轴组件一侧的X轴上，所述X轴蜗杆与安装在下U形架一侧的耳轴支架转动连接、并与同侧的X轴齿轮咬合；

所述下U形架底面与投影机固定盘连接。

其进一步的技术方案是：所述X轴蜗杆、Y轴蜗杆和Z轴蜗杆两端均设有内六角孔。

更进一步：所述下U形架通过螺栓与投影机固定盘连接，所述挂臂固定盘上设有与天花板或墙壁连接的螺孔。

由于采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明之一种用于吊挂投影机的三轴调节挂臂关节具有以下有益效果：

1．本发明之一种用于吊挂投影机的三轴调节挂臂关节，利用蜗杆传动原理，通过蜗杆驱动各轴齿轮转动，从而实现对各轴向的角度调整，由于蜗杆传动传动比大，传动平稳，可通过常用的内六角扳手旋动特定的蜗杆螺丝，对挂臂的三轴分别进行精细的角度调节，整个调节过程简便、快速、精准；

2．由于蜗杆传动比大，调节过程省力，无需他人辅助，一人就可轻松完成；

3．由于蜗杆传动的自锁特性，调节过程中随时都可自锁定位，无需额外锁定操作，且定位后的挂臂还具有良好的稳定性和抗冲击性；

4．设计具有升级空间，有利于产品升级，可通过加装电机驱动，实现本关节的电控调节。

下面，结合附图和实施例对本发明之一种用于吊挂投影机的三轴调节挂臂关节的技术特征作进一步的说明。

附图说明：

图1～图5为本发明之一种用于吊挂投影机的三轴调节挂臂关节结构示意图：

图1为图2之右视图，图2为主视图，图3为图2之左视图，图4为图2之俯视图，图5为立体效果图；

图6为部件拆装分解示意图；

图中：

1—投影机固定盘，2—下U形架，21—耳轴支架，3—Y轴，4—Y轴齿轮，5—Y轴蜗杆，51—内六角孔，6—上U形架，61—上耳轴支架，62—侧耳轴支架，7—Z轴， 8—挂臂固定盘，9—Z轴齿轮，10—Z轴蜗杆，101—内六角孔，11—十字轴套，12—X轴齿轮，13—X轴，14—X轴蜗杆，141—内六角孔。

具体实施方式

一种用于吊挂投影机的三轴调节挂臂关节，包括挂臂固定盘8和投影机固定盘1；

所述挂臂固定盘8与投影机固定盘1之间通过三轴调节机构连接，所述三轴调节机构包括上U形架6、下U形架2以及安装在上/下U形架上的X轴调节组件、Y轴调节组件和Z轴调节组件；

所述X轴调节组件包括X轴13、X轴齿轮12和X轴蜗杆14，

所述Y轴调节组件包括Y轴3、Y轴齿轮4和Y轴蜗杆5，

所述Z轴调节组件包括Z轴7、Z轴齿轮9和Z轴蜗杆10；

所述上U形架6与下U形架2通过十字转轴组件连接，所述十字转轴组件相互垂直的两条中轴中心分别连接X轴和Y轴，所述上U形架的开口向下并通过轴孔与Y轴转动连接，下U形架的开口向上并通过轴孔与X轴转动连接；

所述Z轴调节组件位于上U形架顶面与挂臂固定盘8之间，Z轴7垂直连接于挂臂固定盘8底面，Z轴下端与上U形架顶面转动连接，Z轴蜗杆10与安装在上U形架顶面一侧的上耳轴支架61转动连接，Z轴齿轮9固定安装在Z轴下端并与Z轴蜗杆咬合；

所述Y轴调节组件位于上U形架6一侧，Y轴齿轮4固定安装在十字转轴组件一侧的

Y轴3上，Y轴蜗杆5与安装在上U形架侧面的侧耳轴支架62转动连接、并与同侧的Y轴齿轮咬合；

所述X轴调节组件位于下U形架2一侧，X轴齿轮12固定安装在十字转轴组件一侧的X轴13上，X轴蜗杆14与安装在下U形架一侧的耳轴支架21转动连接、并与同侧的X轴齿轮咬合；

所述下U形架2底面通过螺栓与投影机固定盘1连接，螺栓松弛时投影机固定盘可相对下U形架绕螺栓转动，调节好角度后可将螺栓锁紧。

所述X轴蜗杆、Y轴蜗杆和Z轴蜗杆两端均设有内六角孔（以便使用内六角扳手从任意一端旋动蜗杆）。

所述挂臂固定盘上设有与天花板或其它悬挂点连接的螺孔。

上述实施例为交加的实施方案之一，本装置的使用并不仅仅限于此，也可用于吊挂其他需要调节角度的设备。

说明：

挂臂固定盘用于连接为关节提供稳固物理固定的物件，如挂臂杆端、支架或是天花板。此处挂臂关节支点外形仅为示意，其具体结构和与物理固定点的连接方式可根据需要设定；

投影机固定盘用于连接投影机，投影机固定于其下方，此处投影机固定盘外形仅为示意，其具体结构可根据需要设定；

X轴和Y轴嵌入十字转轴组件与其固定为一体，不可相对十字转轴组件转动；

X轴齿轮、Y轴齿轮分别套在X轴、Y轴一端，并通过轴销固定，使齿轮不会相对于X轴和Y轴发生转动；

上U形架通过Y轴与十字转轴组件连接，可以绕Y轴转动；

下U形架通过X轴与十字转轴组件连接，可以绕X轴转动；

Y轴蜗杆通过上U形架上的侧耳轴支架安装，Y轴蜗杆可以在侧耳轴支架孔内转动；

X轴蜗杆通过下U形架上的耳轴支架安装，X轴蜗杆可以在耳轴支架孔内转动；

Z轴与挂臂固定盘固定为一体，不可发生相对转动；

Z轴齿轮套在Z轴下端，并通过轴销固定，使Z轴齿轮不会相对于Z轴转动；

Z轴下端与上U形架顶面转动连接，上U形架可以绕Z轴转动；

Z轴蜗杆通过上U形架上的上耳轴支架安装，Z轴蜗杆可以在上耳轴支架内转动；

投影机固定盘通过中部的一颗螺栓与下U形架顶面连接，螺栓松弛时投影机固定盘可相对下U形架绕螺栓转动；螺栓锁紧时投影机固定盘不可相对下U形架绕螺栓转动。

使用调节方法：

Y轴向为投影机左右倾斜轴， X轴向为投影机俯仰轴，Z轴为投影机水平转轴；

用内六角扳手旋动Y轴蜗杆，Y轴蜗杆推动Y轴齿转动，于是十字转轴组件相对上U形架转动，实现左右倾斜调节；

用内六角扳手旋动X轴蜗杆，X轴蜗杆推动X轴齿转动，于是下U形架绕X轴相对十字转轴组件转动，实现俯仰调节；

用内六角扳手旋动Z轴蜗杆，Z轴蜗杆推动Z轴齿转动，于是上U形架带动关节整体绕Z轴相对Z轴组件转动，实现水平旋转调节；

由于蜗杆传动的自锁特性，可以自锁各轴角度。