多臂显示反顶点机制的制作方法

本公开通常涉及用于平板显示器的可调节计算机显示器安装装置，例如触摸屏显示器和/或液晶显示器（lcd）屏幕。具体地，而非绝对地，涉及用于显示器的多位置防倾倒支撑系统、装置和方法，其中枢转连接臂的一端连接到桌子上，且枢转连接臂的另一端附接到显示器支架的基座，使得当显示器以主要水平触摸模式远离基座延伸时，枢转连接的臂通过将保持基座靠近桌面以防止基座倾倒。

背景

触敏桌面屏幕显示器通常具有至少两种不同的使用模式。一种模式是监控模式，相对于桌面表面，其中屏幕主要以垂直方向定位，并保持在显示器基座上。第二模式是触摸模式，其针对触摸屏使用进行了优化，其中显示器从显示器基座延伸，并且相对于桌面，屏幕主要位于水平方向。传统上，用户被迫决定这两个方向中的哪一个，主要垂直的或主要水平的，以放置屏幕。每当屏幕从监控模式（主要是垂直）变到触摸模式（主要是水平）时，设备的中心通常会延伸超过显示器基座的边缘。这会产生倾倒状态，如果不加固定，显示器基座将会倾倒。

目前可以使用几种防止显示屏倾倒的方法，许多方法使用带子或支架来保证显示器不会倾倒。虽然这些固定方法似乎在控制倾倒方面很有效，但它们使得在桌面上移动显示器变得困难。不幸的是，由于用户通常具有不同的个人人体工学需求，因此移动显示器的能力是显着的。

因此，其他显示器安装支撑方法试图通过使用水平铰接臂来提供超过仅在使用带子或支架时可用的一些移动，使得显示器的重量由铰接臂完全支撑。这种方法要求臂足够坚固以支撑显示组件的全部重量。然而，在使用铰接臂支撑显示器全部重量的配置中，每当显示器从监控模式（主要是垂直）延伸到触摸模式（主要是水平）时，显示器的重心移动远远超出铰接显示臂的一端。

总之，迄今已知的多模式触摸屏显示器定位系统、装置和方法通常保证显示器不会倾倒，但是一旦被固定，就相对不可移动。和/或当显示器过度扩展时就会不稳定。另外，已知的用于支撑监视器重量的多模式触摸屏显示器定位系统、装置和方法的另一个困难是触摸屏显示器不稳定，并且太容易沿水平面移动。这种不稳定性导致摇晃的触摸屏监视器，并且最终导致在触摸模式中以及在触摸模式到监控模式之间转换时的不良用户体验。

附图说明

当结合附图阅读时，从详细描述中可以最好地理解本公开的各个方面。附图示出了本公开的各种不同方面、特征和实施例，因此应当理解的是，范围内所示实施例仅仅是代表性的而非绝对的。现在将参考附图描述本公开，其中相同的数字表示相同的元件。

图1示出了根据至少一个实施例的多臂显示器防倾倒机构和桌面显示器环境。

图2示出了根据一个实施例的多臂显示器防倾倒机构的侧视图，如前面图1所示，计算机显示器被定位在扩展触摸模式中，并夹紧到桌子上。

图3示出了根据一个实施例的枢转连接的防倾倒臂的透视图，该防倾倒臂被夹紧到桌子上，并附接到显示器基座。

图4示出了根据一个实施例的防倾倒臂的透视图，该防倾倒臂通过双铰链组件连接到使用桌面附件的可选显示器基座和桌子上。

图5示出了根据一个实施例的显示器基座的透视图，该显示器基座在监控模式（主要是垂直的）下支撑显示器，并且枢转地连接到夹在桌子上的防倾倒臂。

图6示出了根据一个实施例的显示器基座的侧视图，该显示器基座先前在图5中示出，再监控模式（主要是垂直的）下支撑显示器，并且枢转地连接到夹在桌子上的防倾倒臂。

图7示出了根据一个实施例的显示器基座的透视图，该显示器基座在触摸模式（主要是水平的）下支撑显示器，并且枢转地连接到夹在桌子上的防倾倒臂。

图8示出了根据一个实施例的显示器基座的侧视图，该显示器基座先前在图7中示出，在触摸模式（主要是水平的）下支撑显示器，并且枢转地连接到夹在桌子上的防倾倒臂。

具体实施方式

如前所述，存在与当前如何使用大型触摸屏显示器相关的若干问题。当使用带有鼠标和键盘的显示器时，最佳位置是远离用户并且处于主要垂直方向。当使用显示器进行触摸输入时，最佳位置降低，处于更接近用户的更加水平的位置。由于触摸屏显示器旨在用于两个位置，因此用户应该能够几乎毫不费力地在不同模式之间切换。根据本发明的各种实施例，描述了可调节的触摸屏显示器定位防倾倒系统、装置和方法，其克服了迄今已知的这种通用类型的触摸屏显示器定位方法、装置和系统的上述缺点。将任何倾覆力传递到水平表面连接点。另外，所描述的实施例提供了防倾倒机构，以防止在倾倒力施加在显示器基座上时，计算机显示设备倾倒。

在一个实施例中，多位置显示器防倾倒支撑系统、装置和方法将枢转连接臂的一端连接到桌子，并将枢转连接臂的另一端连接到展示架的基座。这种构造使得枢转连接的臂能够通过保持基座靠近桌面而防止基座倾倒。特别是每当显示器在触摸模式下远离基座延伸时，其将显示器定位在主要水平位置。为了补偿这种过度延伸，通常需要非常长的杠杆臂用于铰接臂的基部，以提供必要的支撑。然而，当附接到桌子时，多位置显示器防倾倒支撑系统、装置和方法不再需要延伸的或冗长的杠杆臂。相反，可以调节枢转连接的臂，以根据用户的个人人体工程学需要，将显示器定位在桌面上，而不会由于潜在的倾倒条件而施加位置约束。

在至少一个实施例中，防倾倒机构包括至少两个臂。在一个实施例中，一个臂可枢转地连接到桌子，另一个臂可枢转地连接到显示器基座，该显示器基座可以重新定位在桌子的水平面上。显示器基座或连接到显示器基座的支脚提供与桌子水平面的支撑接触。在一个实施例中，每当施加在显示器基座上的倾倒力时，显示器基座将通过臂平放在桌面上，从而将倾倒力传递到水平面连接点。在一个实施例中，所有其他臂连接件可枢转地和/或串联地彼此连接。在一个实施例中，枢转连接可以使用销来将枢轴约束到水平轴向旋转。

在以下详细描述中，参考形成其一部分的附图，其中相同的数字始终表示相同的部件，并且其中通过说明的方式示出了可以实施本公开的具体实施例。将使用本领域技术人员通常采用的术语来描述说明性实施例的各个方面，以将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员。然而，这里描述的实施例可以仅用所描述的一些方面来实施。出于解释的目的，可以阐述具体的数字、材料和构造以提供对说明性实施例的透彻理解。然而，可以在没有具体细节的情况下实施这里描述的实施例。在其他情况下，省略或简化了众所周知的特征，以免模糊说明性实施例。此外，可以以有助于理解本文描述的实施例的方式将各种操作描述为多个离散操作；然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必须依赖于顺序。特别是，这些操作不需要按呈现顺序执行。

应当理解的是，在不脱离本公开范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，并且本公开的一部分的范围由权利要求和附图及其等同物限定。

在整个说明书和附图中，除非上下文另有明确规定，否则以下术语至少采用本文明确相关的含义。以下确定的含义不旨在限制术语，而仅仅提供使用这些术语的说明性示例。“一”，“一个”和“该”的含义可以包括对单数和复数的引用。说明书中对“一个实施例”或“实施例”或“其他实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中，但不一定包括在本公开的所有实施例中。“其中”的含义可以包括“其中”和“其上”。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“在各种实施例中”或“在一些实施例中”等被重复使用。说明书中各处的这些短语不一定都指代相同的实施例，除非上下文另有规定。出于本公开和随后的权利要求的目的，术语“耦合”和“连接”已经用于描述各种元件如何接合。术语“连接”或“耦合”可以表示物件之间的直接连接，通过一个或多个媒介的间接连接，或者可以不构成所连接物件之间的直接机械连接、系统连接、物理连接或其他连接的方式。这里使用的术语“桌子”可以表示一件家具。然而，术语“桌子”也可以应用于其他桌子、工作台面或能够保持显示组件的任何其他基本上水平的表面。除非上下文另有明确规定，否则这里使用的术语“可重新定位”、“可变的”和“可调节的”被认为是同义的和可互换的，并且通常参考显示器和/或显示器基座的移动和/或改变位置。这里使用的术语“基本水平”和“基本垂直”是相互关联的术语，并且可以包括彼此基本垂直的表面。还应注意的是，尽管纯水平表面通常优选作为桌面表面，但倾斜的水平表面也可用作桌面表面。因此，在本说明书中“基本水平”内使用的术语“基本”主要旨在包括用于触敏显示屏的所有期望的工作表面角度。另外，在本说明书中“基本垂直”内使用的术语“基本”主要是为了包含显示屏的所有期望的显示表面角度。显然，这些“基本水平”和“基本垂直”的平面可以根据使用者的个人人体工程学需要进行调节。

现在详细参考附图中所示实施例的描述。本申请中描述的特定实施例提供了可调节多臂显示器定位防倾倒系统、装置和方法的特定情况实施方案。虽然结合附图和相关说明描述了实施例，但是并不意图将范围限制于这里公开的实施例。相反，其目的是涵盖所有备选方案、修改方案和等同方案。在备选实施例中，可以添加或组合附加设备或所示设备的组合，而不将范围限制于本文公开的实施例。

参考图1，示出了桌面显示环境100，其包括键盘14、显示器15，其附接到根据至少一个实施例的安装在桌子13上的多臂显示器防倾倒机构110。图2提供了根据一个实施例配置的具有多臂显示器防倾倒机构110的桌面显示器环境200的侧视图。如图1和图2所示，夹具壳体7和夹具螺钉组件8压缩地连接到桌子13。夹具螺钉组件8包括螺纹部分及头部，该螺纹部分穿过夹具壳体7的一端，旋转头部以将螺钉用作桌子上的螺纹紧固件。在一个实施例中，夹具螺钉组件8包括一个支脚，并且可以根据桌子13的厚度垂直地调节。销组件6刚性地连接到夹具壳体7上。销组件6穿过桌臂2并枢转连接。销组件6被盖住以防止桌臂2从夹具壳体7上抬起。销组件5穿过基座臂1和桌臂2并枢转连接。销组件5的两端盖住，以防止基座臂1和桌臂2分离。销组件3穿过基座臂1、衬套4，连接到显示器基座11上并枢转连接。销组件3允许显示器基座11向桌面13向下垂直移动。在一个实施例中，销组件3、销组件5和销组件6由实心钢轴制成。在其他实施例中，销可以是中空铝轴、硬化塑料或能够产生销的任何其他材料，该销将臂的枢转约束为水平轴向旋转。在一个实施例中，销组件3、销组件5和销组件6由分开的部件制成，通常由与臂（1和2）、显示器基座11和/或夹具壳体7中使用的材料不同的材料制成。在其他实施例中，销可以是形成一个可调节身体的附属物。例如，如果臂是一端具有90度弯曲的金属圆柱体，则弯曲端部可以用作相邻构件的销钉。在一个实施例中，销组件3、销组件5和销组件6与臂1和臂2、显示器基座11和/或夹具壳体7直接接触。在其他实施例中，衬套和/或轴承可用于在销和相邻构件之间提供间接接触。在一个实施例中，销组件3、销组件5和销组件6用螺母盖住，以防止销垂直滑出组件。在其他实施例中，销可以压配合到相邻构件上或者通过卡环或其他装置保持，以防止销垂直滑出。

显示器基座11连接到支脚10和支脚9。显示器支架12刚性地连接到显示器基座11上。在一个实施例中，显示器支架12和显示器基座11是两个单独的部件。然而，在其他实施例中，显示器支架12和显示器基座11可以形成为单个单元。显示器支架12可枢转地连接到显示器臂17和电缆16。显示器臂17可枢转地连接到显示器15。在一个实施例中，显示器15包括连接到显示器支撑框架的平面显示器面板，适于容纳平面显示器面板，显示器15连接到显示器臂17。显示器电缆16连接到显示器15，使得显示器15的倾斜受到显示器臂17,移动的影响。

在一个实施例中，显示器电缆16包括基于触摸屏显示器15旋转的凸轮。更具体地，凸轮由至少一个显示器电缆16包裹。凸轮还附接到触摸屏显示器。显示器臂17附接到凸轮的中心。当显示器臂17向下落时，至少一个显示器电缆16拉动凸轮的侧面并展开凸轮。这种展开改变了凸轮的倾斜，从而也改变了显示器的倾斜度。所描述的基于旋转方法的凸轮允许通过在带接触点处限定凸轮的半径来控制屏幕扭矩。这种扭矩控制对于失重操作至关重要。尽管基于旋转的凸轮具有优点，但是应该注意的是，也可以使用其他可接受的方法来在监控模式和触摸模式之间旋转触摸屏显示器。

在一个实施例中，桌子13指的是一件家具。然而，术语桌子也可以应用于其他桌子、工作台面或能够保持显示组件的任何其他水平工作表面。

在一个实施例中，夹具壳体7和夹具螺钉组件8压缩地连接到桌子13。或者，夹具壳体7可通过弹簧压缩、贴合的壳体、以任一其他方式胶合或附接到桌子13，以在夹具壳体7于桌子13之间形成以刚性连接。

在一个实施例中，只有两个臂，基座臂1和桌臂2，用于连接夹具壳体7和显示器基座11。然而，在其他实施例中，可以串联连接更多数量的中间臂以连接两个点，显示器基座和桌子。在一个实施例中，每个臂可与其他臂互换。例如，在不同的构造中，基座臂1可以用作桌臂2和/或桌臂2可以用作基座臂1和/或中间臂可以用作基座臂1和/或桌臂2。使用多个臂为桌子13上的显示器基座11提供了更大的移动范围。

在一个实施例中，销组件6沿水平面约束与臂2的枢转连接。然而，在其他实施例中，附件无须刚性的。例如，附件可以使用球形接头、电缆连接或臂2和夹具壳体7之间的其他类似的柔性连接。使用柔性连接，例如所描述的多轴连接，允许显示器基座11从桌13上提升。如果枢转臂组件中的所有其他枢转连接使用销来将枢转范围限制为水平轴向旋转，则仍然可以防止显示器基座11朝向显示器15的方向倾倒。类似地，销组件5可以由柔性连接代替，并可实现类似的结果，只要枢转臂组件中的所有其他枢转连接使用销来将枢转范围限制为水平轴向旋转。

图示的基座11包括两个前支脚10和两个后支脚9。但是，其他实施例可包括额外的支脚或甚至比图1-2中所示的更少的支脚。例如，图5-8示出了另一个实施例，其中基座仅有两个脚。在一个实施例中，支脚9和支脚10由毡制成。但是，可以使用聚乙烯或特氟龙或类似的耐用但低摩擦的材料。在一个实施例中，支脚9和支脚10可在桌子13上滑动。这样做使显示器基座11围绕桌面13表面移动，并且铰接销组件3、销组件5和销组件6以及臂1和臂2。在一个实施例中，如图所示。图2中，支脚9和支脚10支撑显示器基座11。在其他实施例中，可以从设计中排除一个支脚或多个支脚，例如支脚9，使得显示器基座11由单脚或前脚10支撑。如果销组件3和销组件5仅允许水平轴向旋转，并且不允许垂直行程，则显示器基座11由夹具壳体7支撑。

在一个实施例中，显示器支架12刚性地附接到显示器基座11。在其他实施例中，显示器支架12可枢转地附接到显示器基座11，以进一步帮助显示器15的移动。

现在将参照图1和图2描述实施例某些方面的说明性操作。图1和图2示出了安装在桌子13上的防倾倒臂构造的一个实施例的不同视图。如图1所示，支脚9和支脚10与桌子13的表面接触。每当显示器15在显示器基座11的边缘上延伸时，整个显示器组件的重心改变，并超出边缘。这种过度延伸将在显示器基座11上施加倾倒力，可能导致显示器基座11与显示器15相对的边缘相对于桌子13抬起。庆幸的是，销组件3、销组件5和销组件6的组合，基座臂1和桌臂2的组合，以及夹具壳体7和夹具螺钉组件8的组合提供了与桌子13的刚性水平面连接。每当施加倾倒力时，这种水平面连接防止显示器基座11从桌面13抬起。

在一个实施例中，销组件3具有可以通过基座臂1垂直移动的轴，允许显示器基座接触桌面13。这可以在衬套4和基座臂1之间产生一定程度的松弛。通过拧紧销组件106的盖子，可以减少这种松弛。然而，调节其它位置，以便从销组件3、销组件5和销组件6中去除松弛。

在一个实施例中，显示器15通过显示器臂17和电缆16之间的连接而延伸和旋转。在其他实施例中，显示器15可通过枢转连接到两个刚性臂或任何其他能够将显示器15同时朝向监控模式和触摸模式的方法来进行延伸和旋转。

如前所述，图2根据一个实施例提供了桌面显示环境200的侧视图，其具有键盘14、显示器15和附接到桌子13的多臂显示器防倾倒机构210。值得注意的是，图2示出了多臂显示器防倾倒机构210将计算机显示器15定位在扩展触摸模式中，其中显示器15在键盘14上延伸。枢转连接的防倾倒桌臂2的一端被夹紧连接到桌子13，基座臂1的另一端连接到显示器基座11。

参考图3，根据一个实施例，桌面显示器环境300示出了可枢转连接的防倾倒臂的几个部件，其被夹在桌子13上，并且附接到显示器基座。在一个实施例中，显示器支架12刚性地连接到显示器基座11。在其他实施例中（见图5-8），显示器支架12可枢转地连接到显示器基座11，以进一步帮助显示器15的定位和移动。

参考图4，根据至少一个实施例，桌面显示环境400示出了经由双铰链组件（40a，40b，40c，41，42）附接到显示器基座11和备用台附件44的防倾倒臂（31和32）。销组件45穿过桌臂32、衬套43、台板44和桌子13以形成枢转连接。销组件45的两端被盖住，以防止桌臂32从桌子13上抬起。销组件42穿过铰接板40a、40b和40c以及桌臂32以形成枢转连接。销组件42的两端被盖住，以防止铰接板40a、40b和40c与桌臂32分离。销组件41穿过铰接板40a、40b和40c以及基座臂31以形成枢转连接。销组件41的两端被盖住，以防止铰接板40a、40b和40c与基座臂31分离。铰接板40a、40b和40c足够长以允许桌臂32与基座臂31水平平行。这种配置当显示器正确定位时，可以减小臂（31和32）之间的空间，使得臂可以彼此相邻堆叠。销组件33穿过基座臂31并连接到显示器基座11并枢转连接。销组件33被盖住以防止臂31从显示器基座11抬起。双铰链机构（40a，40b，40c，41，42）允许两个臂31和32在同一水平面上操作。这为在臂31和32的顶部或下方的电线（如电源线或数据线）提供了简单的电缆布线路径。在一个实施例中，衬套43的高度选择性地设计成确保显示器基座11通过或无需通过中间支脚与桌面13接触。在一个实施例中，销组件45穿过桌子13。在其他实施例中，销组件45可以连接到桌板44。在各种实施例中，台板44可通过粘合、螺钉或其他手段附接到桌子13，以形成刚性连接。在一个实施例中，三个铰接板40a，40b和40c所示的铰链板用于连接臂31和32。在其他实施例中，可以改变形成枢转连接的铰接板数量。另外，至少一个其他臂可用于将臂31和32彼此分开并枢转地连接。

参考图5，根据一个实施例，桌面显示环境500示出了显示器基座511，其支撑显示器15处于监控模式（主要是垂直的），并且可枢转地连接到夹紧到桌子13的防倾倒臂（51和52）。在一个实施例中，销组件允许显示器基座511向桌面13向下垂直移动。在其他实施例中，向下的垂直行为可以在其他枢转点或位置处展示，使得显示器基座511或支脚10可以接触桌面13，并支撑显示器15的部分或全部重量。

人们已经广泛研究了用鼠标和键盘放置监视器的人体工程学。更具体地说，传统的人体工程学建议显示器表面大致位于手臂的长度上，显示器的顶部位于视线水平或略低于视线水平。当在监控模式下定位显示器时，太长的观看距离可促使用户向前倾斜以及看到小文本的眼睛疲劳。超时，这种不正确的定位会使眼睛疲劳并对躯干施加压力，因为靠背不再提供适当的支撑。但是，用户也必须小心将显示器放得太近。太短的观看距离可能会导致眼睛更难以集中注意力（聚焦问题），并且可能影响到用户坐在不舒适姿势中。例如，用户可以向后倾斜他们的头部或者将他们的椅子推离触摸屏显示器，使得用户用伸出的手臂打字。除了这些深度放置指南之外，还为用户定制了垂直指南。具体地，触摸屏显示器的顶部应该处于或略低于用户的视线水平。这通常将触摸屏显示器的中心放置在水平视线水平以下约15至20度之间。但是，即使是这些指南也应根据每个用户的人体工程学需求进行调整。例如，在一个实施例中，显示器放置的可变性更大。因此，对于具有视力问题的用户，可以容易地实现更低、更近和更倾斜的触摸屏放置。

由于显示器电缆和显示器臂提供的来自显示器基座511的偏移支撑，显示器15可能看起来无重力地移动。因此，用户可以使用单个手指通过轻触来调整触摸屏显示位置。一旦到达期望位置，一个实施例使用电容式触敏制动系统将显示器立即锁定在期望位置。

参考图6，根据一个实施例，桌面显示环境600示出了显示器基座的侧视图，如先前在图5中所示的，在监控模式（主要是垂直的）下支撑显示器，并且可枢转地连接到夹在桌子上的防倾倒臂。在监控模式下，屏幕是垂直的并且远离用户。在一个实施例中，触摸模式和监控模式之间的切换可以将显示器的边缘移动到大约40cm而无需调整基座的位置。

参照图7，根据一个实施例，桌面显示环境700示出了显示器基座711的透视图，显示器基座711支撑处于触摸模式（主要是水平的）的显示器15，并且枢转地连接到被夹紧到桌子的防倾倒臂（71和72）。根据一个实施例，图8示出了桌面显示环境800的侧视图，其包括先前在图7中示出的显示器基座，其以触摸模式（主要是水平的）支撑显示器，并且可枢转地连接到的夹在桌子上的防倾倒臂。从图8中可以看出，在触摸模式中，触摸屏显示器15可以位于鼠标和键盘14的正上方。不同于需要两者都移出的其他触摸解决方案。在一个实施例中，辅助支脚位于触摸屏显示器后面。这些辅助支脚810从监控器的后边缘向下延伸，并与桌子接触。这些支脚使触摸屏显示器在触摸模式操作时非常稳定，并将触摸屏置于桌面下方的任何键盘或鼠标上方。当显示器悬挂在键盘上时，如果没有将显示器基座与桌子连接起来的一组剪切臂，则显示器的基座会倾倒。这些臂还允许显示器基座在桌子周围轻松移动。

在触摸模式（主要是水平的）中，触摸屏人体工程学的研究不如经典的计算机监控的使用。因此，没有决定性的人体工程学指南。仍然处于触摸模式，触摸屏显示器应该相对靠近用户，通常是键盘正常地，显示器的屏幕倾斜大约18到大约32度之间。在一个实施例中，在触摸模式下，触摸屏显示器位于用户的14英寸内。在其他实施例中，触摸屏显示器位于用户的24英寸内。在一个实施例中，触摸屏显示器也可以被拉过桌子的边缘。这允许用户向后靠在椅子上，并以更随意的触摸模式舒适地操作触摸屏。

虽然本申请已说明和描述了特定实施例，但是在不脱离本公开范围的情况下，可以用各种替代和/或等效实施方式代替所示出和描述的特定实施例。因此，尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但是还应理解的是，所附权利要求书中定义的主题不必限于所描述的具体特征或动作。而是，公开的具体特征和动作作为实现权利要求的示例形式。本申请旨在涵盖本文所讨论的实施例的任何改编或变化。