一种便于自动调节角度的自动化计算机显示屏用支架的制作方法

本发明属于屏幕支撑配件技术领域，具体涉及一种便于自动调节角度的自动化计算机显示屏用支架。

背景技术：

在计算机使用普遍的今天，许多场合都能用到计算机，人们希望计算机能随意放在任何位置，不用时时刻刻放在桌面或者端在手中，于是有了计算机支架。现在有的计算机支架虽然能给计算机提供一个放置平台，但是对于计算机支架高度的调节和计算机屏幕角度的调节有很多的不足。

现有的计算机显示屏在日常使用过程中，不便于将计算机显示屏的角度进行微调，且在日常使用时，无法将支架的支撑高度进行自动调整，同时在使用的过程中也不便于将该支撑架的角度进行自由的微调。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种便于自动调节角度的自动化计算机显示屏用支架，旨在解决现有技术中现有的计算机显示屏在日常使用过程中，不便于将计算机显示屏的角度进行微调，且在日常使用时，无法将支架的支撑高度进行自动调整的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种便于自动调节角度的自动化计算机显示屏用支架，包括支撑底座，所述支撑底座的外形呈椭圆状，且位于支撑底座的侧壁表面均开设有若干个螺纹孔位，若干个所述螺纹孔位的内部均嵌接有紧固螺钉，所述紧固螺钉的一端穿过螺纹孔位并与外部墙壁螺纹支撑固定。

为了使得将支撑端头实现角度上的变化，作为本发明一种优选的，所述螺纹孔位的侧壁表面竖直固定安装有支撑立柱，所述支撑立柱的一端的底端固定安装有步进电机，所述步进电机的输出端与支撑立柱的底端中部固定连接，支撑立柱的外壁表面套接有轴承，所述轴承的侧壁与支撑底座的中部固定转动连接，所述步进电机的侧壁机壳处与支撑底座的中部固定连接。

为了使得方便使用人员进行操作控制，作为本发明一种优选的，所述支撑立柱的侧壁表面固定安装有阻尼铰链，所述阻尼铰链的一端固定安装有拱形的支撑架，所述支撑架的端头铰接处分别固定安装有角度传感器。

为了使得对电动伸缩杆进行操作控制，作为本发明一种优选的，所述支撑架的底端中部固定安装有夹紧座，所述夹紧座的一端固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的一端固定安装有固定轴承，所述固定轴承的顶端铰接有转杆，所述转杆的两端头处分别与支撑架的侧壁支撑固定。

为了使得带动输出端处的转动销轴转动，作为本发明一种优选的，所述转杆的中部固定安装有转动支撑块，所述转动支撑块的一端套接有转动销轴，所述转动销轴的中部嵌接有角度调节电机，所述角度调节电机的机壳部与转动支撑块的顶端中部固定连接，所述角度调节电机的输出端与转动销轴的顶端传动连接，所述竖直设置的转动销轴的一端固定安装有用于对液晶屏进行支撑固定的支撑托架，所述支撑托架的表面四个边角处均开设有若干个螺纹通孔，若干个所述螺纹通孔的一端与液晶显示屏的背面支撑固定。

为了使得借助plc控制器便于在使用过程中将该装置进行操作控制，作为本发明一种优选的，所述支撑架的侧壁表面固定安装有plc控制器，所述步进电机、角度传感器、角度调节电机和电动伸缩杆均与plc控制器电性连接，所述plc控制器与外接电源电性连接，所述步进电机、角度传感器、角度调节电机和电动伸缩杆内部均固定安装有单片机，且单片机的内部集成有nrf2401模块，所述plc控制器通过单片机和nrf2401模块与无线控制终端电性连接。

作为本发明一种优选的，还包括：支撑杆，所述支撑杆设置在所述转动支撑块上，且所述支撑杆上设置有红外传感器、摄像头；

所述支撑托架上设置有所述显示屏；

所述plc控制器与所述红外传感器、所述摄像头和所述显示屏电路连接；

所述红外传感器，用于感应目标用户相对于所述显示屏的当前位置；

所述摄像头，用于拍摄目标用户的当前面部图像，同时，基于所述当前面部图像获取所述目标用户基于所述显示器的当前朝向；

所述plc控制器，用于根据所述摄像头获取的当前朝向以及所述红外传感器感应的当前位置，控制所述步进电机、角度调节电机和电动伸缩杆工作，带动所述支撑托架移动到与所述目标用户相对应的位置。

作为本发明一种优选的，所述plc控制器，用于根据所述摄像头获取的当前朝向以及所述红外传感器感应的当前位置，控制所述步进电机、角度调节电机和电动伸缩杆工作，带动所述支撑托架移动到与所述目标用户相对应的位置，包括以下步骤：

步骤1：所述plc控制器在带动所述支撑托架移动到与所述目标用户相对应的位置之前，所述红外传感器搜索感应目标用户的当前位置，且所述摄像头拍摄目标用户的当前面部图像，所述plc控制器采用动态阈值分割算法，对所述摄像头拍摄到的目标用户当前面部器官眼睛进行定位，并计算目标用户的面部器官眼睛与所述显示屏之间的距离d；

其中，(x1,y1)为目标用户的面部器官眼睛的位置，(x2,y2)为所述显示屏的当前位置，f为红外传感器内部透镜的焦距，x为红外传感器内部发射器与透镜之间的中心距离，l为反射光线的偏移值；

步骤2：所述plc控制器基于步骤1的计算结果以及公式(2)，计算所述目标用户相对于所述显示屏的当前朝向角度θ，即所述显示屏需要调节的最佳角度；

其中，l为目标用户的面部器官眼睛的当前位置(x1,y1)在所述显示屏当前位置(x2,y2)前方的投影距离，d为目标用户面部器官眼睛与所述显示屏之间的距离；

步骤3：所述plc控制器基于步骤2的计算结果，控制所述步进电机、角度调节电机和电动伸缩杆，带动所述支撑托架旋转，对所述显示屏进行角度调节；

步骤4：所述角度传感器基于步骤3检测所述显示屏是否调节到最佳角度，若对应的检查角度与步骤2中计算所得的最佳角度θ不相等，则返回步骤1进行所述显示屏需要调节的最佳角度的重新确定，直到所述角度传感器检测得到的对应的检测角度与步骤2计算得到的最佳角度相等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过所设置的螺纹孔位以便将支撑底座与墙面进行螺纹支撑固定，并利用步进电机的带动作用下，以便将其输出端所设置的支撑立柱的一端安装固定，在日常使用过程中，通过借助轴承即可将端头处所设置的支撑立柱带动其进行旋转，并且在输出端转动的过程中将支撑立柱侧壁实现角度上的变化；

(2)为了便于将支撑架的顶端进行支撑固定实现角度上的调整，可利用铰接处所设置的角度传感器即可将转动过程中的角度进行监测，提高对转动角度上的检测效果，且能够准确的读取到该支撑立柱转动过程中的角度变化，以方便使用人员进行操作控制；

(3)通过设有的固定轴承和转杆，便于在日常使用过程中将该装置进行操作控制，通过设有的支撑托架方便将计算机显示屏进行支撑固定，通过无线控制终端(手机、电脑等)发送控制指令，利用nrf2401模块接收控制信号，并利用单片机进行处理反馈至plc控制器，plc控制器分别对步进电机、角度传感器、角度调节电机和电动伸缩杆进行协同控制；

(4)通过所设置的红外传感器，可以精准的识别到观看显示屏的目标用户位置，并通过所设置的摄像头进行用户的面部图像采集，plc控制器可得到精确的旋转调节角度，以使该计算机显示屏用支架更智能化、便捷化；

(5)在支撑托架旋转调节显示屏角度前，首先，步骤1中plc控制器控制红外传感器工作，并基于红外传感器感应到的目标用户当前位置，plc控制器控制摄像头拍摄目标用户的当前面部图像，采用动态阈值分割算法对眼睛进行定位，综合考虑显示屏的当前位置以及红外传感器的内部结构参数来计算目标用户面部器官眼睛与所述显示屏之间的距离，这样可以使得计算结果更加准确实际；然后步骤2中，plc控制器基于步骤1的结果，自动计算目标用户基于所述显示器当前朝向的朝向角度，从而得到精确的角度，避免人工调节的工作繁琐和不准确；在步骤3中，所述plc控制器基于步骤2的计算结果，控制所述步进电机、角度调节电机和电动伸缩杆，带动所述支撑托架旋转，对所述显示屏进行角度调节；最后在步骤4中，基于步骤3的角度调节，角度传感器可以检测显示屏是否在plc控制器的控制下调节到最佳角度，以保证显示屏用支架的高效工作。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构示意图之一；

图3为本发明结构示意图之二；

图4为本发明的电路图；

图5为本发明结构示意图之三；

图6为本发明的朝向角度计算示意图；

图中：1、支撑底座；2、螺纹孔位；3、支撑立柱；4、步进电机；5、阻尼铰链；6、支撑架；7、夹紧座；8、电动伸缩杆；9、固定轴承；10、转杆；11、转动支撑块；12、转动销轴；13、角度调节电机；14、支撑托架；15、支撑杆；16、摄像头。

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。

请参阅图1-6，本发明提供以下技术方案：一种便于自动调节角度的自动化计算机显示屏用支架，包括支撑底座1，支撑底座1的外形呈椭圆状，且位于支撑底座1的侧壁表面均开设有若干个螺纹孔位2，若干个螺纹孔位2的内部均嵌接有紧固螺钉，紧固螺钉的一端穿过螺纹孔位2并与外部墙壁螺纹支撑固定。

在本实施例中：螺纹孔位2的侧壁表面竖直固定安装有支撑立柱3，支撑立柱3的一端的底端固定安装有步进电机4，步进电机4的输出端与支撑立柱3的底端中部固定连接，支撑立柱3的外壁表面套接有轴承，轴承的侧壁与支撑底座1的中部固定转动连接，步进电机4的侧壁机壳处与支撑底座1的中部固定连接。

具体的，在日常使用过程中，通过所设置的螺纹孔位2以便将支撑底座1与墙面进行螺纹支撑固定，并利用步进电机4的带动作用下以便将输出端所设置的支撑立柱3的一端安装固定，在日常使用过程中，通过借助轴承即可将端头处所设置的支撑立柱3带动其进行旋转，并且在输出端转动的过程中将支撑立柱3侧壁实现角度上的变化。

在本实施例中：支撑立柱3的侧壁表面固定安装有阻尼铰链5，阻尼铰链5的一端固定安装有拱形的支撑架6，支撑架6的端头铰接处分别固定安装有角度传感器。

具体的，在日常使用时，为了便于将支撑架6的顶端进行支撑固定实现角度上的调整，铰接处所设置的型号为“vta65k08”的角度传感器即可将转动过程中的角度进行监测，提高对转动角度上的检测效果，且能够准确的读取到该支撑立柱3转动过程中的角度变化，以方便使用人员进行操作控制。

在本实施例中：支撑架6的底端中部固定安装有夹紧座7，夹紧座7的一端固定安装有电动伸缩杆8，电动伸缩杆8的一端固定安装有固定轴承9，固定轴承9的顶端铰接有转杆10，转杆10的两端头处分别与支撑架6的侧壁支撑固定。

具体的，在日常使用过程中，通过借助夹紧座7便于在使用时将电动伸缩杆8进行操作控制，并利用固定轴承9即可在日常使用时将该装置进行转动操作控制。

在本实施例中：转杆10的中部固定安装有转动支撑块11，转动支撑块11的一端套接有转动销轴12，转动销轴12的中部嵌接有角度调节电机13，角度调节电机13的机壳部与转动支撑块11的顶端中部固定连接，角度调节电机13的输出端与转动销轴12的顶端传动连接，竖直设置的转动销轴12的一端固定安装有用于对液晶屏进行支撑固定的支撑托架14，支撑托架14的表面四个边角处均开设有若干个螺纹通孔，若干个螺纹通孔的一端与液晶显示屏的背面支撑固定。

具体的，在日常使用过程中，通过借助转杆10和转动支撑块11便于将输出端所设置的型号为“zx42360-c518”的角度调节电机13进行支撑固定，当带动输出端处的转动销轴12转动时，其端头处的支撑托架14的角度进行调节，以便达到对显示屏进行转向控制的目的。

在本实施例中：支撑架6的侧壁表面固定安装有plc控制器，步进电机4、角度传感器和电动伸缩杆8均与plc控制器电性连接，plc控制器与外接电源电性连接。

具体的，在日常使用过程中，通过无线控制终端(手机、电脑等)发送控制指令，利用nrf2401模块接收控制信号，并利用单片机进行处理反馈至plc控制器，通过借助plc控制器便于在使用过程中将该装置进行操作控制，plc控制器分别对步进电机4、角度传感器、角度调节电机13和型号为：“tga-950”的电动伸缩杆8进行协同控制。

本发明提供以下技术方案：一种便于自动调节角度的自动化计算机显示屏用支架，如图5所示，还包括：支撑杆15，所述支撑杆15设置在所述转动支撑块11上，且所述支撑杆15上设置有红外传感器、摄像头16；

所述支撑托架14上设置有所述显示屏；

所述plc控制器与所述红外传感器、所述摄像头16和所述显示屏电路连接；

所述红外传感器，用于感应目标用户相对于所述显示屏的当前位置；

所述摄像头16，用于拍摄目标用户的当前面部图像，同时，基于所述当前面部图像获取所述目标用户基于所述显示器的当前朝向；

所述plc控制器，用于根据所述摄像头16获取的当前朝向以及所述红外传感器感应的当前位置，控制所述步进电机4、角度调节电机13和电动伸缩杆8工作，带动所述支撑托架14移动到与所述目标用户相对应的位置。

上述技术方案的工作原理及有益效果是：

通过所设置的红外传感器，可以精准的识别到观看显示屏的目标用户位置，并通过所设置的摄像头16进行用户的面部图像采集，plc控制器可得到精确的旋转调节角度，以使该计算机显示屏用支架更智能化、便捷化；

本发明提供以下技术方案：一种便于自动调节角度的自动化计算机显示屏用支架，如图6所示，所述plc控制器，用于根据所述摄像头16获取的当前朝向以及所述红外传感器感应的当前位置，控制所述步进电机4、角度调节电机13和电动伸缩杆8工作，带动所述支撑托架14移动到与所述目标用户相对应的位置，包括以下步骤：

步骤1：所述plc控制器在带动所述支撑托架14移动到与所述目标用户相对应的位置之前，所述红外传感器搜索感应目标用户的当前位置，且所述摄像头16拍摄目标用户的当前面部图像，所述plc控制器采用动态阈值分割算法，对所述摄像头16拍摄到的目标用户当前面部器官眼睛进行定位，并计算目标用户的面部器官眼睛与所述显示屏之间的距离d；

其中，(x1,y1)为目标用户的面部器官眼睛的位置，(x2,y2)为所述显示屏的当前位置，f为红外传感器内部透镜的焦距，x为红外传感器内部发射器与透镜之间的中心距离，l为反射光线的偏移值；

步骤2：所述plc控制器基于步骤1的计算结果以及公式(2)，计算所述目标用户相对于所述显示屏的当前朝向角度θ，即所述显示屏需要调节的最佳角度；

其中，l为目标用户的面部器官眼睛的当前位置(x1,y1)在所述显示屏当前位置(x2,y2)前方的投影距离，d为目标用户面部器官眼睛与所述显示屏之间的距离；

步骤3：所述plc控制器基于步骤2的计算结果，控制所述步进电机4、角度调节电机13和电动伸缩杆8，带动所述支撑托架14旋转，对所述显示屏进行角度调节；

步骤4：所述角度传感器基于步骤3检测所述显示屏是否调节到最佳角度，若对应的检查角度与步骤2中计算所得的最佳角度θ不相等，则返回步骤1进行所述显示屏需要调节的最佳角度的重新确定，直到所述角度传感器检测得到的对应的检测角度与步骤2计算得到的最佳角度相等。

如图6所示，ab为所述显示器当前朝向，ef为所述显示器基于目标用户位置(x1,y1)的最佳朝向，cd为目标用户的面部器官眼睛。所述plc控制器基于图6以及步骤3可以准确获得所述显示屏的具体旋转角度。

上述技术方案的工作原理及有益效果是：

在支撑托架旋转调节显示屏角度前，首先，步骤1中plc控制器控制红外传感器工作，并基于红外传感器感应到的目标用户当前位置，plc控制器控制摄像头16拍摄目标用户的当前面部图像，采用动态阈值分割算法对眼睛进行定位，综合考虑显示屏的当前位置以及红外传感器的内部结构参数来计算目标用户面部器官眼睛与所述显示屏之间的距离，这样可以使得计算结果更加准确实际；然后步骤2中，plc控制器基于步骤1的结果，自动计算目标用户基于所述显示器当前朝向的朝向角度，从而得到精确的角度，避免人工调节的工作繁琐和不准确；在步骤3中，所述plc控制器基于步骤2的计算结果，控制所述步进电机4、角度调节电机13和电动伸缩杆8，带动所述支撑托架14旋转，对所述显示屏进行角度调节；最后在步骤4中，基于步骤3的角度调节，角度传感器可以检测显示屏是否在plc控制器的控制下调节到最佳角度，以保证显示屏用支架的高效工作。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。