一种随动式计算机显示器的制作方法

本发明涉及计算机显示器领域，特别是涉及一种随动式计算机显示器。

背景技术：

随着计算机的日益普及，人们的办公、娱乐、学习越来越离不开计算机，很多人一天大部分时间都在计算机前，这种长时间盯着显示器的姿势很容易引起人的颈椎僵硬，时间久了便会引发各种颈椎方面的疾病，因此需要一种可以根据人的姿势及时自动调整显示器姿态的随动式显示器。

目前，现有技术提供了可随动式的计算机显示器的支架，在底座和显示器本体间设有随动装置，通过在随动架两侧设置左电动摆杆和右电动摆杆来实现支架的摆动，这种计算机显示器虽然可以调整显示器的姿态，但是需要人手动启动按钮，操作不便，而且其动作缓慢，不能快速调整。

因此，设计一种可以根据人体姿势变化自动且迅速调整显示器姿态的一种随动式计算机显示器就很有必要。

技术实现要素：

为了克服现有的随动式计算机显示器需要手动调节姿态并且调节过程不够迅速的问题，本发明提供了一种随动式计算机显示器，通过设置回转组件作为基台可以实现转动，使得显示器可以左右移动及转动，同时在回转组件上转动连接有第一转臂并与第一转臂转动连接有第二转臂，通过两个转臂的转动可实现显示器上下左右的移动，从而达到六个自由度的自由运动，并设置有驱动显示器俯仰的俯仰组件，通过视觉摄像头追随人体瞳孔移动并反馈给51单片机控制器自动调节各个组件运动，调节显示器姿态。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：

一种随动式计算机显示器，包括回转组件、一端转动固定于所述回转组件上端的第一转臂、一端转动连接于所述第一转臂另一端的第二转臂、转动固定于所述第二转臂另一端的显示器、滑动固定于所述第二转臂中部的俯仰组件、固定于所述显示器两端的视觉摄像头，所述第一转臂和所述第二转臂连接处设置有包括第一输出轴和第二输出轴的双轴电机、与所述第一输出轴连接的锥形齿轮机构、与所述第二输出轴连接的调速齿轮机构，所述第一输出轴和第二输出轴分别驱动所述第一转臂和第二转臂转动，所述俯仰组件驱动所述显示器绕所述第二转臂末端转动。

进一步地，所述回转组件包括内部设置有第一电机和51单片机控制器的底座、转动固定于所述底座上端的回转盘，所述第一电机通过第一电机安装板固定于所述底座内部上端面，且其输出轴穿过所述底座与所述回转盘中心连接，驱动所述回转盘转动，所述回转盘上端中心位置处对称设置有中间设置有第一通孔的耳板，所述第一转臂底端对称设置有第二通孔，并与所述第一通孔配合，所述第一转臂通过依次穿过所述第二通孔、第一通孔的第一转轴转动固定于所述耳板两侧。

进一步地，所述第一转臂为对称设置的钢架结构，且其上下两侧设置有固定于所述钢架结构上的盖板，所述锥形齿轮机构包括配合连接的第一锥形齿轮和第二锥形齿轮、配合连接的第三锥形齿轮和第四锥形齿轮，所述第一转轴上配合固定有第一锥形齿轮，所述第一锥形齿轮配合连接有沿所述第一转臂方向设置的第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮尾端中心处固定有平行于所述钢架结构的连接轴，所述连接轴上设置有若干两侧分别固定于所述钢架结构内侧的紧固件，所述连接轴顶端固定有第三锥形齿轮，且所述第三锥形齿轮与配合固定于所述第一输出轴上的第四锥形齿轮配合连接。

进一步地，所述第一转臂顶端对称设置有第三通孔，所述双轴电机固定于所述钢架结构内侧，且其第二输出轴配合穿过相邻一侧的所述第三通孔，所述第一输出轴配合转动连接于远离所述双轴电机一侧的所述第三通孔内，所述第二输出轴穿过所述第三通孔后与设置于所述钢架结构上端的变速箱内的调速齿轮机构连接，所述变速箱固定于一侧与所述双轴电机连接的所述钢架结构另一侧。

进一步地，所述调速齿轮机构包括与所述第二输出轴连接的第一齿轮系、位于所述第一齿轮系一侧且与所述第一齿轮系配合连接的第二齿轮系；所述第一齿轮系包括连接于所述第二输出轴上的第一齿轴、固定于所述第一齿轴上的若干第一齿轮、滑动连接于所述第一齿轴上且位于若干所述第一齿轮之间的第一同步器；所述第二齿轮系包括两端转动固定于所述变速箱两侧的第二齿轴、固定于所述第二齿轴上并与若干所述第一齿轮配合的若干第二齿轮、滑动连接于所述第二齿轴上且位于若干所述第二齿轮之间的第二同步器。

进一步地，所述第一同步器上设置有驱动所述第一同步器沿所述第一齿轴滑动的第一推拉机构，所述第二同步器上设置有驱动所述第二同步器沿所述第二齿轴滑动的第二推拉机构，所述第一同步器/第二同步器两侧分别设置有与相邻两侧的第一齿轮/第二齿轮上设置的凹槽相配合的键结构。

进一步地，所述第二转臂包括相互平行的第一支臂和第二支臂，所述第一支臂底端与所述第二齿轴外端连接，由所述调速齿轮机构驱动并绕所述第二齿轴转动，所述第二支臂转动固定于所述钢架结构外端且与所述第二齿轴对应的位置处。

进一步地，所述第二推拉机构和所述第一推拉机构结构相同，所述第一推拉机构包括上端设置有穿孔且环向固定于所述第一同步器中部的固定板、固定于所述固定板底端且竖直排列的导轨和气缸、固定于所述变速箱内部底端的固定座，所述气缸固定于所述固定座侧壁上，且其输出端固定于所述固定板上，所述导轨依次穿过所述固定座两侧，且其一端穿过固定板并与之固定，所述气缸带动所述固定板沿所述导轨滑动。

进一步地，所述第一输出轴上连接有齿轮柱，且所述齿轮柱位于所述第四锥形齿轮远离所述双轴电机一侧，所述俯仰组件包括与所述齿轮柱配合的齿条组件、滑动固定于所述第二转臂中部的滑动组件、一端转动固定于所述滑动组件上且另一端固定于所述显示器后侧的连杆，所述齿条组件一端为上下两侧分别设置有与所述齿轮柱配合的齿条的方形结构、另一端通过升降组件固定于所述滑动组件上，所述滑动组件包括分别固定于所述第一支臂和第二支臂内侧的滑槽、两侧分别滑动固定于所述滑槽内部的滑板，所述滑板中部设置有固定槽，所述升降组件包括固定于所述固定槽底端的电磁阀，且所述电磁阀的驱动端固定于所述齿条组件上，驱动所述齿条组件上下运动，所述滑板靠近所述齿条一侧设置有第四通孔，且所述齿条组件上设置有分别固定于其上下两端并穿过所述第四通孔的滑轴。

进一步地，所述第一支臂和所述第二支臂末端均设置有横臂，所述横臂相邻一端均通过转动轴转动连接有转板，且所述转板外端分别固定于所述显示器后侧；所述滑板外端设置有柱状结构，且所述柱状结构中心设置有第五通孔和穿过所述第五通孔的第二转轴，所述第二转轴两端分别与所述连杆一端的两侧连接，且所述连杆另一端固定于所述显示器后侧；所述显示器后侧对称固定有直角安装架，且所述直角安装架外端位于所述显示器前侧并在其上安装有视觉摄像头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的随动式计算机显示器通过设置回转组件、转动连接于所述回转组件上端的第一转臂、与所述第一转臂转动连接的第二转臂可以实现显示器的六自由度移动，通过三者之间的相互配合实现显示器的任意姿态快速调整，同时设置俯仰组件通过齿条组件来回运动带动与显示器连接的连杆转动从而调节显示器的俯仰角度。

2、本发明的随动式计算机显示器通过设置双轴电机分别驱动第一转臂和第二转臂转动，同时双轴电机还可以驱动俯仰组件动作，达到了单一电机驱动多种组件配合运动的效果，简化了结构，同时避免电机过多导致噪音太大、装置体积过大等问题。

3、本发明的随动式计算机显示器通过设置齿轮调速机构，调节第二转臂的转速，有效规避掉双轴电机转速一致且两轴同转的问题，可以通过同步器的移动控制齿轮的啮合同步，改变传动比，使得输出端的转速随意改变，从而使得第一转臂和第二转臂配合调节转动角度。

4、本发明的随动式计算机显示器通过设置可上下运动的齿条组件，根据需求调节其与齿轮柱配合连接的齿条，调节其运动方向，实现对连杆的推拉效果，控制连杆转动，使得显示器做俯仰运动。

5、本发明的随动式计算机显示器通过设置视觉摄像头，可以捕捉瞳孔的移动，并将其反馈给51单片机控制器，从而控制各个组件动作，及时调整显示器姿态，实现其快速随动的效果。

附图说明

图1是本发明的轴测示意图；

图2是本发明的正向结构示意图；

图3是本发明的俯视结构示意图；

图4是本发明的部分结构轴测示意图；

图5是图4中a的放大示意图；

图6是本发明的部分结构后视结构示意图；

图7是图6中b的剖面示意图；

图8是本发明的部分结构侧视结构示意图；

图9是图8中c的放大示意图；

图10是电磁阀的轴测结构示意图；

图11是本发明的调速齿轮机构轴测示意图；

图12是本发明的调速齿轮机构正向结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、回转组件；11、回转盘；12、耳板；13、第一电机；2、第一转臂；21、盖板；22、锥形齿轮机构；221、第一锥形齿轮；222、第二锥形齿轮；223、第三锥形齿轮；224、第四锥形齿轮；23、紧固件；24、第一输出轴；25、齿轮柱；26、钢架结构；27、双轴电机；28、变速箱；3、第二转臂；31、齿条组件；32、调速齿轮机构；321、第一推拉机构；3211、固定板；3212、固定座；3213、导轨；3214、气缸；322、第二推拉机构；323、第一齿轴；324、第一齿轮；325、第一同步器；326、第二齿轴；327、第二齿轮；328、第二同步器；33、滑槽；34、滑板；35、滑轴；36、固定槽；37、电磁阀；38、连杆；39、横臂；391、转板；4、显示器；5、视觉摄像头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种随动式计算机显示器，包括回转组件1、一端转动固定于所述回转组件1上端的第一转臂2、一端转动连接于所述第一转臂2另一端的第二转臂3、转动固定于所述第二转臂3另一端的显示器4、滑动固定于所述第二转臂3中部的俯仰组件、固定于所述显示器4两端的视觉摄像头5，所述视觉摄像头5可以捕捉人体瞳孔的移动，所述第一转臂2和所述第二转臂3连接处设置有包括第一输出轴24和第二输出轴的双轴电机27、与所述第一输出轴24连接的锥形齿轮机构22、与所述第二输出轴连接的调速齿轮机构32，采用调速齿轮机构32可以改变第二转臂3的转速及转向，使得所述第一转臂2和第二转臂3的相对转动状态多样化，有效调节显示器4的姿态，所述第一输出轴24和第二输出轴分别驱动所述第一转臂2和第二转臂3转动，所述俯仰组件驱动所述显示器4绕所述第二转臂3末端转动，调节显示器4的俯仰角度。

如图2至4所示，在本实施例中，所述回转组件1包括内部设置有第一电机13和51单片机控制器的底座、转动固定于所述底座上端的回转盘11，所述51单片机控制器与所述第一电机13、双轴电机27、视觉摄像头5电连接，通过视觉摄像头5反馈的信号做出判断并驱动第一电机13和双轴电机27启动，所述第一电机13通过第一电机13安装板固定于所述底座内部上端面，且其输出轴穿过所述底座与所述回转盘11中心连接，驱动所述回转盘11转动，实现显示器4的左右回转，所述回转盘11上端中心位置处对称设置有中间设置有第一通孔的耳板12，所述第一转臂2底端对称设置有第二通孔，并与所述第一通孔配合，所述第一转臂2通过依次穿过所述第二通孔、第一通孔的第一转轴转动固定于所述耳板12两侧，所述第一转臂2可绕所述耳板12转动。

如图5至9所示，在本实施例中，所述第一转臂2为对称设置的钢架结构26，且其上下两侧设置有固定于所述钢架结构26上的盖板21，所述锥形齿轮机构22包括配合连接的第一锥形齿轮221和第二锥形齿轮222、配合连接的第三锥形齿轮223和第四锥形齿轮224，通过所述锥形齿轮机构22使得所述双轴电机27驱动第一转臂2转动，所述第一转轴上配合固定有第一锥形齿轮221，所述第一锥形齿轮221配合连接有沿所述第一转臂2方向设置的第二锥形齿轮222，所述第二锥形齿轮222尾端中心处固定有平行于所述钢架结构26的连接轴，所述连接轴上设置有若干两侧分别固定于所述钢架结构26内侧的紧固件23，所述连接轴顶端固定有第三锥形齿轮223，且所述第三锥形齿轮223与配合固定于所述第一输出轴24上的第四锥形齿轮224配合连接，所述双轴电机27驱动第四锥形齿轮224转动，随后带动与之啮合的第三锥形齿轮223转动，并带动通过连接轴与第三锥形齿轮223连接的第二锥形齿轮222转动，最后使得与第二锥形齿轮222啮合第三锥形齿轮223转动，达到传动效果。

在本实施例中，所述第一转臂2顶端对称设置有第三通孔，所述双轴电机27固定于所述钢架结构26内侧，且其第二输出轴配合穿过所述相邻一侧的第三通孔，所述第一输出轴24配合转动连接于远离所述双轴电机27一侧的所述第三通孔内，所述第二输出轴穿过所述第三通孔后与设置于所述钢架结构26上端的变速箱28内的调速齿轮机构32连接，所述变速箱28固定于一侧与所述双轴电机27连接的所述钢架结构26另一侧，所述第二输出轴经过调速齿轮机构32调节后驱动所述第二转臂3转动。

在本实施例中，所述调速齿轮机构32包括与所述第二输出轴连接的第一齿轮324系、位于所述第一齿轮324系一侧且与所述第一齿轮324系配合连接的第二齿轮327系，通过第一齿轮324系和第二齿轮327系的相互配合实现输出动力的改变；所述第一齿轮324系包括连接于所述第二输出轴上的第一齿轴323、固定于所述第一齿轴323上的若干第一齿轮324、滑动连接于所述第一齿轴323上且位于若干所述第一齿轮324之间的第一同步器325，所述第一齿轴323由双轴电机27驱动后带动其上的若干第一齿轮324转动；所述第二齿轮327系包括两端转动固定于所述变速箱28两侧的第二齿轴326、固定于所述第二齿轴326上并与若干所述第一齿轮324配合的若干第二齿轮327、滑动连接于所述第二齿轴326上且位于若干所述第二齿轮327之间的第二同步器328，若干所述第二齿轮327通过若干所述第一齿轮324带动其转动，且第一齿轮324和第二齿轮327之间的配合方式根据需要调节的速度调整。

如图11至12所示，在本实施例中，所述第一同步器325上设置有驱动所述第一同步器325沿所述第一齿轴323滑动的第一推拉机构321，所述第二同步器328上设置有驱动所述第二同步器328沿所述第二齿轴326滑动的第二推拉机构322，所述第一推拉机构321/第二推拉机构322驱动所述第一同步器325/第二同步器328靠近或远离其相邻的第一齿轮324/第二齿轮327，使得转速同步，所述第一同步器325/第二同步器328两侧分别设置有与相邻两侧的第一齿轮324/第二齿轮327上设置的凹槽相配合的键结构，通过凹槽与所述键结构的配合达到转速同步的效果。

在本实施例中，所述第二转臂3包括相互平行的第一支臂和第二支臂，所述第一支臂和第二支臂之间设置有连接结构将二者相对固定，所述第一支臂底端与所述第二齿轴326外端连接，所述第一支臂由所述调速齿轮机构32驱动并绕所述第二齿轴326转动，所述第二支臂转动固定于所述钢架结构26外端且与所述第二齿轴326对应的位置处，使得所述第二转臂3可以相对于所述第一转臂2在同一平面内转动。

在本实施例中，所述第二推拉机构322和所述第一推拉机构321结构相同，所述第一推拉机构321包括上端设置有穿孔且环向固定于所述第一同步器325中部的固定板3211、固定于所述固定板3211底端且竖直排列的导轨3213和气缸3214、固定于所述变速箱28内部底端的固定座3212，所述固定板3211可以带动所述第一同步器325运动，所述气缸3214固定于所述固定座3212侧壁上，且其输出端固定于所述固定板3211上，所述导轨3213依次穿过所述固定座3212两侧，且其一端穿过固定板3211并与之固定，所述气缸3214带动所述固定板3211沿所述导轨3213滑动，从而带动第一同步器325左右运动，实现与第一同步器325两侧的第一齿轮324的分离或配合。

如图10所示，在本实施例中，所述第一输出轴24上连接有齿轮柱25，且所述齿轮柱25位于所述第四锥形齿轮224远离所述双轴电机27一侧，所述第一输出轴24驱动所述齿轮柱25转动，所述俯仰组件包括与所述齿轮柱25配合的齿条组件31、滑动固定于所述第二转臂3中部的滑动组件、一端转动固定于所述滑动组件上且另一端固定于所述显示器4后侧的连杆38，所述齿轮柱25通过与之啮合的齿条带动滑动组件沿第二转臂3轴线来回运动，进而驱动连杆38带动显示器4转动，所述齿条组件31一端为上下两侧分别设置有与所述齿轮柱25配合的齿条的方形结构、另一端通过升降组件固定于所述滑动组件上，可通过升降组件控制方形结构上下运动，实现与所述齿轮柱25两种不同的配合方式，所述滑动组件包括分别固定于所述第一支臂和第二支臂内侧的滑槽33、两侧分别滑动固定于所述滑槽33内部的滑板34，所述滑板34可沿所述滑槽33来回滑动，所述滑板34中部设置有固定槽36，所述升降组件包括固定于所述固定槽36底端的电磁阀37，且所述电磁阀37的驱动端固定于所述齿条组件31上，驱动所述齿条组件31上下运动，所述滑板34靠近所述齿条一侧设置有第四通孔，且所述齿条组件31上设置有分别固定于其上下两端并穿过所述第四通孔的滑轴35，对所述齿条组件31的上下运动起限位作用。

在本实施例中，所述第一支臂和所述第二支臂末端均设置有横臂39，所述横臂39相邻一端均通过转动轴转动连接有转板391，所述转板391可绕所述转动轴转动，且所述转板391外端分别固定于所述显示器4后侧；所述滑板34外端设置有柱状结构，且所述柱状结构中心设置有第五通孔和穿过所述第五通孔的第二转轴，所述第二转轴两端分别与所述连杆38一端的两侧连接，且所述连杆38另一端固定于所述显示器4后侧，所述连杆38可绕所述第二转轴转动，进而带动所述显示器4上下转动；所述显示器4后侧对称固定有直角安装架，且所述直角安装架外端位于所述显示器4前侧并在其上安装有视觉摄像头5。

通过上述方式，当视觉摄像头捕捉到瞳孔的位置变化后，反馈给51单片机控制器，51单片机控制器做出分析并规划回转组件、第一转臂、第二转臂以及俯仰组件的运动状态，从而控制第一电机、双轴电机、气缸、电磁阀做出相应动作，通过双轴电机的第一输出轴驱动锥形齿轮机构动作，进而驱动第一转臂转动，通过气缸左右拉动同步器运动改变齿轮组的配合关系，达到调节第二转臂转速的目的，并驱动其绕第一转臂转动，通过电磁阀带动齿条组件上下运动，选择其与齿轮柱啮合一侧，实现滑动组件的来回运动，进而带动连杆转动，改变显示器的俯仰角度。

以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。