一种自动控制显示器的制作方法与工艺

本发明涉及电器领域，特别是涉及一种自动控制显示器。

背景技术：
近年来随着办公自动化的日益普及，颈椎病已经位居骨科发病率之首，并且越来越职业化、低龄化，年轻人群中的发病率逐年上升。因为人们长时间使用电脑办公、上网，经常会忘记自己“休息”，长时间使头部、颈部处于单一姿势位置或某一特定体位，不仅使颈椎间盘内的压力增高，而且使颈部肌肉长期处于非协调受力状态，颈后部肌肉和韧带容易疲劳，逐渐导致颈椎退行性变化，引起颈椎管或椎间孔变形、狭窄及骨质增生，刺激、压迫颈部脊髓、神经根，并引起相应的疾病，如头、颈、肩、背、手臂酸痛，颈脖子僵硬，活动受限。尽管有些台式电脑显示器可以手动前后翻转一定角度进行调节，但不具有自动调节作用，人们在电脑前工作时难以使颈部得到休息与调节。人们也可以采取一些方法如设置闹钟等提醒自己休息，但因为许多人具有这种忘我工作的精神，也会经常使头部、颈部处于单一姿势位置或某一特定体位工作时间过长，导致颈椎疲劳，长期积累形成颈椎病。因此，有必要对现有办公工具进行改进，使长时间在电脑前工作与上网的人群，能得到有规律地变化头部、颈部位置，处于调节与放松的状态，起到预防颈椎病的作用。为解决这些问题，申请人提交了名称为“一种可调节的程序自动控制显示器”，申请号为201310160316.2和201320235311.7的发明和实用新型专利申请，但该专利技术对显示器控制装置方案设计欠完善，有必要完善显示器程序自动控制装置。

技术实现要素：
本发明的目的是针对人们在电脑前长时间工作或上网时忘我工作，致使头部、颈部长期处于单一姿势位置带来颈椎劳损问题，提供一种自动控制显示器。为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种自动控制显示器，包括显示屏和支座，支座由上支座和下支座组成，下支座上安装有转动轴，上支座安装在转动轴上，显示屏安装在上支座上；转动轴与电动执行机构连接并由电动执行机构控制转动角度和转动方向，电动执行机构由控制系统控制。作为优选，所述的下支座由上、下两部分构成，上部分与下部分之间通过转动杆连接，转动杆与电动执行机构连接并由电动执行机构控制转动角度和转动方向，电动执行机构由控制系统控制。作为优选，在支座上设置转动刻度盘和可转动的定位杆，显示屏上设置有与定位杆相对应的触碰开关。作为优选，所述的控制系统包括红外线感应器，红外线感应器采集人体的状态信号，输出一个开关信号至PLC，通过PLC计时模块，按设计的程序进行时序处理，根据不同时序阶段，给PLC的输出模块发送信号，使PLC的输出模块输出数字信号或4-20MA.DC给电动执行机构，电动执行机构根据控制信号进行正反方向的旋转，实现根据不同的时间段对控制对象进行定位。作为优选，所述的控制系统包括信号采集器，信号采集器直接采集PC机开机电压或电流信号，信号采集器发送电流信号或开关信号至PLC，通过PLC计时模块，按设计的程序进行时序处理，根据不同时序阶段，给PLC的输出模块发送信号，使PLC的输出模块输出数字信号或4-20MA.DC给电动执行机构，电动执行机构根据控制信号进行正反方向的旋转，实现根据不同的时间段对控制对象进行定位。作为优选，所述的控制系统包括PC机程序和中间转换电路，安装在PC机内的PC机程序在PC机开机时自动计时，按PC机设计的程序进行时序处理，根据不同时序阶段，以数字信号输出至中间转换电路，转换电路控制电动执行机构正转或反转。本发明中的自动控制显示器可以控制显示器作规律性地灵活转动，在人们工作时，“迫使”人体头部、颈部变换位置，以达到休息、调节与放松的作用，其结构简单，全自动控制，使用方便，对预防颈椎病，促进人们身体健康具有重要作用。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是本发明实施例的结构示意图；图3是本发明实施例的结构示意图；图4是采用信号采集器控制系统原理图；图5是采用PC机程序-中间转换电路控制系统原理图；图6是刻度盘及定位杆的主视图；图7是刻度盘及定位杆的左视图。图中：1-显示屏，2-上支座，3-减速器，4-步进电机或普通电机，5-下支座，6-横向转动轴，7-齿轮Ⅰ，8-输出轴，9-齿轮Ⅱ，10-径向轴承，11-罩壳，12-键，13-支架，14-止推轴承，15-箱体，16-竖向转动轴，17-转动杆，18-底板，19-刻度盘，20-定位杆，21-刻度指针，22-转动臂，23-转轴，24-锁紧螺钉，25-转动套。具体实施方式实施例1如图1和图4所示，一种自动控制显示器，包括显示屏1和安装在底板18上的支座，还包括可编程控制器（PLC）和信号采集器，支座由上支座2和下支座5组成，下支座5上部设置有罩壳11，罩壳11内设置有步进电机或普通电机4和与步进电机或普通电机4连接的减速器3（减速器传动比为1-10000，当传动比为1时，即为无减速器），下支座5的轴孔内安装有径向轴承10，径向轴承10内安装有横向转动轴6。显示屏1与上支座2连接，上支座2安装在横向转动轴6上并通过键12与横向转动轴6连接（当转动轴6与上支座之间为过盈配合时，可不安装键12；或者将转动轴6与上支座2连接部位做成齿状，直接与上支座2连接，也不需要键12）；横向转动轴6的端部安装有齿轮Ⅰ7，减速器3的输出轴8上安装有齿轮Ⅱ9，齿轮Ⅱ9与齿轮Ⅰ7啮合传动。所述的信号采集器为红外线感应器或光电感应器。红外线感应器或光电感应器采集人体的状态信号，输出一个开关信号至PLC，通过PLC计时模块，按设计的程序进行时序处理，根据不同时序阶段，给PLC的输出模块发送信号，使PLC的输出模块输出数字信号或（4-20MA.DC）给步进电机或普通电机4，步进电机或普通电机4可以根据控制信号进行正反方向的旋转，实现根据不同的时间段对控制对象进行定位。控制过程如下：（1）人体进入控制范围、红外线感应器检测到人体信号，发送一个开关量信号给PLC，PLC计时模块开始计时，当人体在检测范围内滞留时间未达到t1时，PLC输出信号不改变，电动执行机构即步进电机或普通电机4不动，滞留时间达到t1时，PLC输出信号改变，步进电机或普通电机4动作，正向旋转α。（2）如果t1后人体还滞留在控制范围内达到t1+t2，则PLC进入下一步控制，输出信号控制步进电机或普通电机4反向旋转α+β，如果滞留不超过t1+t2，人体离开控制范围，则PLC不进行下一步控制。（3）在达到t1+t2之后如果人体滞留在控制范围内，则达到t1+t2+t3后，PLC输出信号控制步进电机或普通电机4正向旋转β，此时，步进电机或普通电机4回到初始位置。若不超过t1+t2+t3，则PLC输出信号不变化，电动执行机构不动作，人体离开控制区域，PLC不进入下一控制程序。（4）如果人体一直滞留在控制范围之内，PLC将重复1-2-3-1……步序对步进电机或普通电机4进行控制。所述t1、t2、t3、α、β值，使用者根据个人的需要进行选择或设置。另外，如图6和图7所示，在支座上设置转动刻度盘19和定位杆20，显示屏1上设置有与定位杆20相对应的触碰开关，刻度盘19上设置有刻度。定位杆20通过转动臂22及转动套25安装在转轴23上并可绕转轴23旋转，转轴23设置在支座上，转动套25上设置有锁紧螺钉24，定位杆20设置有刻度指针21。首先根据需要，将定位杆20旋转至刻度盘19上的某个位置（设定值）并拧紧锁紧螺钉24进行锁紧，当显示屏1转动角度达到设定值时，刻度盘19上的定位杆20与设置在显示屏1上的触碰开关接触，从而自动断开控制系统电源，阻止显示屏1继续转动；在停止一定时间后，此时启动反向转动控制程序，控制显示屏1反向转动，当显示屏1转动角度达到设定值时，刻度盘19上的定位杆20自动断开控制系统电源，又阻止显示屏1继续转动。实施例2如图2所示，一种自动控制显示器，包括显示屏1和安装在底板18上的支座，支座由上支座2和下支座5组成，下支座5上部设置有箱体15，箱体15内设置有步进电机或普通电机4和与步进电机或普通电机4连接的减速器3（减速器传动比为1-10000，当传动比为1时，即为无减速器），减速器3具有输出轴8，输出轴8上安装有齿轮Ⅱ9；箱体15的上端具有轴承孔，轴承孔内安装有止推轴承14，止推轴承14内安装有竖向转动轴16，竖向转动轴16的下端安装有齿轮Ⅰ7，齿轮Ⅰ7与齿轮Ⅱ9啮合传动。竖向转动轴16的上端插入上支座2的轴孔内并通过键12与上支座2连接，显示屏1与上支座2连接。步进电机或普通电机4由控制系统控制，控制系统包括信号采集器，信号采集器直接采集PC机开机电压或电流信号，信号采集器发送电流信号或开关信号至PLC，通过PLC计时模块，按设计的程序进行时序处理，根据不同时序阶段，给PLC的输出模块发送信号，使PLC的输出模块输出数字信号或4-20MA.DC给步进电机或普通电机4，电动机根据控制信号进行正反方向的旋转，实现根据不同的时间段对控制对象进行定位。控制过程如下：（1）电脑使用者开机通电，信号采集器动作，信号采集器发送电流信号或开关信号给PLC，PLC计时模块开始计时，当累计时间未达到t1时，PLC输出信号不改变或为0，步进电机或普通电机4不动；当累计时间达到t1时，PLC输出信号改变，步进电机或普通电机4动作，正向旋转α。（2）当累计时间超过t1，未达到t1+t2时，PLC输出信号不改变或为0，电动执行机构不动，步进电机或普通电机4处于正向α位置；当累计时间达到t1+t2时，PLC输出信号改变，步进电机或普通电机4动作，反向旋转α+β。（3）当累计时间超过t1+t2，未达到t1+t2+t3时，PLC输出信号不改变或为0，步进电机或普通电机4不动，步进电机或普通电机4处于反向α+β位置；当累计时间达到t1+t2+t3时，PLC输出信号改变，步进电机或普通电机4动作，正向旋转β，此时，步进电机或普通电机4回到初始位置。（4）如果电脑持续开机，PLC将重复1-2-3-1……步序对步进电机或普通电机4进行控制。所述t1、t2、t3、α、β值，使用者根据个人的需要进行选择或设置。另外，如图6和图7所示，在支座上设置转动刻度盘19和定位杆20，显示屏1上设置有与定位杆20相对应的触碰开关，刻度盘19上设置有刻度。定位杆20通过转动臂22及转动套25安装在转轴23上并可绕转轴23旋转，转轴23设置在支座上，转动套25上设置有锁紧螺钉24，定位杆20设置有刻度指针21。首先根据需要，将定位杆20旋转至刻度盘19上的某个位置（设定值）并拧紧锁紧螺钉24进行锁紧，当显示屏1转动角度达到设定值时，刻度盘19上的定位杆20与设置在显示屏1上的触碰开关接触，从而自动断开控制系统电源，阻止显示屏1继续转动；在停止一定时间后，此时启动反向转动控制程序，控制显示屏1反向转动，当显示屏1转动角度达到设定值时，刻度盘19上的定位杆20自动断开控制系统电源，又阻止显示屏1继续转动。实施例3如图2、图3和图5所示，一种自动控制显示器，包括显示屏1和安装在底板18上的支座，支座由上支座2和下支座5组成，下支座5上部设置有箱体15，箱体15内设置有步进电机或普通电机4和与步进电机或普通电机4连接的减速器3（减速器传动比为1-10000，当传动比为1时，即为无减速器），减速器3具有输出轴8，输出轴8上安装有齿轮Ⅱ9；箱体15的上端具有轴承孔，轴承孔内安装有止推轴承14，止推轴承14内安装有竖向转动轴16，竖向转动轴16的下端安装有齿轮Ⅰ7，齿轮Ⅰ7与齿轮Ⅱ9啮合传动。竖向转动轴16的上端插入上支座2的轴孔内并通过键12与上支座2连接（当转动轴16与上支座之间为过盈配合时，可不安装键12；或者将转动轴16与上支座2连接部位做成齿状，直接与上支座2连接，也不需要键12），显示屏1与上支座2连接。下支座5的下端具有弯头，底板18上安装有支架13，支架13上安装有转动杆17，转动杆17的左端挤入弯头的孔内并通过键12与弯头连接，转动杆17的右端安装有齿轮Ⅰ7，与步进电机或普通电机4连接的减速器3的输出轴8上安装有齿轮Ⅱ9，齿轮Ⅱ9与齿轮Ⅰ7啮合传动，控制显示器前后翻转一定角度。步进电机或普通电机4由控制系统控制，控制系统包括PC机程序和中间转换电路，PC机开机，由安装运行在PC机内的PC机程序自动计时，按PC机设计的程序进行时序处理，根据不同时序阶段，以数字信号输出至中间转换电路，转换电路再控制步进电机或普通电机4正转或反转。控制过程如下：（1）电脑使用者开机通电，PC机自动计时，当累计时间未达到t1时，PC机输出信号至中间转换电路，中间转换电路输出信号不改变或为0，步进电机或普通电机4不动；当累计时间达到t1时，中间转换电路输出信号改变，步进电机或普通电机4动作，正向旋转α。（2）当累计时间超过t1，未达到t1+t2时，中间转换电路输出信号不改变或为0，步进电机或普通电机4不动，电动执行机构处于正向α位置；当累计时间达到t1+t2时，中间转换电路输出信号改变，步进电机或普通电机4动作，反向旋转α+β。（3）当累计时间超过t1+t2，未达到t1+t2+t3时，中间转换电路输出信号不改变或为0，步进电机或普通电机4不动，电动执行机构处于反向α+β位置；当累计时间达到t1+t2+t3时，中间转换电路输出信号改变，步进电机或普通电机4动作，正向旋转β，此时，步进电机或普通电机4回到初始位置。（4）如果电脑持续开机，控制系统将重复1-2-3-1……步序对步进电机或普通电机4进行控制。所述t1、t2、t3、α、β值，使用者根据个人的需要进行选择或设置。另外，如图6和图7所示，在支座上设置转动刻度盘19和定位杆20，显示屏1上设置有与定位杆20相对应的触碰开关，刻度盘19上设置有刻度。定位杆20通过转动臂22及转动套25安装在转轴23上并可绕转轴23旋转，转轴23设置在支座上，转动套25上设置有锁紧螺钉24，定位杆20设置有刻度指针21。首先根据需要，将定位杆20旋转至刻度盘19上的某个位置（设定值）并拧紧锁紧螺钉24进行锁紧，当显示屏1转动角度达到设定值时，刻度盘19上的定位杆20与设置在显示屏1上的触碰开关接触，从而自动断开控制系统电源，阻止显示屏1继续转动；在停止一定时间后，此时启动反向转动控制程序，控制显示屏1反向转动，当显示屏1转动角度达到设定值时，刻度盘19上的定位杆20自动断开控制系统电源，又阻止显示屏1继续转动。实施例4如图1、图3和图4所示，一种自动控制显示器，包括显示屏1和安装在底板18上的支座，还包括可编程控制器（PLC）和信号采集器，支座由上支座2和下支座5组成，下支座5上部设置有罩壳11，罩壳11内设置有步进电机或普通电机4和与步进电机或普通电机4连接的减速器3（减速器传动比为1-10000，当传动比为1时，即为无减速器），下支座5的轴孔内安装有径向轴承10，径向轴承10内安装有横向转动轴6。显示屏1与上支座2连接，上支座2安装在横向转动轴6上并通过键12与横向转动轴6连接（当转动轴6与上支座之间为过盈配合时，可不安装键12；或者将转动轴6与上支座2连接部位做成齿状，直接与上支座2连接，也不需要键12）；横向转动轴6的端部安装有齿轮Ⅰ7，减速器3的输出轴8上安装有齿轮Ⅱ9，齿轮Ⅱ9与齿轮Ⅰ7啮合传动。下支座5的下端具有弯头，底板18上安装有支架13，支架13上安装有转动杆17，转动杆17的左端挤入弯头的孔内并通过键12与弯头连接，转动杆17的右端安装有齿轮Ⅰ7，与步进电机或普通电机4连接的减速器3的输出轴8上安装有齿轮Ⅱ9，齿轮Ⅱ9与齿轮Ⅰ7啮合传动，控制显示器前后翻转一定角度。其它同实施例1。图1、图2、图3与图4、图5及图6、图7的所有组合均属于本发明的保护范围。