CN101382228A - 笔记本电脑移动托架装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种笔记本电脑移动托架装置，该装置包括：上面板、下面板、底板、驱动机构和控制机构，所述上面板与所述下面板活动连接；所述驱动机构设置于所述底板上；所述控制机构与所述驱动机构相连接，所述控制机构用于实现对所述驱动机构的控制。本发明的笔记本移动托架，可依据预置的运动模式数据，由控制机构和驱动机构对各个电机的转动进行控制，从而使得所述移动托架可以按照相应的模式做运动，带动笔记本电脑随之运动，由此“迫使”电脑使用者在不自觉中被动调整使用姿势，从而减少了人们长时间使用电脑带来的健康隐患。

Description

笔记本电脑移动托架装置

技术领域

本发明涉及笔记本电脑托架，尤其涉及一种笔记本电脑移动托架装置。

背景技术

在高速发展的信息时代，电脑的使用成为人们工作和生活的必须，笔记本电脑更是以其便携的优势受到了越来越多的人的欢迎。然而，由于工作节奏紧张，人们往往不间断的长时间使用电脑，而通常忽略了主动去调整坐姿、休息眼睛，造成了人们的颈部、腰部和眼睛等部位长时间处于同一种状态，长此以往将导致各种颈部、腰部疾病的产生和眼睛的疲惫，目前，此类疾病已经成为严重影响上班族健康的因素。

为了解决上述问题，现有技术中提供了一些可以改变电脑相对于使用者位置的笔记本电脑托架。如中国专利申请号为200620048260.7的专利申请，公开了一种多功能笔记本电脑托架，所述电脑托架包括底座和设在底座上的托架本体，还包括一托架仰角调节机构和一多功能组件；所述托架仰角调节机构包括：一设在托架本体背面的滑块和设在底座上配合滑块移动的仰角调节器；所述的滑块内部为空腔，底部为呈圆弧形的底板；该滑块呈圆弧形的底板上设有一滑槽，在滑槽的槽口上相对设有多对齿沟；所述的仰角器可选择嵌设在滑块底板的任一对齿沟中，固定托架仰角的角度；所述的多功能组件包括设在底座内的至少一个集线器，以及设在底座侧边的与该集线器电连接的至少一个USB接口或读卡器接口。又如，中国专利申请号为200420047370.2的专利申请，公开了一种笔记本电脑托架，所述电脑托架包括散热机构和支架倾角调节机构，支架倾角调节机构包括支架、支撑件、长轴、拉簧、扭簧、支架轴；支架轴穿过支架下端上的孔插插入底座的孔中，支架可绕支架轴转动而改变与底座上表面的倾角，从而可改变搁置在支架上的笔记本电脑的底面与底座上表面之间的散热空腔的容积；支架上设有数个用于确定支架倾角的阶梯形梯位，支撑件可在底座的平面上移动卡入支架上的不同梯位而支撑支架并确定支架倾角；长轴贯穿底座左右两侧的槽孔并可在该槽孔中位移，支撑件柄部的圆孔套入长轴上而使长轴与支撑件连接。

从上述的电脑托架来看，现有技术中的电脑托架都是通过手动来完成相对位置的调节，而人们在忙碌的工作中往往不会想到去动手调节电脑的位置，所以上述影响人们健康的问题依然存在。而且，现有技术提供的电脑托架的可调角度是有限的，由于每一个电脑使用者对电脑使用舒适度的要求各有不同，所以现有的可调角度仍不能很好的满足大部分用户的需求。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何使电脑托架能够自动的带动笔记本电脑运动，主动产生相对于使用者不同位置的运动，迫使使用者能够在不知不觉中随着笔记本的运动而运动，从而调整使用者的姿势，减少长时间使用笔记本电脑带来的健康隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种笔记本电脑移动托架装置，该装置能够自动带动笔记本电脑运动，主动产生相对于使用者不同位置的运动。

为了解决上述问题，本发明公开了一种笔记本电脑移动托架装置，所述装置包括：上面板、下面板、底板、驱动机构和控制机构，所述上面板与所述下面板活动连接；所述驱动机构设置于所述底板上；所述控制机构与所述驱动机构相连接，所述控制机构用于实现对所述驱动机构的控制；

其中，所述驱动机构包括：

X向驱动机构，包括X向电机，X向齿轮，X向齿条，滑台；其中，所述滑台置于所述底板上，所述X向齿条置于所述底板上，所述X向电机置于所述滑台中，所述X向电机驱动轴上设有所述X向齿轮，所述X向齿轮与所述X向齿条啮合，所述下面板安装在所述滑台上方；

Y向驱动机构，包括Y向电机，Y向齿轮，Y向齿条；其中，所述Y向电机置于所述滑台中，所述Y向电机驱动轴上设有所述Y向齿轮，所述Y向齿条置于所述下面板的底面上，所述Y向齿轮与所述Y向齿条啮合；

U向驱动机构，包括U向电机，传动螺杆，传动螺母以及连杆；所述U向驱动机构置于下面板底面上，所述U向电机的驱动轴与所述传动螺杆相连接，所述传动螺杆与所述传动螺母啮合以实现直线传动，所述传动螺母与所述连杆一端活动连接，所述连杆另一端同所述上面板相连接；

所述控制机构包括：

处理器，用于接收所述移动托架的运动模式数据，并将所述运动模式数据发送至驱动控制单元；

驱动控制单元，包括X向驱动控制单元，Y向驱动控制单元和U向驱动控制单元，分别与所述相应的电机相连接，用于驱动和控制所述相应的电机。

优选的，所述滑台设有容纳所述X向电机的X电机槽、容纳所述Y向电机的Y电机槽，和容纳所述Y向齿条的Y齿条腔，在所述滑台的底部开有容纳所述X向齿条的X齿条腔。

优选的，所述U向电机通过电机座固定在下面板的底面上；所述传动螺杆通过轴承座固定在下面板的底面上。

优选的，所述滑台的左右两侧设有滑槽，所述下面板的左右两侧对应设有可嵌入所述滑槽中的凸条。

进一步，所述X向齿条的长度大于所述滑台的长度。

进一步，所述X向齿轮在X向齿条上为双向移动，所述Y向齿轮在Y向齿条上为双向移动。

进一步，所述X向驱动机构，所述Y向驱动机构，所述U向驱动机构中分别包括一减速机构，所述减速机构与所述各个驱动机构中的电机相连接。

优选的，所述处理器连接有限位开关，所述限位开关用于检测所述移动托架的运动边界位置，并当所述移动托架运动到边界位置时，向所述处理器发送提示信号。

优选的，所述处理器包括：通信接口，用于接收移动托架的运动模式数据，所述运动模式数据包括电机转向信号和转速信号；数据寄存器，用于存储通信接口接收的多种运动模式数据；信号发送单元，用于将所述运动模式数据发送至驱动控制单元；外部中断单元，用于接收反馈装置发出的关于所述电机实际转速信息的反馈脉冲信号；转速调整单元，用于依据所述电机的实际转速信息调整当前的转速信号；所述驱动控制单元包括：驱动电路和反馈单元；所述驱动电路依据所述运动模式数据控制所述各个电机的转动；所述反馈单元用于获取所述电机的实际转速信息，以脉冲信号的形式反馈给所述处理器。

优选的，所述装置还包括控制面板，所述控制面板包括：选择运动模式的按键，选择运动速度档位的按键，对运动速度微调的按键；所述按键用于向所述处理器发出控制指令。

进一步，所述处理器还包括控制指令接口单元，用于接收所述控制面板发出的控制指令，在所述数据寄存器中查找相应的运动模式，并提交至信号发送单元。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的笔记本移动托架，可依据预置的运动模式数据，由控制机构和驱动机构对各个电机的转动进行控制，从而使得所述移动托架可以按照相应的模式做运动，带动笔记本电脑随之运动，由此“迫使”电脑使用者在不自觉中被动调整使用姿势，如调整颈部、腰部等部位的姿式和调节眼睛与显示屏的距离和角度，从而减少了人们长时间使用电脑带来的健康隐患。

附图说明

图1为本发明移动托架装置实施例的连接关系示意图；

图2为本发明移动托架装置实施例的立体图；

图3为本发明移动托架实施例的X向驱动机构传动组件的传动示意图；

图4为本发明移动托架实施例的X向驱动机构的立体结构示意图；

图5为图4所示的X向驱动机构的剖面图；

图6为本发明移动托架实施例的底板和滑台的结构示意图；

图7为本发明移动托架实施例的滑台的仰视图；

图8为本发明移动托架实施例的滑台的结构示意图；

图9为本发明移动托架实施例的下面板与滑台的配合滑动示意图；

图10为本发明移动托架实施例的U向驱动机构的立体结构图；

图11为图10所示的U向驱动机构的剖面图；

图12为本发明移动托架实施例的总体控制机构的结构示意图；

图13为本发明移动托架实施例的驱动电路的结构示意图；

图14为本发明移动托架实施例的软件整体功能示意图；

图15为本发明移动托架实施例的单片机控制流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本发明一种笔记本电脑移动托架装置的实施例。

所述装置可以包括：上面板11、下面板12、底板13、驱动机构和控制机构，所述上面板11与所述下面板12活动连接；所述驱动机构设置于所述底板13上；所述控制机构与所述驱动机构相连接，所述控制机构用于实现对所述驱动机构的控制；

其中，所述驱动机构包括：

X向驱动机构，包括X向电机201，X向齿轮202，X向齿条203，滑台204；其中，所述滑台204放置于所述底板13上，所述X向齿条203置于所述底板13上，所述X向电机201置于所述滑台204中，所述X向电机201驱动轴上设有所述X向齿轮202，所述X向齿轮202与所述X向齿条203啮合，所述下面板12安装在所述滑台204上方；

Y向驱动机构，包括Y向电机301，Y向齿轮，Y向齿条303；其中，所述Y向电机301置于所述滑台204中，所述Y向电机301驱动轴上设有所述Y向齿轮，所述Y向齿条303置于所述下面板12的底面上，所述Y向齿轮与所述Y向齿条303啮合；

U向驱动机构，包括U向电机401，传动螺杆402，传动螺母403以及连杆404；所述U向驱动机构置于下面板12底面上，所述U向电机401的驱动轴与所述传动螺杆402相连接，所述传动螺杆402与所述传动螺母403啮合以实现直线传动，所述传动螺母403与所述连杆404一端活动连接，所述连杆404另一端同所述上面板11相连接；

所述控制机构包括：

处理器21，用于接收所述移动托架的运动模式数据，并将所述运动模式数据发送至驱动控制单元31；

驱动控制单元31，包括X向驱动控制单元，Y向驱动控制单元和U向驱动控制单元，分别与所述相应的电机相连接，用于驱动和控制所述相应的电机。

进一步地，上述X方向驱动机构、Y方向驱动机构以及U向驱动机构中还包括一个减速机构，所述减速装置与所述各个驱动机构中的电机相连接，所述减速装置可以是根据所需的减速比从市场上买到的减速器。

机械机构部分：

以下结合图1至图11具体说明上述实施例中的机械结构部分。

图1是本发明实施例的连接关系示意图，图2是本发明实施例的立体图。如图1和图2所示，上面板11和下面板12活动连接，上面板11可用于放置笔记本电脑，其在电脑移动托架的带动下，变换各种角度，调节与使用者的相对位置。其中，所述面板之间的活动连接可以将上面板11一侧同下面板12一侧连接，也可以是上面板11通过螺栓同下面板12连接，本发明在此不做限定。

参照图3至图9，具体示出了本发明实施例中的X向驱动机构和Y向驱动机构。所述X向驱动机构，包括X向电机201、X向齿轮202、X向齿条203、滑台204；所述滑台204放置于所述底板13上(参见图6)，所述X向电机201置于所述滑台204中，所述X向齿轮202与所述X向齿条203啮合，所述X向齿条203固定于所述底板13上。

图4为所述X向电机驱动机构的立体结构示意图，图5为图4所示的X向电机驱动机构的剖面图。图7为所述滑台的仰视图。其中，X向电机201驱动轴的一端设有沿轴向的平键槽(未示出)，通过平键与X向齿轮202套接，并经由轴套固定在轴承座205上；轴承座205由两个沉头螺钉固定在所述滑台204上。

在运转过程中，X向电机201通电转动带动电机驱动轴转动，随之带动X向齿轮202旋转，X向齿轮202与所述X向齿条203啮合，由此带动滑台运动，从而实现X向的运动。

本发明实施例中的Y向驱动机构，包括Y向齿条303，Y向电机301，Y向齿轮；所述Y向齿条303固定于所述下面板12的底面上，所述Y向电机301驱动轴上设有所述Y向齿轮，所述Y向齿轮与所述Y向齿条303啮合；所述Y向电机301和Y向齿轮通过轴承座305固定在所述滑台204上。Y向驱动机构与X向驱动机构结构相似，相关之处参见X向驱动机构。

在运转过程中，Y向电机301通电转动带动电机驱动轴转动，随之带动Y向齿轮旋转，Y向齿轮与所述Y向齿条303啮合，由此带动下面板运动，从而实现Y向的运动。

参照图8，示出了所述滑台204的结构示意图。本实施例中优选的是，滑台204上开有放置X向驱动电机201的X电机槽2041、放置Y向驱动电机301的Y电机槽2042和容纳Y向齿条303的Y齿条腔2044，在滑台204的底部开有容纳X向齿条203的X齿条腔2043。

其中，X电机槽2041的形状和大小是根据X向驱动电机201的形状和大小设计的，刚好能够容纳X向驱动电机201。Y电机槽2042的形状和大小也是根据Y向驱动电机301的形状和大小而设计的，正好能够容纳Y向驱动电机301。这样的设计使得电脑托架整体结构比较紧凑，节约了空间。此外，滑台204开有的Y齿条腔2044，使得Y向齿条303正好可以嵌入其中，并在其中自由传动。这样Y向驱动电机301带动Y向齿条303滑动时，下面板12的下表面和滑台204的上表面贴合在一起，既保证了下面板12在传动过程中的平稳性，又节约了空间。同样，为了保证X向驱动电机301带动X向齿条203传动时，整个滑块组件的平稳性，X向滑台204的底部开有X齿条腔2043。X齿条腔2043用于为底板13上的X向齿条203提供传动空间，X向齿条203正好可以嵌入其中，并在其中自由传动。

优选的，滑台204的左右两侧设有滑槽2045，其作用是供下面板12与滑台204之间的配合滑动，具体与下面板12的配合详见图11。

参照图9，示出了下面板12与滑台204的配合滑动示意图。下面板12的左右两侧设有凸条1201。凸条1201是可嵌入滑台204两侧对应的滑槽2045中的。当Y向驱动电机301带动Y向齿条303在Y齿条腔2044中传动时，与Y向齿条303固定连接的下面板12通过凸条嵌入在滑槽2045中，并在其中滑动，实现下面板12刚好覆盖在滑台204的外围，并承载笔记本电脑在Y方向上移动。采用这样的嵌套方式减小了电脑托架的厚度，可以有效节约电脑托架的占用空间。作为笔记本电脑的托架，更具有便于携带的特点。

在本发明实施例中，优选的是所述滑台204的长度小于所述X向齿条203的长度，可以有效节省本发明电脑托架占用的空间。所述X向滑台204由高分子聚乙烯材料制成。这种材料易于抛光，具有很高的光滑度，可以减小滑台204和下面板12在配合滑动过程中的摩擦力。

参照图10，具体示出了本发明实施例中的U向驱动机构的立体结构。图11是根据图10所示的U向驱动机构的剖面图，U向驱动机构用于调节U向的运动，如图10和图11所示，该U向驱动机构包括：U向电机401、U向传动螺杆402、U向传动螺母403、连杆404、螺杆轴承座405、和U向电机座406。

其中，U向电机401的驱动轴与U向传动螺杆402相连接，U向传动螺母403与U向传动螺杆402啮合以实现直线传动，U向连杆404的短杆端通过圆柱销与U向传动螺母403销轴连接，另一端与所述上面板11连接；并且，传动螺杆402安装在螺杆轴承座405上；U向电机401安装在U向电机座406上；由沉头螺钉通过螺杆轴承座405和U向电机座406将所述U向驱动机构固定在下面板12上。

在运转过程中，U向电机401通电转动带动电机驱动轴转动，随之带动U向传动螺杆402旋转，U向传动螺杆402带动U向传动螺母403直线运动，U向传动螺母403带动连杆404运动，从而实现U向的运动。

在本发明的一个优选实施例中，可以在上面板11设有通风口1102，通风口1102下方设有风扇1103，参见图1和图2。利用风扇的运转加速笔记本电脑下方的空气流动，改善笔记本电脑散热性能差的问题。风扇的驱动我们可以通过USB连线连接在笔记本电脑的USB插口上，这些在现有技术中已经有普遍的应用，不再赘述。

所述风扇1103安装在上面板11的底面上，当上、下面板闭合时，风扇就会阻碍上、下面板的闭合，为了解决这个问题，可以在下面板12上设有同风扇1103位置、大小对应的洞腔1203，当上、下面板闭合时，风扇1103能置于洞腔1203内，风扇1103不再阻碍上、下面板的闭合，同时风扇1103置于洞腔1203内，还可以减少上、下面板闭合后的整体厚度。

当上、下面板闭合时，因为连杆404的设置高于下面板12的平面，会出现凸出于下面板12平面的连杆401顶住上面板11，使上面板11无法同下面板12闭合。为解决这个问题，可以在上面板11的底面上，设有与连杆404位置、大小对应的空腔1104，当上、下面板闭合的时候，连杆404能置于空腔1104内，连杆404不再阻碍上、下面板的闭合。

控制电路部分：

下面结合图12具体说明笔记本电脑移动托架装置中的控制机构。图12是整体控制机构的结构示意图。

如图12所示，处理器选用单片机21，所述单片机21包括：通信接口23，用于接收移动托架的运动模式数据，所述运动模式数据包括电机转向信号和转速信号；数据寄存器26，用于存储通信接口接收的多种运动模式数据；信号发送单元22，用于将所述运动模式数据发送至驱动控制单元；外部中断单元24，用于接收反馈装置发出的关于所述电机实际转速信息的反馈脉冲信号；转速调整单元25，用于依据所述电机的实际转速信息调整当前的转速信号。其中，所述单片机21至少包括三个信号发送单元和三个外部中断单元，分别用于连接X向驱动控制单元、Y向驱动控制单元和U向驱动控制单元。

所述驱动控制单元包括：X向驱动控制单元31，Y向驱动控制单元和U向驱动控制单元。

所述X向驱动控制单元31包括：驱动电路32和反馈单元33；所述驱动电路32依据所述运动模式数据控制所述X向电机的转向和转速；所述反馈单元33用于获取所述X向电机的实际转速信息，以脉冲信号的形式反馈给所述单片机21。其中，所说反馈脉冲信号包括用于控制电机转速的转速信号以及控制电机转向的转向信号。转速信号为PWM信号，转向信号是通过对单片机的IO接口进行编程来获取的。

其中，所述单片机与驱动控制单元之间通过驱动隔离91连接。

Y向驱动控制单元和U向驱动控制单元，与X向驱动控制单元相同，此处不再赘述。

图12中只表示出了X向驱动控制单元与单片机之间的连接，Y向驱动控制单元和U向驱动控制单元与单片机之间的连接与X向驱动控制单元与单片机之间的连接相同。

进一步，所述转速反馈信号源自电机轴，由于减速比比较高，在具体实施时，可以采用标准码盘方案，但从成本的角度考虑，采用自制建议码盘(8线)也可以实现比较理想的闭环控制效果。反馈信号采用脉冲信号，通过整形、滤波电路实现信号的可靠采集。

另外，各个方向的机械负载都可以连接有限位开关51，限位开关51用于检测笔记本电脑托架装置的运动边界位置，并当所述装置运动到边界位置时，向所述单片机21发送提示信号。所述限位开关51可以是机械式限位开关，也可以是红外检测传感器。

所述单片机21的输入电压采用开关电源61实现外接电源到直流12V之间的转换，与变压器方案相比，开关电源具有体积小的优势。

为了降低成本，只采用一个开关电源。而在本发明中，有X方向、Y方向和U方向三个驱动电机，因此，开关电源61要给3路电机供电，并且，开关电源61其本身就有较大干扰，所以必须经过滤波处理才能用于给单片机21供电，因此在开关电源61与单片机21之间增加了一个隔离转换电路71，从而实现单片机5V电源的输入。驱动电路32的供电也是由开关电源61输出的直流12V电压来提供的。

进一步地，针对本发明可移动笔记本电脑托架装置的控制需求，可以选用ATmega64单片机，该单片机具有8通道PWM、SCI、SPI、UART、ADC等功能模块。

优选的，所述装置还包括：控制面板81。所述控制面板81包括：选择运动模式的按键；选择运动速度档位的按键；对运动速度微调的按键；所述按键用于向所述单片机21发出控制指令。

进一步，所述单片机21还包括控制指令接口单元27；所述控制指令接口单元27用于接收所述控制面板提交的控制指令，在所述数据寄存器26中查找相应的运动模式，并提交至信号发送单元。所述控制面板81可以是发光二极管显示方式；也可以是液晶显示方式。

所述控制机构的工作流程为：单片机通过通信接口接收移动托架的运动模式数据，存储于数据寄存器中，单片机通过控制指令接口接收控制面板发出的控制指令，在数据寄存器中查找相应的运动模式数据，并提交至信号发送单元，信号发送单元将所述运动模式数据发送至各个驱动电路，各个驱动电路控制相应的电机运转，反馈单元获取电机的实际转速，并将所述实际转速信息反馈给单片机，单片机的转速调整单元依据所述电机的实际转速信息调整当前的转速信号，又经由信号发送单元发送给驱动电路，由此实现电机带动移动托架稳定的按照控制面板选定的运动模式运动。

为了进一步降低产品成本，驱动电机的驱动电路32不采用集成电机驱动芯片的方案，而是采用如图13所示的驱动方式。

参照图13，若转向信号为0，一方面，第一非门3201的输入为0，则其输出为1，第一或门3202的一个输入为1，因而，第一或门3202的输出即为1，又由于场效应管Q1为P沟道场效应管，故Q1截止；与此同时，第三非门3203的输出为0，Q4输入低电平，三级管Q4为N沟道场效应管，所以场效应管Q4被截止，因此Q1至Q4的电路不能导通。

另一方面，由于转向信号为0，第三非门3203的输入为1，输出为0，因此第二或门3204的一个输入为0，另外一个输入为转速信号，其中，当速度信号为0时，Q3的输入为高电平，Q3导通；与此同时，第一非门3201的输出为1，Q2端的输入信号为高电平，Q2导通，处于对角线位置的高端场效应管Q3到低端场效应管Q2的电路导通，电流从右至左流过电机，电机旋转。

同理，如果转向信号为1，Q3至Q2的电路不能导通，处于对角线位置的高端场效应管Q1到低端场效应管Q4的电路导通，电流从左至右流过电机，电机反向旋转。

通过PWM转速信号与编程产生的转向信号的配合，实现了电机转向及转速的控制。

由于上述直流电机驱动电路不具备死区控制、过压/欠压、过流、过热等保护措施，但在正常的使用情况下，这些保护措施一般来说可以不要，因此，代之以一个总保险开关即可。

控制系统软件设计部分：

参照图14，是本发明实施例的软件整体功能示意图。整体软件架构包括两部分，位于PC侧的软件设计和单片机侧的软件设计。其中，PC侧的软件可以包括：生成本发明的笔记本移动托架装置的运动模式数据，下载笔记本移动托架装置的运动模式数据以及对笔记本移动托架装置的运动的监控，还可以包括人机界面的开发；位于单片机侧的软件设计主要包括笔记本移动托架装置的运动模式的保存；根据所需要的运动模式，对笔记本电脑移动托架装置进行速度、位置的闭环控制；检测外部通过控制面板发送的控制命令；将笔记本电脑托架的运动状态输出以及将所有的运行参数上传至PC，以使PC能够实现对笔记本电脑托架装置运行状态的监控。

其中，PC与单片机之间通过RS232或者USB通信，以实现运动模式数据下载、运动调试及监测等功能。

参照图15，是根据本发明实施例的单片机控制流程图，包括如下步骤：

步骤1501：单片机进行初始化；

步骤1502：单片机进行PC控制命令的检测，其中，控制命令可以为：保存PC发送的运动模式数据；或者，基于调试或者维护的需要重新寻找零位或者执行PC发送的其他控制命令。

步骤1503：单片机根据控制目标进行速度、位置的闭环控制；

步骤1504：单片机将运行状态输出显示至控制面板或者其他显示设备；

步骤1505：单片机将运行参数，例如电机转速、转向和移动托架位置等参数上传至PC以供PC对运动进行监视。

其中，在步骤1503中，单片机根据控制目标进行速度、位置的闭环控制主要包括如下步骤：首先，单片机读取运动模式下一点的目标速度和目标位置，然后，单片机读取当前速度和当前位置，通过比较，计算出输入控制量，最后将所述控制量传输至电机驱动电路，用以保证装置稳定的按照既定的运动模式运动。

通过控制系统的软件架构，可以看出，笔记本电脑移动托架装置的运动模式可以根据使用者实际的需要来进行编写，也可以通过下载的方式得到，或者预置存放于单片机中也可以，总之，运动模式的获取方式非常灵活。

综上：在本发明中，笔记本电脑移动托架装置通过单片机控制电机的转速和转向，实现了X方向移动、Y方向移动以及绕固定轴U方向的转动；并且，能够根据目标运动模式和运动特性，通过各自由度的配合，实现三个自由度的联动，进而，由于笔记本电脑的运动，不断地改变了笔记本电脑显示屏幕与人眼的距离和角度，从而迫使使用者不断调整颈部和腰部姿态，改善颈椎、腰椎和周围肌肉的受力状况和肌肉状态，缓解相关病症的发生和发展。

以上对本发明所提供的一种笔记本电脑移动托架装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1、一种笔记本电脑移动托架装置，其特征在于，包括:上面板、下面板、底板、驱动机构和控制机构，所述上面板与所述下面板活动连接；所述驱动机构设置于所述底板上；所述控制机构与所述驱动机构相连接，所述控制机构用于实现对所述驱动机构的控制；

其中，所述驱动机构包括:

X向驱动机构，包括X向电机，X向齿轮，X向齿条，滑台；其中，所述滑台置于所述底板上，所述X向齿条置于所述底板上，所述X向电机置于所述滑台中，所述X向电机驱动轴上设有所述X向齿轮，所述X向齿轮与所述X向齿条啮合，所述下面板安装在所述滑台上方；

Y向驱动机构，包括Y向电机，Y向齿轮，Y向齿条；其中，所述Y向电机置于所述滑台中，所述Y向电机驱动轴上设有所述Y向齿轮，所述Y向齿条置于所述下面板的底面上，所述Y向齿轮与所述Y向齿条啮合；

U向驱动机构，包括U向电机，传动螺杆，传动螺母以及连杆；所述U向驱动机构置于下面板底面上，所述U向电机的驱动轴与所述传动螺杆相连接，所述传动螺杆与所述传动螺母啮合以实现直线传动，所述传动螺母与所述连杆一端活动连接，所述连杆另一端同所述上面板相连接；

所述控制机构包括:

处理器，用于接收所述移动托架的运动模式数据，并将所述运动模式数据发送至驱动控制单元；

驱动控制单元，包括X向驱动控制单元，Y向驱动控制单元和U向驱动控制单元，分别与所述相应的电机相连接，用于驱动和控制所述相应的电机。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述滑台设有容纳所述X向电机的X电机槽、容纳所述Y向电机的Y电机槽，和容纳所述Y向齿条的Y齿条腔，在所述滑台的底部开有容纳所述X向齿条的X齿条腔。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述U向电机通过电机座固定在下面板的底面上；所述传动螺杆通过轴承座固定在下面板的底面上。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述滑台的左右两侧设有滑槽，所述下面板的左右两侧对应设有可嵌入所述滑槽中的凸条。

5、如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述X向齿条的长度大于所述滑台的长度。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述X向齿轮在X向齿条上为双向移动，所述Y向齿轮在Y向齿条上为双向移动。

7、如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述X向驱动机构，所述Y向驱动机构，所述U向驱动机构中分别包括一减速机构，所述减速机构与所述各个驱动机构中的电机相连接。

8、如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述处理器连接有限位开关，所述限位开关用于检测所述移动托架的运动边界位置，并当所述移动托架运动到边界位置时，向所述处理器发送提示信号。

9、如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述处理器包括:

通信接口，用于接收移动托架的运动模式数据，所述运动模式数据包括电机转向信号和转速信号；

数据寄存器，用于存储通信接口接收的多种运动模式数据；

信号发送单元，用于将所述运动模式数据发送至驱动控制单元；

外部中断单元，用于接收反馈装置发出的关于所述电机实际转速信息的反馈脉冲信号；

转速调整单元，用于依据所述电机的实际转速信息调整当前的转速信号；

所述驱动控制单元包括:驱动电路和反馈单元；所述驱动电路依据所述运动模式数据控制所述各个电机的转动；所述反馈单元用于获取所述电机的实际转速信息，以脉冲信号的形式反馈给所述处理器。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括，

控制面板，所述控制面板包括:选择运动模式的按键，选择运动速度档位的按键，对运动速度微调的按键；所述按键用于向所述处理器发出控制指令；

所述处理器还包括控制指令接口单元，用于接收所述控制面板发出的控制指令，在所述数据寄存器中查找相应的运动模式，并提交至信号发送单元。

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