CN102673483A - 自动调整方位的支架装置及该支架装置与电子装置的组合 - Google Patents

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Abstract

一种可自动调整方位的支架装置，供放置电子装置。支架装置包含支架本体、检测单元、扭力单元及控制单元。支架本体包括基座、枢接于该基座的活动臂组，及供该电子装置放置的固定座。检测单元撷取与使用者相关的信息、从中识别符合预设定义的目标信息后计算出方位信息。扭力单元设置于该活动臂组的枢接处，提供该活动臂组枢转的动力。控制单元接收来自该检测单元的方位信息，并产生控制指令且传送至该扭力单元。藉此，扭力单元受控运转而使该活动臂组调整方位，进而达到支架依据使用者位置自动调整方位的目的。

Description

自动调整方位的支架装置及该支架装置与电子装置的组合
技术领域
本发明是有关于一种支架装置，特别是指一种可自动调整方位的支架装置。 
背景技术
参阅图1，手持式电子装置91需通过一支架装置92而固定于车上。现有支架装置92有的无法调整角度，当使用者想调整观看角度，只能手动移动支架装置92固定的位置；较进阶的支架装置92提供可转动的支架手臂93，当使用者要调整观看角度，可手动调整支架手臂93而转动方位。 
然而，支架装置92调整后即固定不动；若车辆的使用者不只一位，例如夫妻共享一辆车，由于这些使用者可能因为身高、体型及架车习惯而调整座椅，每次换人开车十时就必须重新手动调整支架装置92以符合使用者的最佳视角和距离。 
另外类似的状况，卖场的挂式显示屏往往被固定于特定高度及角度，观看者只能自行移动位置而调整最佳视角及距离。 
发明内容
因此，本发明的目的，即在于提供一种可自动调整方位的支架装置，通过识别技术判断使用者所在方位而自动调整支架本体。 
于是，本发明可自动调整方位的支架装置，供放置电子装置，并依据一使用者位置调整该电子装置的方位。 
该支架装置包含一支架本体、一检测单元、一扭力单元及一控制单元。 
支架本体包括一基座、一枢接于该基座的活动臂组，及一供该电子装置放置的固定座。 
检测单元包括一撷取与该使用者相关的信息的撷取模块、一与该撷取模块连接的识别模块，及一与该识别模块连接的运算模块，该识别模块接收该 使用者信息并从中识别符合预设定义的目标信息，该运算模块依据该目标信息产生方位信息。 
扭力单元设置于该活动臂组的枢接处，提供该活动臂组枢转的动力。 
控制单元设置于该支架本体的基座内，接收来自该检测单元的方位信息，并产生控制指令且传送至该扭力单元，控制该扭力单元运转而使该活动臂组调整方位。 
其中，前述检测单元具体上可以是包括撷取原始图像的图像撷取模块、与该图像撷取模块连接的图像识别模块，及与该图像识别模块连接的运算模块。该图像识别模块接收该原始图像并从中识别符合预设的脸部定义的目标图像，该运算模块依据该原始图像及该目标图像计算出该方位信息。在此技术下，本发明还可以包含与该控制单元连接的警示单元；该检测单元的运算模块还依据连续识别出的目标图像，与预设的瞌睡定义比对，若符合，则传送警示信号至该控制单元，该控制单元则发出控制信号至该警示单元而发出警示音。该瞌睡定义包括但不限于眼睛闭合频率符合特定频率、头部有瞬间晃动，及头部脱离画面，该运算模块比对符合其中一条件，则传送该警示信号。 
前述检测单元也可以是包括撷取原始音频的收音模块、与该收音模块连接的声音识别模块，及与该声音识别模块连接的运算模块，该声音识别模块接收该原始音频并从中识别符合预设的脸部定义的目标音源，该运算模块依据该原始音频及该目标音源计算出该方位信息。其中一实作方式为，各该收音模块置于该电子装置或支架装置的左、中、右三个位置，然后声音识别模块识别各该麦克风收讯的音量大小并找出最大者，运算模块则据此概略的分辨声音来源的方位而产生方位信息。另一实作方式为，该声音识别模块预存指令声音文件，并针对该收音模块接收且传来的声音指令进行比对识别，最后由该运算模块产生对应的方位信息。 
较佳地，前述活动臂组包括多个相互枢接的活动臂，该扭力单元包括至少与该等活动臂数量对应的伺服马达或步进马达。该扭力单元通过电池或以接线方式与一车辆的点烟器连接而获得供电。该扭力单元还包括一脉宽调制电路，供接收控制单元传来的控制指令且产生脉宽调制信号传送至各该伺服马达或步进马达；该控制单元将最终调整好的位置记录于内建的存储器中，记录内容包括各该伺服马达或步进马达的一参考点位置以及行程。 
较佳地，前述检测单元设置于该电子装置，且该电子装置具有供发送该方位信息的无线发送模块；该支架装置还包含供接收该方位信息的无线接收模块。 
较佳地，该检测单元设置于支架本体的基座内，并与该控制单元连接。 
较佳地，该固定座包括掌部及多个爪部；该支架装置还包括与该控制单元连接的设置于该掌部的近接开关，及多个设置于该爪部的压力感测器；该扭力单元还包括多个设置于该爪部关节处且与该控制单元连接的伺服马达；当该电子装置靠近该掌部，该近接开关感应而产生启动信号传送至该控制单元，该控制单元启动各该伺服马达使该等爪部相互靠近，藉此接触夹持该电子装置，同时也启动各该压力感测器，当该压力感测器感应的压力值达预设压力值且回传该控制单元，则该控制单元使各该伺服马达停止，而该等爪部达定位。 
本发明的另一目的，在于提供一种可自动调整方位的支架装置与电子装置的组合，电子装置放置于支架装置，支架装置依据使用者位置自动调整方位。 
该组合包含一具有无线发送模块的电子装置，及一供该电子装置放置的可自动调整方位的支架装置。支架装置包括一支架本体、一检测单元、一扭力单元、一无线接收模块及一控制单元。 
支架本体包括一基座、一枢接于该基座的活动臂组，及一供该电子装置放置的固定座。检测单元设置于该电子装置，包括一撷取与该使用者相关的信息的撷取模块、一与该撷取模块连接的识别模块，及一与该识别模块连接的运算模块。 
该识别模块接收该使用者信息并从中识别符合预设的脸部定义的目标信息，该运算模块依据该目标信息计算出方位信息，通过该无线发送模块发送。 
扭力单元设置于该活动臂组的枢接处，提供该活动臂组枢转的动力。无线接收模块供接收该方位信息。 
控制单元设置于该支架本体的基座内，通过该无线接收模块接收来自该检测单元的方位信息，并产生控制指令且传送至该扭力单元，控制该扭力单元运转而使该活动臂组调整方位；藉此，该活动臂组调整方位后，该检测单元输出的方位信息符合该方位信息。 
本发明的功效在于利用检测技术以及控制扭力单元的手段，达到自动调 整支架本体的方位的目的，使用者因此无须手动调整支架。 
附图说明
图1是一立体示意图，说明已知的支架装置； 
图2是一立体示意图，说明本发明可自动调整方位的支架装置的第一实施例的外观； 
图3是一方块图，说明该实施例的内部元件及连接关系； 
图4是一方块图，说明本发明第二实施例的内部元件及连接关系；及 
图5是一方块图，说明本发明第三实施例的内部元件及连接关系。 
[主要元件标号说明] 
100    可自动调整方位的支架装置            1       支架本体 
11     基座                                12      活动臂组 
121    第一活动臂                          122     第二活动臂 
13     固定座                              131     掌部 
132    爪部                                2       检测单元 
21     图像撷取模块                        22      图像识别模块 
23     运算模块                            3       扭力单元 
30     PWM电路                             31      第一伺服马达 
32     第二伺服马达                        4       控制单元 
51     近接开关                            52      压力感测器 
6      警示单元                            7       无线接收模块 
8     电子装置                             81      无线发送模块 
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的三个实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。 
在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。 
参阅图1与图2，本发明可自动调整方位的支架装置100供一电子装置8放置，该电子装置8例如为车用导航装置。该可自动调整方位的支架装置100的第一实施例依据一使用者脸部位置自动调整方位，并包含一支架本体1、 一检测单元2、一扭力单元3、一控制单元4、一近接开关51、多个压力感测器52及一警示单元6。 
支架本体1包括一基座11、一枢接于基座11的活动臂组12，及一供该电子装置8放置的固定座13。该活动臂组12包括一枢接于该基座11的第一活动臂121，及一与该第一活动臂121相互枢接的第二活动臂122。该固定座 13包括一枢接于第二活动臂122末端的掌部131及多个爪部132。本实施例的活动臂组12的枢接型态不以特定者为限，可以是平面360度，也可以是球形万向角度的枢接型态。各该爪部132具有多个相连的指节，且指节与指节之间定义为关节。 
本实施例的扭力单元3包括一脉宽调制(Pulse Width Modulation，下称PWM)电路30及多个第一伺服马达31，PWM电路30及各该第一伺服马达31通过电池或以接线方式与一车辆的点烟器连接而获得供电。该等第一伺服马达31分别设置于该第一活动臂121与基座11枢接处、第二活动臂122与第一活动臂121枢接处，及固定座13与第二活动臂122枢接处。该等第一伺服马达31提供该活动臂组12枢转的动力。当然，扭力单元3不以伺服马达为限，只要是能提供枢转动力者皆可，例如步进马达。 
首先介绍电子装置8摆放定位方面的技术。近接开关51及压力感测器52皆与控制单元4连接，近接开关51设置于掌部131，及压力感测器52则分别设置于爪部132相向的表面。该扭力单元3还包括多个设置于该爪部132关节处且与该控制单元4连接的第二伺服马达32。当电子装置8靠近该掌部131，近接开关51感应而产生一启动信号传送至该控制单元4，该控制单元4一方面启动各该第二伺服马达32使该等爪部132相互靠近，藉此以压力感测器52接触夹持该电子装置8，另一方面也启动各该压力感测器52。当该压力感测器52感应的压力值达一预设压力值且回传该控制单元4，则该控制单元4使各该第二伺服马达32停止，而该等爪部132即不再互相靠近而达定位。此时，电子装置8由该爪部132及掌部131共同夹持定位。 
接下来介绍本实施例自动调整方位的技术。本实施例的检测单元2是以利用图像识别技术进行检测举例说明。该检测单元2设置于该电子装置8，并包括一图像撷取模块21、一与该图像撷取模块21连接的图像识别模块22，及一与该图像识别模块22连接的运算模块23。图像撷取模块21是电子装置8既有者，其对位于预设范围内的使用者进行图像撷取而获得一原始图像。 该图像识别模块22接收该原始图像并从中识别符合一预设的脸部定义的目标图像。前述脸部定义，例如轮廓概呈圆形且可定位出两眼位置；然而，本发明不以特定脸部识别技术为限。 
检测单元2的运算模块23依据该原始图像及该目标图像计算出一方位信息。详细举例来说，假设图像撷取模块21位于电子装置8屏幕正上方，当原始图像中，使用者脸部位置偏左，也就是该目标图像位于整体原始图像的左半部，则表示该电子装置8的位置应该向左调整，则该方位信息的内容即包括朝左以及角度。 
本实施例的电子装置8具有一供发送该方位信息的无线发送模块81。支架装置100还包含一供接收该方位信息的无线接收模块7。 
控制单元4设置于该支架本体1的基座11内，通过该无线接收模块7接收来自该检测单元2的方位信息，并产生一控制指令且传送给该PWM电路30，PWM电路30产生多笔PWM信号并传送至各该第一伺服马达31，控制各该第一伺服马达31运转而使该活动臂组12调整方位。 
当活动臂组12连带该电子装置8完成调整方位，检测单元2再撷取到原始图像且识别得到目标图像后，运算模块23计算出的方位信息为0，代表目标图像位于原始图像中央的目标。控制单元4并将最终调整好的位置记录于内建的存储器(图未示)中。记录内容包括各该第一伺服马达31的一参考点(例如原点或上一次的定位点)位置以及行程。 
值得一提的是，本发明的检测单元2所采用技术不以图像识别为限，也可以采用声音识别技术进行检测，或者两者同时采用而相互校正。当检测单元2采用声音识别技术，检测单元2是包括一对使用者应在位置撷取一原始音频的收音模块、一与该收音模块连接的声音识别模块，及一与该声音识别模块连接的运算模块。该声音识别模块接收该原始音频并从中识别出音源所在，也就是目标信息。该运算模块依据目标信息计算出该方位信息。其中一种实作方式，可以麦克风阵列的方式，将麦克风(收音模块)置于电子装置8或支架装置100的左、中、右三个位置，然后声音识别模块识别各麦克风收讯的音量大小并找出最大者，运算模块则据此概略的分辨声音来源的方位而产生方位信息。另一实作方式，是利用语音识别的技术，声音识别模块预存指令声音文件，例如靠左、中、右、上、下、前进及后退等，并针对收音模块接收且传来的声音指令(Voice command)进行比对识别，最后由运算模块产 生对应的方位信息，通过控制单元4控制各该第一伺服马达31运转而使该活动臂组12调整方位。 
由于本实施例的图像撷取模块21是连续撷取图像，该检测单元2的运算模块23还依据连续识别出的目标图像与一预设的瞌睡定义比对，若符合，则传送一警示信号至该控制单元4，该控制单元4则发出一控制信号至该警示单元6而发出警示音，藉此让使用者清醒以确保行车安全。前述瞌睡定义例如包括眼睛闭合频率符合特定频率，或是头部有瞬间晃动或脱离画面等。 
本实施例实作方面，须提供对应该图像识别模块22及该运算模块23的软件供电子装置8安装执行，本实施例的支架装置100藉此完整运作。 
参阅图2及图4，本发明可自动调整方位的支架装置100的第二实施例与第一实施例的差异在于，检测单元2设置在支架本体1，而非设置于电子装置8。其中，图像撷取模块21设置于固定座13的爪部132末端，至于该图像识别模块22以及运算模块23则安装于基座11内。因此，本实施例无须无线发送模块81以及无线接收模块7。 
如此一来，配合本发明支架装置100的电子装置8无须另外安装执行软件，执行本发明所有机制的构件完全设置在支架本体1。 
参阅图5，本发明可自动调整方位的支架装置100的第三实施例与图2所示的第二实施例的差异在于，不包含近接开关51以及压力感测器52，且支架本体1的固定座13采用螺锁或卡合机制，而不具有掌部131及爪部132，因此也没有第二伺服马达32。本实施例特别适用于卖场的大型屏幕，当检测单元2检测到有使用者驻足观看，将发出方位信息，控制单元4则控制扭力单元3运转，使活动臂组12调整方位及长度，该大型屏幕因此被调整视角及距离，以便于使用者观看。 
综上所述，本发明自动调整方位的支架装置100利用识别检测机制进而控制活动臂组12枢转，让固定其上的电子装置8被调整方位，因此使用者无需手动调整支架的位置及视角，故确实能达成本发明的目的。 
惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求涵盖的范围内。 

Claims (17)

1.一种自动调整方位的支架装置，供一电子装置放置，并依据一使用者位置调整该电子装置的方位；该支架装置包含：
一支架本体，包括一基座、一枢接于该基座的活动臂组，及一供该电子装置放置的固定座；
一检测单元，包括一撷取一与该使用者相关的信息的撷取模块、一与该撷取模块连接的识别模块，及一与该识别模块连接的运算模块，该识别模块接收该使用者信息并从中识别符合一预设定义的目标信息，该运算模块依据该目标信息产生一方位信息；
一扭力单元，设置于该活动臂组的枢接处，提供该活动臂组枢转的动力；及
一控制单元，设置于该支架本体，接收来自该检测单元的方位信息，并产生一控制指令且传送至该扭力单元，控制该扭力单元运转而使该活动臂组调整方位。
2.根据权利要求1所述的支架装置，其中，该检测单元是包括一撷取一原始图像的图像撷取模块、一与该图像撷取模块连接的图像识别模块，及一与该图像识别模块连接的运算模块，该图像识别模块接收该原始图像并从中识别符合一预设的脸部定义的目标图像，该运算模块依据该原始图像及该目标图像计算出该方位信息。
3.根据权利要求2所述的支架装置，还包含一与该控制单元连接的警示单元；该检测单元的运算模块还依据连续识别出的目标图像，与一预设的瞌睡定义比对，若符合，则传送一警示信号至该控制单元，该控制单元则发出一控制信号至该警示单元而发出警示音。
4.根据权利要求3所述的可自动调整方位的支架装置，其中，该瞌睡定义包括眼睛闭合频率符合特定频率、头部有瞬间晃动，及头部脱离画面，该运算模块比对符合其中一条件，则传送该警示信号。
5.根据权利要求1所述的支架装置，其中，该检测单元包括一撷取一原始音频的收音模块、一与该收音模块连接的声音识别模块，及一与该声音识别模块连接的运算模块，该声音识别模块接收该原始音频并从中识别符合一预设的脸部定义的目标音源，该运算模块依据该原始音频及该目标音源计算出该方位信息。
6.根据权利要求5所述的支架装置，其中，各该收音模块置于该电子装置或支架装置的左、中、右三个位置，然后该声音识别模块识别各该收音模块收讯的音量大小并找出最大者，运算模块则据此分辨声音来源的方位而产生方位信息。
7.根据权利要求5所述的支架装置，其中，该声音识别模块预存指令声音文件，并针对该收音模块接收且传来的声音指令进行比对识别，最后由该运算模块产生对应的方位信息。
8.根据权利要求1至7中任一所述的支架装置，其中，该活动臂组包括多个相互枢接的活动臂，该扭力单元包括至少与该等活动臂数量对应的伺服马达或步进马达。
9.根据权利要求8所述的支架装置，其中，该扭力单元还包括一脉宽调制电路，供接收控制单元传来的控制指令且产生脉宽调制信号传送至各该伺服马达或步进马达；该控制单元将最终调整好的位置记录于内建的存储器中，记录内容包括各该伺服马达或步进马达的一参考点位置以及行程。
10.根据权利要求8所述的支架装置，其中，该扭力单元通过电池或以接线方式与一车辆的点烟器连接而获得供电。
11.根据权利要求8所述的支架装置，其中，该固定座包括一掌部及多个爪部；该支架装置还包括与该控制单元连接的一设置于该掌部的近接开关，及多个设置于该爪部的压力感测器；该扭力单元还包括多个设置于该爪部关节处且与该控制单元连接的伺服马达；当该电子装置靠近该掌部，该近接开关感应而产生一启动信号传送至该控制单元，该控制单元启动各该伺服马达使该多个爪部相互靠近，藉此接触夹持该电子装置，同时也启动各该压力感测器，当该压力感测器感应的压力值达一预设压力值且回传该控制单元，则该控制单元使各该伺服马达停止，而该多个爪部达定位。
12.根据权利要求1至7中任一所述的支架装置，其中，该固定座包括一掌部及多个爪部；该支架装置还包括与该控制单元连接的一设置于该掌部的近接开关，及多个设置于该爪部的压力感测器；该扭力单元还包括多个设置于该爪部关节处且与该控制单元连接的伺服马达；当该电子装置靠近该掌部，该近接开关感应而产生一启动信号传送至该控制单元，该控制单元启动各该伺服马达使该多个爪部相互靠近，藉此接触夹持该电子装置，同时也启动各该压力感测器，当该压力感测器感应的压力值达一预设压力值且回传该控制单元，则该控制单元使各该伺服马达停止，而该多个爪部达定位。
13.根据权利要求8所述的自动调整方位的支架装置，其中，该检测单元设置于该电子装置，且该电子装置具有一供发送该方位信息的无线发送模块；该支架装置还包含一供接收该方位信息的无线接收模块。
14.根据权利要求1至7中任一所述的自动调整方位的支架装置，其中，该检测单元设置于该电子装置，且该电子装置具有一供发送该方位信息的无线发送模块；该支架装置还包含一供接收该方位信息的无线接收模块。
15.根据权利要求8所述的可自动调整方位的支架装置，其中，该检测单元设置于支架本体的基座内，并与该控制单元连接。
16.根据权利要求1至7中任一所述的自动调整方位的支架装置，其中，该检测单元设置于支架本体的基座内，并与该控制单元连接。
17.一种自动调整方位的支架装置与电子装置的组合，包含：
一电子装置，具有一无线发送模块；及
一供该电子装置放置的支架装置，该支架装置依据一使用者位置自动调整方位，并包括
一支架本体，包括一基座、一枢接于该基座的活动臂组，及一供该电子装置放置的固定座，
一检测单元，设置于该电子装置，包括一撷取一与该使用者相关的信息的撷取模块、一与该撷取模块连接的识别模块，及一与该识别模块连接的运算模块，该识别模块接收该使用者信息并从中识别符合一预设的脸部定义的目标信息，该运算模块依据该目标信息计算出一方位信息，通过该无线发送模块发送，
一扭力单元，设置于该活动臂组的枢接处，提供该活动臂组枢转的动力，
一无线接收模块，供接收该方位信息，及
一控制单元，设置于该支架本体，通过该无线接收模块接收来自该检测单元的方位信息，并产生一控制指令且传送至该扭力单元，控制该扭力单元运转而使该活动臂组调整方位；藉此，该活动臂组调整方位后，该检测单元输出的方位信息符合该方位信息。
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