CN103047516A - 一种导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含有可供显示设备上下移动的导轨、且该导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，该支架包括立柱、弧形导轨、导轨驱动装置、显示设备固定装置和显示设备驱动装置，立柱的顶部固定有圆柱齿轮，圆柱齿轮顶部安装有推力轴承，弧形导轨通过一支撑连接件架设于推力轴承之上，导轨驱动电机通过齿轮组与圆柱齿轮传动连接，显示设备固定装置安装于弧形导轨上，显示设备驱动装置设置于显示设备固定装置上，显示设备驱动电机通过蜗轮蜗杆机构与另一可与弧形导轨顶面所设的齿条相齿合的圆柱齿轮传动连接。本发明的显示设备支架，结构合理，使用方便，在使颈部得到充分运动、避免颈椎病发生的同时，还能适时调节眼睛的焦距，特别适合喜欢或需要长时间使用显示设备的青少年或脑力工作者使用。

Description

一种导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架

技术领域

本发明涉及一种支承装置，尤其涉及一种用于放置显示设备的支架，更具体是涉及一种含有可供显示设备上下移动的导轨、且该导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架。

背景技术

随着电子设备使用的普及化，人们使用手机、平板电脑和MP4播放器等显示设备的时间越来越长。由于使用这些设备时，人的眼睛总是专注于显示屏上，导致头部长时间处于某一固定的姿势，非常容易诱发颈椎病，因此，围绕着如何能让显示设备动起来，从而带动使用者的头部也动起来，相关领域的技术人员设计了不少可使显示设备在使用者前面做上下和/或左右移动从而带动使用者头部进行运动的显示设备支架，但这些支架由于存在结构不尽合理，导致使用效果不明显，因而得不到推广应用。如专利号为201120448410.4、名称为“屏移支架”的中国实用新型专利，公开了一种“在底座上设有弧形导轨，滑动件通过第一电机与弧形导轨连接，滑动件在第一电机的带动下沿着弧形导轨运动，滑动件上还安装有用于支撑电子显示屏的支撑平台，支撑平台在第二电机的带动下作上下运动”的显示器移动支架，该支架虽然能使显示器上下左右运动，但上下运动的行程太短，对头部的活动作用小，使用效果相当有限，另外，弧形导轨是固定在底座上，也无法通过转动导轨的方式使显示器的活动范围变大；专利号为200810058496.2、名称为“颈部保健电脑显示器支架”的中国发明专利，公开了一种“在固定于底座的立柱顶部安装一轨道驱动电机及蜗轮蜗杆机构，弧形轨道连结于蜗轮一端，显示器装在弧形轨道的滑槽中，固定在弧形轨道的显示器驱动电机用链或带与显示器传动连接”的显示器支架，该支架能使显示器上下左右运动的范围明显增大，但从其申请文件公开的内容可以判断，该支架的弧形轨道是在使用者眼睛前方的立面进行转动的，由于弧形轨道是在立面上转动，因此该方案采用的技术手段是：（1）采用蜗轮蜗杆作为弧形轨道的传动机构，以避免弧形轨道和平板显示器组件重量产生的力矩使得弧形轨道和平板显示器组件下坠；（2）在显示器下部设置配重，以保证显示器在弧形轨道转动过程中的任何位置都能保持端正；（3）显示器驱动电机采用链或带与显示器传动连接；（4）显示器轴与支撑板的安装孔活动连接，以保证显示器在配重的作用下能保持端正；上述这些技术手段存在以下问题：（1）配重虽能使显示器在弧形轨道转动过程中保持端正，但在弧形轨道转动的过程中，显示器与地面的夹角是变化的，而配重的作用力是始终垂直向下的，这样就造成显示器轴与支撑板的安装孔并不总处于正对的状态，当不是正对时，显示器轴的受力就大大增加，不仅会增加显示器轴与安装孔之间的摩擦，使显示器的转动变得不灵活，而且很容易损坏显示器轴，从而缩短显示器的使用寿命，另外，在显示器下部设置配重也会增加蜗轮的负担；（2）显示器驱动电机采用链或带与显示器传动连接,这种链或带必须是闭环式才能保证弧形轨道在上升过程中显示器组件不会因重力而滑落，但由于轨道是弧形的，闭环式的链或带在传动时摩擦力会增加，从而增加显示器驱动电机的负荷；（3）显示器轴与支撑板的安装孔活动连接会影响带触控的显示器的正常使用。

发明内容

为解决以上存在的问题，本发明的目的是提供一种导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，该支架上的显示设备在上下左右移动的过程中无需设置配重而能始终保持端正面对使用者。

为实现以上目的，本发明的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，包括立柱、弧形导轨、导轨驱动装置、显示设备固定装置和显示设备驱动装置，其特征在于，所述立柱的顶部固定有第一圆柱齿轮，第一圆柱齿轮顶部安装有推力轴承；所述弧形导轨两侧设有滑槽、顶面沿弧长方向设置有齿条，弧形导轨通过一支撑连接件架设于推力轴承之上；所述导轨驱动装置通过第一安装构件固定于支撑连接件上，导轨驱动装置包括第一电机、第二圆柱齿轮和齿轮组，第一电机的转轴与第二圆柱齿轮固定连接后通过齿轮组与第一圆柱齿轮传动连接，以使弧形导轨可以立柱为轴进行平面转动；所述显示设备固定装置安装于弧形导轨上，所述显示设备驱动装置设置于显示设备固定装置上，显示设备驱动装置包括第二电机和可与弧形导轨上的齿条相啮合的第三圆柱齿轮，第二电机通过蜗轮蜗杆机构与第三圆柱齿轮传动连接，以使显示设备固定装置可沿弧形导轨两侧的滑槽上下移动；第一电机和第二电机的电控端与控制电路板连接。

为了适用不同高度的使用者，以使弧形导轨的圆心与使用者颈部的中心重叠，上述立柱由上、下立管构成，上立管可于下立管中上下移动，下立管的上部设有可固定上立管的锁定机构。

上述支撑连接件呈蝶形，具有双斜侧壁，支撑连接件一侧壁的顶部与弧形导轨的一端部连接、另一侧壁的顶部与弧形导轨的底面连接、底部定位于推力轴承的中心；上述第一安装构件呈垃圾斗形，其左右两侧的挡板顶部向内延伸有可固定于支撑连接件外侧壁的锁片，第一安装构件的底板设有可供齿轮组定位的凸柱、后挡板顶部延伸有用于固定第一电机的凸板；上述控制电路板固定于支撑连接件上。

为了平衡弧形导轨及弧形导轨上各部件的重量，上述固定于弧形导轨端部的支撑连接件的侧壁顶部向外延伸有吊环，吊环上悬挂有配重。

上述显示设备固定装置包括第二安装构件、U形连接件和显示设备夹持件；第二安装构件由底板和垂直于底板的左右两侧板构成，第二安装构件的底板位于弧形导轨的顶面，底板开设有可供弧形导轨顶面的齿条显露的窗口，窗口的左右两侧向上设有第三圆柱齿轮的安装凸块，第二安装构件的左右两侧板内表面固定有可于弧形导轨的滑槽中移动的滚轮；U形连接件的底部向外延伸有轴头、两侧固定于第二安装构件左右侧板的外表面；显示设备夹持件由托板和托板背面可与U形连接件轴头套接的轴套构成。

为了便于使用者眼睛与显示设备之间夹角和距离的调节，上述U形连接件的轴头为万向接头，U形连接件的两侧开设有通槽，利用锁定螺丝在通槽不同位置的锁定，随时调节U形连接件底部与第二安装构件底板之间的距离。

上述第二电机通过电机底座固定于第二安装构件的底板背面，蜗轮蜗杆机构的蜗杆固定于第二电机的转轴上、蜗轮同轴固定于第三圆柱齿轮后架设于第二安装构件底板开设的窗口上，第二电机通过蜗轮蜗杆带动第三圆柱齿轮沿弧形导轨顶面的齿条正转和反转，从而带动显示设备固定装置沿弧形导轨上下移动。

为了能自动控制弧形导轨的转动及在特定位置的停留，上述第一安装构件后挡板外侧的下部设有第一开关，第一安装构件的底面设有第二开关，第一、二开关与控制电路板电气连接；上述立柱位于第一圆柱齿轮的下方固定有一定位件，该定位件由可固定于立柱侧壁的半圆环和半圆环外侧壁中部向外延伸的挡杆构成，半圆环外侧壁的两端设有限位挡块；在弧形导轨转动的过程中，挡杆可触碰位于第一安装构件后挡板外侧的第一开关，挡块可触碰位于第一安装构件底面的第二开关。

为了能自动控制显示设备在弧形导轨上的移动及在特定位置的停留，上述弧形导轨在与使用者眼睛平行的位置附近设有第三开关、在使用者头部上方的位置设有第四开关、在自由端设有第五开关，第三开关设置于弧形导轨的顶面，第四开关和第五开关设置于弧形导轨的滑槽中，第三、四、五开关与控制电路板电气连接。

为了便于连接线的隐藏及对滚轮的限位，上述弧形导轨沿弧长方向设有一中空电线槽，弧形导轨两侧的滑槽呈U字型、且槽口设有半圆形的凸条；上述滚轮表面设有与U字型滑槽的槽口凸条相接触的U形凹槽。

为了便于显示设备电源的提供，上述第二安装构件的底板背面设置有USB插座，该USB插座与控制电路板电气连接。

本发明的显示设备支架，采用在立柱顶部设置圆柱齿轮，再配合一支撑连接件，使架设于支撑连接件上的弧形导轨可以立柱顶部为支点在使用者的颈部周围进行平面转动，这种平面转动，可保证显示设备在弧形导轨的任何位置无需设置配重均能保持端正，而显示设备驱动装置与显示设备固定装置同步移动，可减少牵引链或绳与弧形导轨之间的摩擦，从而减轻驱动电机的负担，也可免去牵引链或绳收纳部件的设置，更好减轻支架的负载。本发明的显示设备支架，当显示设备在弧形轨道上下移动时，显示平面与使用者眼睛之间的距离和夹角基本保持不变，有利于提高观看的舒适性，而弧形轨道在转动过程中，显示平面与使用者眼睛之间的距离和夹角会逐渐发生变化，更好避免眼睛长时间使用相同焦距观看出现的视力问题，本发明的显示设备支架，结构合理，使用方便，在使颈部得到充分运动、避免颈椎病发生的同时，还能适时调节眼睛的焦距，特别适合喜欢或需要长时间使用显示设备的青少年或脑力工作者使用。

附图说明

图1是本发明显示设备支架的结构示意图。

图2是本发明显示设备支架各部件的分解示意图。

图3是本发明显示设备支架的左视图。

图4是图3沿a-a线的剖视图。

图5是本发明显示设备支架第一安装构件的结构示意图。

图6是第一安装构件另一角度的结构示意图。

图7是本发明显示设备支架第一电机与第一圆柱齿轮传动连接的结构示意图。

图8是本发明显示设备固定装置安装于弧形导轨上的结构示意图。

图9是本发明显示设备驱动装置与弧形导轨结合的示意图。

图10是本发明弧形导轨在中间时定位件与第一、第二开关之间的关系示意图。

图11是本发明弧形导轨在右侧时第一、二开关与定位件之间的关系示意图。

图12是本发明显示设备沿弧形导轨上下移动的使用状态示意图。

图13是本发明弧形导轨左右转动的使用状态示意图。

图14是本发明弧形导轨左右转动的使用状态俯视示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明的显示设备支架包括底座1、立柱2、支撑连接件3、弧形导轨4、导轨驱动装置5、显示设备固定装置6和显示设备驱动装置7；

立柱2由上立管21和下立管22构成，上立管可于下立管中上下移动，下立管的上部设有定位孔，利用锁定螺栓23将上立管固定在设定的位置，下立管的底部固定于底座1顶部，上立管的顶部固定有第一圆柱齿轮24，第一圆柱齿轮之上安装有推力轴承25；

支撑连接件3呈蝶形，具有不对称的双斜侧壁，其中比较长的侧壁顶部延伸有安装平台31，比较短的侧壁顶部向外向下延伸有吊环32、两侧向上延伸有安装凸耳33，吊环悬挂有配重34，支撑连接件底部设有定位孔，由螺杆35定位于推力轴承的中心，支撑连接件的侧面固定有控制电路板36；

如图4所示，弧形导轨4两侧设有滑槽41、滑槽呈U字型、且槽口设有半圆形的凸条411，弧形导轨顶面沿弧长方向设置有齿条42、中间沿弧长方向设有一中空电线槽43，弧形导轨一端部沿弧长的截面开设有安装孔44，通过螺栓与支撑连接件较短侧壁上的安装凸耳连接，靠近该端部的弧形导轨底面通过螺钉与支撑连接件较长侧壁顶部的安装平台连接，弧形导轨架设于支撑连接件之上；

如图5、6、7所示，导轨驱动装置5包括第一电机51、第二圆柱齿轮52，齿轮组53，第一电机的转轴与第二圆柱齿轮固定连接后通过齿轮组与第一圆柱齿轮传动连接，第一电机、第二圆柱齿轮和齿轮组安装于第一安装构件54内，第一安装构件呈垃圾斗形，其左右两侧的挡板顶部向内延伸有可固定于支撑连接件较短侧壁外表面的锁片541，第一安装构件的底板设有用于安装齿轮组的定位凸柱542，第一安装构件的后挡板顶部延伸有用于固定第一电机的凸板543；

如图8所示，显示设备固定装置6包括第二安装构件61、U形连接件62和显示设备夹持件63；第二安装构件由底板和垂直于底板的左右两侧板构成，第二安装构件的底板位于弧形导轨的顶面，底板开设有可供弧形导轨顶面的齿条显露的窗口611，窗口的左右两侧向上设有第三圆柱齿轮的安装凸片612，第二安装构件的左右两侧板内表面固定有可于弧形导轨的滑槽中移动的滚轮613，滚轮表面设有与弧形导轨U字型滑槽的槽口半圆形凸条411相接触的U形凹槽；U形连接件的底部向外延伸有万向接头621、两侧开设有通槽622且固定于第二安装构件左右侧板的外表面上，利用锁定螺丝623在通槽不同位置的锁定，随时调节U形连接件底部与第二安装构件底板之间的距离；显示设备夹持件由托板631和托板背面可与U形连接件万向接头套接的轴套632构成；

如图9所示，显示设备驱动装置7包括第二电机71、可与弧形导轨上的齿条相啮合的第三圆柱齿轮72、蜗轮73和蜗杆74，第二电机通过电机底座711固定于第二安装构件的底板背面，蜗杆74固定于第二电机的转轴上，第三圆柱齿轮与蜗轮73同轴固定连接后架设于第二安装构件底板开设的窗口上，第二电机通过蜗轮蜗杆带动第三齿轮沿弧形导轨顶面的齿条正转和反转，从而带动显示设备固定装置沿弧形导轨上下移动；

为了能自动控制弧形轨道的转动，在第一安装构件的后挡板外侧面下部设有第一开关81、底面设有第二开关82，第一、二开关与控制电路板电气连接；在位于第一圆柱齿轮下方的上立管侧壁固定有定位件9，该定位件由可固定于立柱侧壁的半圆环91和半圆环外侧壁中部向外延伸的挡杆92构成，半圆环外侧壁的两端设有限位挡块93，在弧形导轨转动的过程中，挡杆可触碰位于第一安装构件后挡板外侧的第一开关，限位挡块可触碰位于第一安装构件底面的第二开关，如图5、10、11所示；

为了能自动控制显示设备在弧形轨道上的运动，弧形导轨在与使用者眼睛平行的位置附近设有第三开关83、在与使用者头部的上方设有第四开关84、在自由端设有第五开关85，第三开关固定于弧形导轨顶面开设的方孔45中，第四开关和第五开关固定于弧形导轨的滑槽中，第三、四、五开关与控制电路板电气连接；

为了便于显示设备电源的提供，在显示设备固定装置上还设有一USB插座10，该USB插座通过一定位片101固定于第二安装构件的底板背面，该USB插座与控制电路板电气连接。

本发明的显示设备支架使用时，将底座放于使用者的座椅背后，调整底座的位置和上立管的高度使弧形导轨的圆心与人体的颈部中心重叠，当第一电机转动时，驱动弧形导轨以第一圆柱齿轮为轴线左右转动，从而带动显示设备围绕使用者颈部左右转动，当弧形导轨转至右侧，并且第二开关接触到定位件右侧限位档块时，如图11所示，第二开关状态产生变化，控制电路板根据预设的指令让第一电机反转，当弧形导轨转至中间时，第一开关被定位件中间的档杆触动，如图10所示，第一开关状态产生变化，控制电路板根据预设的指令决定是否让第一电机停止转动；如果预设的指令要求第一电机停止转动，即第二电机开始转动，驱动第二安装构件沿着弧形导轨上下运动，从而带动显示设备以颈部为圆心上下运动，当第二安装构件到达并触动第三开关时，第三开关状态产生变化，控制电路板根据预设的指令决定是否让第二电机停止转动；如果预设的指令没有要求第二电机停止转动，第二构件将继续向上或向下运动，当第二构件运动至上端并接触到第四开关时，第四开关状态产生变化，控制电路板根据预设的指令让第二电机反转，驱动第二构件往下端运动，当第二构件运动至下端并接触到第五开关时，第五开关状态产生变化，控制电路板根据预设的指令让第二电机反转，驱动第二构件往上端运动；如果预设的指令要求第二电机停止转动，即第一电机开始转动，弧形导轨继续向左转动，当弧形导轨转至左侧，并且第二开关接触到定位件右侧限位挡块时，第二开关状态产生变化，控制电路板根据预设的指令让第一电机反转，驱动弧形导轨反转，如此反复交替进行，使用者的颈部得到充分的运动，大大减少颈椎病发生的机会，与此同时，由于转轴在立管上，在弧形导轨左右转动的过程中，显示设备与使用者眼睛之间的距离和夹角会缓慢发生变化，这样能更好避免眼睛长时间使用相同焦距观看而出现的视力问题，如图12、13、14所示。

以上只是对本发明技术方案一个实施例的具体说明，但这个实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术方案的等效实施或变更，如显示设备固定装置结构的改变、开关位置的变化，均应包含在本发明的保护范围中。

Claims (10)

1.一种导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，包括立柱、弧形导轨、导轨驱动装置、显示设备固定装置和显示设备驱动装置，其特征在于：所述立柱的顶部固定有第一圆柱齿轮，第一圆柱齿轮顶部安装有推力轴承；所述弧形导轨两侧设有滑槽、顶面沿弧长方向设置有齿条，弧形导轨通过一支撑连接件架设于推力轴承之上；所述导轨驱动装置通过第一安装构件固定于支撑连接件上，导轨驱动装置包括第一电机、第二圆柱齿轮和齿轮组，第一电机的转轴与第二圆柱齿轮固定连接后通过齿轮组与第一圆柱齿轮传动连接，以使弧形导轨可以立柱为轴进行平面转动；所述显示设备固定装置安装于弧形导轨上，所述显示设备驱动装置设置于显示设备固定装置上，显示设备驱动装置包括第二电机和可与弧形导轨上的齿条相啮合的第三圆柱齿轮，第二电机通过蜗轮蜗杆机构与第三圆柱齿轮传动连接，以使显示设备固定装置可沿弧形导轨两侧的滑槽上下移动；第一电机和第二电机的电控端与控制电路板连接。

2.根据权利要求1所述的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，其特征在于：所述立柱由上、下立管构成，上立管可于下立管中上下移动，下立管的上部设有可固定上立管的锁定机构。

3.根据权利要求2所述的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，其特征在于：所述支撑连接件呈蝶形，具有双斜侧壁，支撑连接件一侧壁的顶部与弧形导轨的一端部连接、另一侧壁的顶部与弧形导轨的底面连接、底部定位于推力轴承的中心；所述第一安装构件呈垃圾斗型，其左右两侧的挡板顶部向内延伸有可固定于支撑连接件外侧壁的锁片，第一安装构件的底板设有可供齿轮组定位的凸柱、后挡板顶部延伸有用于固定第一电机的凸板；所述控制电路板固定于支撑连接件上。

4.根据权利要求3所述的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，其特征在于：所述固定于弧形导轨端部的支撑连接件的侧壁顶部向外延伸有吊环，吊环上悬挂有配重。

5.根据权利要求4所述的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，其特征在于：所述显示设备固定装置包括第二安装构件、U形连接件和显示设备夹持件；第二安装构件由底板和垂直于底板的左右两侧板构成，第二安装构件的底板位于弧形导轨的顶面，底板开设有可供弧形导轨顶面的齿条显露的窗口，窗口的左右两侧向上设有第三圆柱齿轮的安装凸块，第二安装构件的左右两侧板内表面固定有可于弧形导轨的滑槽中移动的滚轮；U形连接件的底部向外延伸有轴头、两侧固定于第二安装构件左右侧板的外表面；显示设备夹持件由托板和托板背面可与U形连接件轴头套接的轴套构成，其中U形连接件的轴头为万向接头，U形连接件的两侧开设有通槽，利用锁定螺丝在通槽不同位置的锁定，随时调节U形连接件底部与第二安装构件底板之间的距离。

6.根据权利要求4或5所述的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，其特征在于：所述第二电机通过电机底座固定于第二安装构件的底板背面，所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆固定于第二电机的转轴上、蜗轮同轴固定于第三圆柱齿轮后架设于第二安装构件底板开设的窗口上，第二电机通过蜗轮蜗杆带动第三圆柱齿轮沿弧形导轨顶面的齿条正转和反转，从而带动显示设备固定装置沿弧形导轨上下移动。

7.根据权利要求6所述的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，其特征在于：所述第一安装构件后挡板外侧的下部设有第一开关，第一安装构件的底面设有第二开关，第一、二开关与控制电路板电气连接；所述立柱位于第一圆柱齿轮的下方固定有一定位件，该定位件由可固定于立柱侧壁的半圆环和半圆环外侧壁中部向外延伸的挡杆构成，半圆环外侧壁的两端设有限位挡块；在弧形导轨转动的过程中，挡杆可触碰位于第一安装构件后挡板外侧的第一开关，挡块可触碰位于第一安装构件底面的第二开关。

8.根据权利要求7所述的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，其特征在于：所述弧形导轨在与使用者眼睛平行的位置附近设有第三开关、在使用者头部上方的位置设有第四开关、在自由端设有第五开关，第三开关设置于弧形导轨的顶面，第四开关和第五开关设置于弧形导轨的滑槽中，第三、四、五开关与控制电路板电气连接。

9.根据权利要求8所述的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，其特征在于：所述弧形导轨沿弧长方向设有一中空电线槽，弧形导轨两侧的滑槽呈U字型、且槽口设有半圆形的凸条；所述滚轮表面设有与U字型滑槽的槽口凸条相接触的U形凹槽。

10.根据权利要求9所述的导轨可围绕使用者颈部进行平面转动的显示设备支架，其特征在于：所述第二安装构件的底板背面设置有USB插座，该USB插座与控制电路板电气连接。

Images