CN103174922B - 智能伸缩支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能伸缩支撑机构，属一种电子设备的配套装置，包括控制模块与用于支撑器件起伏的支撑伸缩臂，所述支撑伸缩臂的其中一端活动固定在支撑器件上，所述支撑伸缩臂的另一端固定在轴承的外圈上，所述轴承的内圈固定在沿其轴向穿过的中心连杆上，所述中心连杆中部附近的径向上还设有螺孔，所述螺孔由丝杆穿过，且螺孔的内螺纹与丝杆相配合；采用电机带动丝杆转动，通过轴承带动支撑伸缩臂的一端进行直线运动，使得丝杆所需电动机提供的扭矩较小，伸缩精度较高，且通过微控制器控制电机的开启、关闭及正反转，实现智能化控制，减少控制的硬件，且本发明所提供的结构简单，可适用于其他同类电子产品的支撑机构，应用范围广阔。

Description

智能伸缩支撑机构

技术领域

本发明涉及一种电子设备的配套装置，更具体的说，本发明主要涉及一种智能伸缩支撑机构。

背景技术

目前，大部分电子产品上所使用的伸缩支撑机构均采用大扭矩的电机提供动力，尤其是在显示屏的支撑机构上，需利用大扭矩的电机带动中心轴转动，通过中心轴实现显示屏起伏的状态改变；由于大扭矩电机的功率较大，因此支撑机构的能耗也随之升高，并且大扭矩的电机体积较大，需要的空间也会变大，不适于在部分中小型电子产品中安装使用，另外现有支撑机构的控制模块多采用支撑机构位移电流检测极限位置的方式，当电流达到一定值时才停止电机的动力输出，在实际应用时电流检测易出现偏差，致使支撑机构使用的安全性不能得到保证，因此基于前述问题，有必要针对电子产品、尤其是用于显示屏的伸缩支撑机构的结构做进一步的改进。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述不足，提供一种智能伸缩支撑机构，以期望解决现有技术中伸缩支撑机构的只能采用大扭矩的电机提供动力造成能耗过高，占用空间大，以及电流极限检测的方式影响使用安全性技术问题

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种智能伸缩支撑机构，包括控制模块与用于支撑器件起伏的支撑伸缩臂，所述支撑伸缩臂的其中一端活动固定在支撑器件上，所述支撑伸缩臂的另一端固定在轴承的外圈上，所述轴承的内圈固定在沿其轴向穿过的中心连杆上，所述中心连杆中部附近的径向上还设有螺孔，所述螺孔由丝杆穿过，且螺孔的内螺纹与丝杆相配合；所述丝杆的其中一端与电机的输出轴动力连接，用于由电机带动丝杆转动，进而使中心连杆通过轴承带动支撑伸缩臂的一端沿丝杆做直线运动；所述中心连杆的至少一端端部上还设有传感源，且所述伸缩机构中与中心连杆端部传感源相对应的一侧上，还设有用于约束中心连杆往返位移量的传感器；所述传感器接入控制模块，用于向控制模块反馈中心连杆在丝杆上的位移量，控制模块根据其反馈的位移量或触发指令控制电机执行相应的动作。

作为优选，进一步的技术方案是：所述丝杆的其中一端通过联轴器与电机的输出轴动力连接。

更进一步的技术方案是：所述轴承为两个，且其内圈均固定在中心连杆上，所述支撑伸缩臂的一端上设有与两个轴承相对应的两个固定架，且两个固定架分别固定在两个轴承的外圈上。

更进一步的技术方案是：所述中心连杆端部的传感源为磁铁，且传感器为与磁铁相配合的霍尔传感器。

更进一步的技术方案是：所述霍尔传感器至少为两个，且分别置于中心连杆在丝杆上的最大位移量距离的起始端与末端上。

更进一步的技术方案是：所述伸缩机构中还包括底座，所述的轴承及中心连杆、丝杆与霍尔传感器均安装在底座中。

更进一步的技术方案是：所述的支撑器件为显示屏，所述显示屏的一侧活动安装在箱体上。

更进一步的技术方案是：所述控制模块中包括微控制器，以及分别接入微控制器的触发按键与电机控制接口模块，其中：

所述触发按键用于向微控制器发送触发指令，微控制器通过电机控制接口模块向电机输出相应的控制指令，在控制指令持续过程中控制电机执行相应的动作；

所述电机控制接口模块中包括继电器与转向调整模块，所述继电器用于按照微控制器的控制指令导通或断开电机的工作电源；所述转向调整模块用于根据微控制器的控制指令调整电机的正反转。

更进一步的技术方案是：所述霍尔传感器接入微控制器，霍尔传感器根据中心连杆在最大位移量时磁铁与其之间的距离发生转换，并向微控制器反馈，微控制器随即向继电器输出断开指令，且继电器断开后下次导通时，微控制器通过转向调整模块控制电机朝相反的方向转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：采用电机带动丝杆转动，通过轴承带动支撑伸缩臂的一端进行直线运动，使得丝杆所需电动机提供的扭矩较小，采用小体积的电机即可实现，伸缩精度较高，且通过微控制器依照内置的程序在位移量传感器的作用下控制电机的开启、关闭及正反转，实现智能化控制，减少控制的硬件，使得伸缩机构的成本得到降低，并可在触发按键的作用下使其在伸缩的任意位置上停留，而霍尔传感器作为无触点的限位开关，使用寿命更长，同时本发明所提供的一种智能伸缩支撑机构结构简单，尤其适用于作为显示屏的起伏伸缩支撑装置，亦可适用于其他同类电子产品的支撑机构，应用范围广阔。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图；

图2为用于说明本发明另一个实施例电路模块结构框图；

图中，1为支撑伸缩臂、11为固定架、2为支撑器件、3为中心连杆、4为丝杆、5为传感源、6为传感器、7为联轴器、8为底座、9为箱体、10为轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参考图1所示，本发明的一个实施例是一种智能伸缩支撑机构，包括控制模块与用于支撑器件起伏的支撑伸缩臂1，所述支撑伸缩臂1的其中一端活动固定在支撑器件2上，而与现有技术所不同的是，前述支撑伸缩臂1的另一端固定在轴承10的外圈上，所述轴承10的内圈固定在沿其轴向穿过的中心连杆3上，所述中心连杆3中部附近的径向上还设有螺孔，所述螺孔由丝杆4穿过，且螺孔的内螺纹与丝杆4相配合；所述丝杆4的其中一端与电机的输出轴动力连接，用于由电机带动丝杆4转动，进而使中心连杆3通过轴承10带动支撑伸缩臂1的一端沿丝杆4做直线运动；所述中心连杆3的至少一端端部上还设有传感源5，且所述伸缩机构中与中心连杆3端部传感源5相对应的一侧上，还设有用于约束中心连杆3往返位移量的传感器6；所述传感器6接入控制模块，用于向控制模块反馈中心连杆3在丝杆4上的位移量，控制模块根据其反馈的位移量或触发指令控制电机执行相应的动作。

在本实施例中，上述的控制模块由外置的触发装置或传感器6反馈的位移量操作，控制电机启动，电机带动丝杆4转动，而丝杆4则带动与其螺纹配合的中心连杆3沿其轴向直线移动，中心连杆3则通过其穿过的轴承10带动支撑伸缩臂1的一端沿丝杆4的轴向直线运动，由于支撑伸缩臂1的另一端与支撑器件2活动连接，因此随着轴承10的直线运动，逐步斜向支撑起支撑器件2置如图1所示的状态，而在中心连杆3轴线运动的过程中，传感器6及时将其端部传感源5的位移量反馈至控制模块，控制模块以此作为中心连杆3位移的上下限控制，进而使支撑器件2的俯仰状态均可被准确控制，避免上下限位移过度，且使用安全性好，精度高。

由于上述实施例可以看出，本发明的另一个核心为上述的控制模块，由于现有技术中各类单片机等微处理器的应用较为普遍，因此对于上述实施例的智能化控制，可参考现有技术中的常规智能化控制技术实现。

参考图2所示，为使得上述控制模块对电机的智能化控制更易实现，在本发明用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，发明人还提供了一种在其试验过程中较为优选的控制模块组成结构及功能，具体为至少在控制模块中设置微控制器，以及分别接入微控制器的触发按键与电机控制接口模块，而微控制器可采用常规单片机写入执行的控制程序，控制程序所需执行的功能如下：

上述触发按键用于向微控制器发送触发指令，微控制器通过电机控制接口模块向电机输出相应的控制指令，在控制指令持续过程中控制电机执行相应的动作，例如开启、关闭及正反转等，在实际应用中，为避免反馈至微控制器中的触发指令发生紊乱，前述出发按键可设置为伸出按键与缩回按键，且分别接入微控制器，通过不同的途径向微控制器反馈相应的伸出触发指令与缩回触发指令。

上述电机控制接口模块中包括继电器与转向调整模块，其中继电器用于按照微控制器的控制指令导通或断开电机的工作电源，即控制电机的开启与关闭；所述转向调整模块用于根据微控制器的控制指令调整电机的正反转。

正如上述实施例所提到的，上述霍尔传感器接入微控制器，霍尔传感器根据中心连杆3在最大位移量时磁铁与其之间的距离发生转换，并向微控制器反馈，微控制器随即向继电器输出断开指令，且继电器断开后下次导通时，微控制器通过转向调整模块控制电机朝相反的方向转动，即对中心连杆3在丝杆4上位移的上下限进行控制。

在本发明的另一实施例中，为保证丝杆与电机输出轴能顺利连接，减少传动时的动力损失，最好将丝杆4的其中一端通过联轴器7与电机的输出轴动力连接。

同时，为使得上述轴承10带动支撑伸缩臂1的一端直线运动时更加平稳，在本发明的另一实施例中，将轴承10设置为两个，并将它们的内圈均固定在中心连杆3上，同时为配合前述结构，在支撑伸缩臂1的一端上需设置与两个轴承10相对应的两个固定架11，且两个固定架11分别固定在两个轴承10的外圈上。

并且正如上述实施例所提到的，为实现上述所提到的中心连杆3位移量的上下限控制，发明人认为较为优选的一种方式是采用磁铁作为上述中心连杆3端部的传感源5，而传感器6则采用与磁铁相配合的霍尔传感器，同时为保证霍尔传感器可对中心连杆3在丝杆4上的位移量上下限进行准确控制，需将前述霍尔传感器设置为至少为两个，且分别置于中心连杆3在丝杆4上的最大位移量距离的起始端与末端上，如设置为两个以上，可将其置于起始端与末端上的霍尔传感器之间。

再参考图1所示，本发明上述实施例中的伸缩结构在实际应用中，还可在其中增设底座8，并将上述的轴承10及中心连杆3、丝杆4与霍尔传感器均安装在底座8中，且上述的支撑器件2可为显示屏，显示屏的一侧活动安装在箱体9上。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (6)

1.一种智能伸缩支撑机构，包括控制模块与用于支撑器件起伏的支撑伸缩臂(1)，所述支撑伸缩臂(1)的其中一端活动固定在支撑器件(2)上，其特征在于：所述支撑伸缩臂(1)的另一端固定在轴承(10)的外圈上，所述轴承(10)的内圈固定在沿其轴向穿过的中心连杆(3)上，所述中心连杆(3)中部附近的径向上还设有螺孔，所述螺孔由丝杆(4)穿过，且螺孔的内螺纹与丝杆(4)相配合；所述丝杆(4)的其中一端与电机的输出轴动力连接，用于由电机带动丝杆(4)转动，进而使中心连杆(3)通过轴承(10)带动支撑伸缩臂(1)的一端沿丝杆(4)做直线运动；所述轴承(10)为两个，且其内圈均固定在中心连杆(3)上，所述支撑伸缩臂(1)的一端上设有与两个轴承(10)相对应的两个固定架(11)，且两个固定架(11)分别固定在两个轴承(10)的外圈上；

所述中心连杆(3)的至少一端端部上还设有传感源(5)，且所述智能伸缩支撑机构中与中心连杆(3)端部传感源(5)相对应的一侧上，还设有用于约束中心连杆(3)往返位移量的传感器(6)；所述传感器(6)接入控制模块，用于向控制模块反馈中心连杆(3)在丝杆(4)上的位移量，控制模块根据其反馈的位移量或触发指令控制电机执行相应的动作；

所述丝杆(4)的其中一端通过联轴器(7)与电机的输出轴动力连接；所述中心连杆(3)端部的传感源(5)为磁铁，且传感器(6)为与磁铁相配合的霍尔传感器。

2.根据权利要求1所述的智能伸缩支撑机构，其特征在于：所述霍尔传感器至少为两个，且分别置于中心连杆(3)在丝杆(4)上的最大位移量距离的起始端与末端上。

3.根据权利要求1所述的智能伸缩支撑机构，其特征在于：所述伸缩支撑机构中还包括底座(8)，所述的轴承(10)及中心连杆(3)、丝杆(4)与霍尔传感器均安装在底座(8)中。

4.根据权利要求1或3所述的智能伸缩支撑机构，其特征在于：所述的支撑器件(2)为显示屏，所述显示屏的一侧活动安装在箱体(9)上。

5.根据权利要求1或2所述的智能伸缩支撑机构，其特征在于：所述控制模块中包括微控制器，以及分别接入微控制器的触发按键与电机控制接口模块，其中：

所述触发按键用于向微控制器发送触发指令，微控制器通过电机控制接口模块向电机输出相应的控制指令，在控制指令持续过程中控制电机执行相应的动作；

所述电机控制接口模块中包括继电器与转向调整模块，所述继电器用于按照微控制器的控制指令导通或断开电机的工作电源；所述转向调整模块用于根据微控制器的控制指令调整电机的正反转。

6.根据权利要求5所述的智能伸缩支撑机构，其特征在于：所述霍尔传感器接入微控制器，霍尔传感器根据中心连杆(3)在最大位移量时磁铁与其之间的距离发生转换，并向微控制器反馈，微控制器随即向继电器输出断开指令，且继电器断开后下次导通时，微控制器通过转向调整模块控制电机朝相反的方向转动。