CN104220801A - 平衡提升机构及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施方式提供用于提升和降低电子显示器的平衡提升机构(100)。该提升机构包括与支撑架(120)以滑动接合的方式结合的移动托架(110)。随着移动托架相对于支撑架移动，弹簧组件(130)变形以提供抵消负载的重量的力。转换组件(149)管理弹簧组件相对于移动托架的移动的变形，使得变形的必要范围比移动托架的期望的行程范围短。该提升机构也包括凸轮组件(170)以将来自弹簧组件的可变力转换成基本恒定的力。在一些情况下，弹簧组件、转换组件和凸轮组件都被安装到移动托架并且与显示器一起移动。也提供了一种用于定位电子显示器的方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年3月30日提交的美国临时申请No.61/618138的优先权，该申请的内容通过引用全部纳入此文。
技术领域
本发明的实施方式大体上涉及一种用于提升和平衡负载的设备。
背景技术
在多种场景中采用诸如计算机监视器、平板电脑、电视机等的电子显示器。在一些场景中，一个电子显示器可被多个操作人员使用。例如，计算机监视器可被部署在由多个员工共享的工作空间中。在另一示例中，电视可被部署在很多人全天都将使用显示器的会议中心中。可以领会到人们的尺寸和偏好的不同可能需要公用的电子显示器能够被调整以适应多个用户的个人偏好。例如，小孩与使用相同的计算机和监视器的成人相比可能具有不同的物理空间需求。在一些情况下，个人用户专用的电子显示器也可以具有调整的需求。例如，单个用户在使用电子显示器的时候可以具有周期性地坐和站的身体需求或偏好。在这些情况下，高度可调节机构可用于满足多个操作人员或者单个用户的需求。调整的便利性以及高度可调节机构的美观需求对用户而言是重要的考虑因素。
发明内容
本发明的实施方式大体上涉及可以沿着行程范围定位电子显示器和其他负载的设备。在一些情况下，定位一个显示器可以包括相对于竖直/水平参考面提升和/或平移显示器。定位显示器还可包括抵消显示器和定位设备的一部分的重量以辅助用于移动显示器。
根据一个方面，提供了一种用于提升和降低电子显示器的平衡提升机构。提升机构大体包括构造为被耦接到支撑构件的支撑架和构造为被耦接到电子显示器的移动托架。滑动机构被耦接在所述支撑架和所述移动托架之间并且向所述移动托架提供相对于所述支撑架行程范围。所述行程范围包括低点位置和高点位置，在一些情况下，该低点位置和高点位置可以与最小高度和最大高度相同。
该提升机构还包括安装到所述移动托架的弹簧组件。所述弹簧组件被构造为产生第一力，第一力用于抵消与耦接到所述移动托架的所述电子显示器的重量相对应的第二力。所述弹簧组件具有耦接到所述移动托架的第一端和当所述移动托架沿着所述行程范围移动时沿着变形范围移动的第二端。还设置了转换组件(例如，安装到所述移动托架)。当所述移动托架沿着行程范围移动时，所述转换组件被构造为使得所述弹簧组件变形的长度比所述移动托架的长度短。所述提升机构也包括凸轮组件(例如，安装到所述移动托架)以及两根或以上缆绳。所述凸轮组件包括凸轮和轮子。所述缆绳与所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件组合将所述移动托架操作地耦接到所述支撑架。
根据另一方面，一个实施方式提供一种电子显示器定位设备。所述设备包括支撑架、在行程范围中与所述支撑架滑动地接合的移动托架以及安装到所述移动托架的平衡机构。所述支撑架被构造为耦接到支撑构件(例如，墙壁、提升器、臂部、柱体、立架、基座、表面等)。同时所述移动托架被构造为耦接(例如，直接或间接地耦接)到电子显示器。移动托架包括具有高度、宽度和厚度的壳体。所述壳体的高度和宽度分别比耦接到移动托架的所述电子显示器的高度和宽度小。
所述显示器定位设备的所述平衡机构被安装在所述移动托架壳体中的所述移动托架。所述机构被构造为抵消所述电子显示器、所述移动托架和所述平衡机构的组合重量。在一般的情况下，所述平衡机构包括弹簧组件、转换组件、凸轮组件和与所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件组合将所述移动托架操作地耦接到所述支撑架的多根缆绳。所述弹簧组件还限定耦接到所述移动托架的第一端和当所述移动托架沿着所述行程范围移动时沿着变形范围移动的第二端。所述转换组件被构造为使得所述弹簧组件变形的长度比所述移动托架沿着所述行程范围的相应移动的长度短。所述凸轮组件包括凸轮和轮子，在一些情况下，凸轮和轮子可被一体地连接或者分开地设置并且可转动地固定。
根据另一方面，可以提供一种提升机构以用于调整电子显示器的高度。所述提升机构包括构造为被耦接到支撑构件的第一部分和在行程范围中与所述第一部分滑动地接合的第二部分。所述第二部分也被构造为被耦接到电子显示器。所述提升机构包括弹簧组件，其被安装到所述第二部分并且构造为施加可变力。所述弹簧组件具有耦接到所述第二部分的第一端和当所述第二部分沿着所述行程范围移动时沿着变形范围移动的第二端。转换组件也被安装到所述第二部分。所述转换组件被构造为缩小所述可变力并且使得所述弹簧组件变形的长度比所述第二部分沿着所述行程范围的相应移动的长度短。另外，所述提升机构包括凸轮组件，凸轮组件包括凸轮和安装到所述第二部分的轮子。所述凸轮组件构造为将缩小的可变力转换成大致恒定的力并且将大致恒定的力施加到所述第一部分。所述第二部分、所述第一部分、所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件通过多根缆绳连接。
根据另一方面，提供一种用于定位电子显示器的方法。所述方法包括使得电子显示器沿着竖直行程范围相对于支撑构件移动第一距离。利用包括弹簧组件、转换组件和凸轮组件的显示器定位设备将所述电子显示器耦接到所述支撑构件。在移动所述电子显示器的同时，所述方法还包括将所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件沿着所述竖直行程范围移动第一距离，并且使得所述弹簧组件沿着变形范围变形第二距离，所述第二距离与所述第一距离相对应。所述第二距离也比所述第一距离短。所述方法还包括在使得所述弹簧组件沿着所述变形范围变形所述第二距离的同时，利用所述弹簧组件产生第一可变力；利用所述凸轮组件产生被缩小的力，所述被缩小的力与所述第一可变力相对应；利用所述凸轮组件产生基本恒定的力，所述基本恒定的力与与所述第一可变力相对应。在一些情况下，所述方法包括将所述被缩小的力施加到所述支撑构件以抵消所述电子显示器的重量。在一些情况下，所述方法包括将所述基本恒定的力施加到所述支撑构件以抵消所述电子显示器的重量。
一些实施方式可以可选地提供以下优点中的一些或所有，或者不不提供，虽然其他没有里列出的优点也可被提供。
在一些情况下，平衡提升机构可包括包含转换滑轮组件的转换组件。转换滑轮组件包括第一转换滑轮和第二转换滑轮并且被构造为缩小由弹簧组件产生的第一力。在一些情况下，还设置制动组件。制动组件可构造为锁定支撑架和移动托架相对于彼此的移动。所述移动托架还可包括定位在所述移动托架中的与所述制动组件对齐的多个槽孔，使得这些槽孔在移动托架相对于支撑架移动时经过所述制动组件。在一些情况下所述制动组件包括轴、制动闩和制动弹簧。制动闩被构造为被所述轴枢转地支撑并且与所述多个槽孔接合。所述制动弹簧被构造为将所述制动闩偏压朝向与所述多个槽孔接合。在一些实施方式中，所述多根缆绳的至少一个被耦接到所述制动闩从而提供与所述制动弹簧的偏压相反的张力以使得所述制动闩与所述多个槽孔分开。
在一些情况下，定位电子显示器的步骤涉及同时地执行一起的多个操作。例如，在一些情况下，该方法包括在行程范围内移动电子显示器，并且在移动显示器的同时，利用能够能量储存组件提供第一可变力，利用转换滑轮组件缩小第一可变力，利用凸轮组件将所述缩小的第一可变力转换成第二恒定力，该第二恒定力抵消掉由电子显示器、能量储存组件、转换滑轮组件和凸轮组件的共同的重量所施加的重力。
在一些情况下，移动托架的行程范围的大小可以比提供为用于弹簧组件的变形范围长。例如，在一些情况下，所述行程范围是所述弹簧组件的变形范围的至少大约二倍到五倍长。在一些情况下，该行程范围比变形范围长至少大约3倍。在一些实施方式中，转换组件包括与第二转换滑轮可转动地固定在一起的第一转换滑轮。这些滑轮配置成提供所述弹簧组件的变形和所述移动托架的对应移动之间的转换的第一行程倍增系数。在一些情况下，所述第一行程倍增系数是至少大约2。另外，或者作为可选方案，在一些情况下，所述凸轮组件可选地提供弹簧组件的变形和所述移动托架的对应移动之间的转换的第二行程倍增系数。
在一些情况下，提升机构和/或显示器定位设备包括用于辅助固定所述机构/设备的弹簧的至少一个螺纹元件。所述螺纹元件包括构造为将所述螺纹元件附接到弹簧引导托架、移动托架或其他结构的紧固件部，并且还包括构造为将所述螺纹元件定位在弹簧的直径中的芯部。所述螺纹元件还包括构造为接合在所述弹簧的至少两个线圈之间的螺纹部。
根据一些实施方式，包括移动托架的提升机构或其他设备还可包括将移动托架耦接到电子显示器的倾斜机构、转动机构或其他机械联动装置。在一些情况下，显示器定位设备包括倾斜机构，所述倾斜机构具有安装到所述移动托架的支撑架、构造为附接到所述电子显示器的显示器安装托架；以及耦接在所述倾斜机构支撑架和所述显示器安装托架之间的倾斜托架。在一些情况下，所述倾斜托架构造为所述显示器安装托架提供一定范围的倾斜。
从以下的详细说明中，这些和许多其他的特征和优点将变得显而易见。
附图说明
以下的附图示出了本发明的一些具体实施方式，并且因此不限定本发明的范围。这些附图并不是按照比例绘制的(除非另有说明)并且是为了与下文的详细说明书中的解释说明结合使用。在下文中将结合附图来说明这些实施方式，其中，类似的附图标记表示类似的元件。
图1是根据一个实施方式的提升机构的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图2A-2B是根据一个实施方式的提升机构的顶视平面图，其分开地分别示出了凸轮组件和转换组件。
图2C是图2A和2B的组合的顶视平面图，示出了图2A至2B的包括弹簧组件的提升机构并且示出了凸轮组件和转换组件。
图3A是根据一个实施方式的提升机构的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图3B-3E是图3A的提升机构处于多个位置时的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图4是根据一个实施方式的提升机构的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图5是根据一个实施方式的提升机构的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图5A-5C是根据一些实施方式的提升机构的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图6A是根据一个实施方式的弹簧组件的前视平面图。
图6B是根据一个实施方式的弹簧的前视平面图。
图7A是根据一个实施方式的弹簧组件的顶部的局部立体图。
图7B是根据一个实施方式的螺纹元件的立体图。
图7C是图7B的螺纹元件的俯视图。
图7D是图7B的螺纹元件的仰视图。
图8是图7A的弹簧组件的局部剖视图。
图9是根据一个实施方式的提升机构的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图10A和10B是根据一个实施方式的提升机构的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图11A是根据一个实施方式的制动组件的局部视图。
图11B-11C是根据一个实施方式的制动组件的示意图。
图12是根据一个实施方式的提升机构的局部正视图。
图13是根据一个实施方式的提升机构的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图14是根据一个实施方式的连接到显示器定位设备的显示器的顶部平面图。
图15是根据一个实施方式的连接到显示器定位设备的显示器的正视图。
图16是根据一个实施方式的连接到显示器定位设备的显示器的正视图。
图17是根据一个实施方式的显示器定位设备的立体图。
图18是根据一个实施方式的倾斜托架的正视图。
图19A和19B是根据一个实施方式的显示器安装托架的立体图。
图20A是根据一个实施方式的定位设备的侧视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图20B是图20A的定位设备的底部的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图21A是根据一个实施方式的处于倾斜位置的图20A的定位设备的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图21B是根据一个实施方式的处于倾斜位置的图20A的定位设备的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。
图22A是根据一个实施方式的显示器和定位设备的立体图。
图22B和22C是图22A的显示器和定位设备的示意正视图。
图23A是根据一个实施方式的显示器和定位设备的立体图。
图23B和23C是图23A的显示器和定位设备的示意正视图。
图24A是根据一个实施方式的显示器和定位设备的立体图。
图24B和24C是图24A的显示器和定位设备的示意正视图。
图25A是根据一个实施方式的显示器和定位设备的立体图。
图25B和25C是图25A的显示器和定位设备的示意正视图。
图26A是根据一个实施方式的显示器和定位设备的立体图。
图26B和26C是图26A的显示器和定位设备的示意正视图。
具体实施方式
以下的详细说明当然是示例性的并且不是为了以任何方式限定本发明的范围、适用性或者结构。然而，下面的描述提供一些用于实现本发明的一些实施方式的实际说明。为限定的元件提供构造、材料、尺寸以及制造过程的示例，并且所有其他元件采用对本发明的领域中的普通技术人员所知的元件。本领域的技术人员将意识到很多突出的示例具有很多适当的替代方案。
本发明的特定实施方式涉及用于沿着行程范围提升、支撑、平衡和/或定位一负载的机构和系统。在一些情况下，行程范围包括相对于支撑面或者操作人员的竖直部(例如，基本竖直的，或竖直的和水平的)，从而提供高度可调的负载定位设备。如本文进一步讨论的那样，特定的实施方式适用于定位和支撑电子显示器。如本文中所述的术语电子显示器用于指代电视、计算机监视器、平板电脑、智能手机和其他类型的显示器或包含能够显示来自于电子信号的图形的显示器的设备。例如，特定的实施方式提供定位设备，其允许用户沿着定位设备的行程范围定位电子显示器。在一些情况下，定位设备可包括提升机构和/或平衡机构，该提升结构为显示器提供竖直行进范围，该平衡机构能够支撑显示器并且帮助用户抵抗显示器重量而定位显示器。本文讨论的实施方式提供提升机构和定位设备的若干个示例，该定位设备包括能够定位显示器的平衡机构。然而，可以想到，本发明的实施方式能够用于定位广泛的多种物件，并且本发明的范围不限于此。
图1是根据一个实施方式的提升机构100的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。提升机构100大体包括可移动部106，其可移动地耦接到提升机构100的固定部108。固定部108可以构造为被附接(直接或间接)到例如墙壁或基座的支撑结构，并且可移动部106可被耦接(例如，直接或间接)到诸如电子显示器等的负载。因此，在一些实施方式中，包括提升机构100的显示器定位设备可以通过相对于提升机构的固定部移动提升机构的可移动部而相对于支撑结构转移或平移电子显示器。
根据一些实施方式，提升机构100的可移动部106被设置为移动托架110，并且固定部108设置为支撑架120的形式，其中支撑架120构造为可被附接(例如，直接或间接地)到支撑面或支撑构件。在一些情况下，移动托架110包括(例如，壳体的)覆盖托架100的移动托架和支撑架120之间的整个背部的第一表面或面板。第一表面在图1的视图中是透明的，从而提供更加清晰的支撑架120的视图。另外，在一些情况下，移动托架110包括覆盖移动托架110的与支撑架120相反的相对侧的第二表面或面板。该第二表面在图1的视图中也是透明的从而提供现在不说明的若干个部件的清晰视图。
提升机构也包括弹簧组件130、转换组件149和凸轮组件170。提升机构100可被用与提升包括电子显示器的多种负载并且可被包含在显示器定位设备或其他设备中。在提升机构100被包含在定位设备的示例中，移动托架110和支撑架120可形成升降器，该升降器使得定位设备具有竖直范围内的可调整性。
移动托架110和支撑架120可以以彼此滑动接合方式设置，从而移动托架110可相对于支撑架120平移。例如，滑动机构可被耦接在支撑架和移动托架之间从而使得移动托架相对于支撑架具有一行程范围111。在一些情况下，行程范围111包括沿着该范围的高点位置(如图1所示)和低点位置(未示出)。例如，高点位置可以是移动托架能够达到的最大高度。类似地，低点位置可以是移动托架能够达到的最小高度。如图1所示以及所有附图所示，以移动托架110的顶点为参考示出了行程范围111，因此示出了移动托架110的顶部的行程范围。当然，应当理解，可参考其他的点来描述行程范围，或者可以指的是移动托架上的多个点(例如，从移动托架顶部的最高点到移动托架底部的最低点)的组合行程范围。
如图1所示，两个滑动机构包括安装到移动托架的并且构造为分别与附接到支撑架120的滑动元件122a和122b接合的滑动元件112a和112b。在另一示例中，支撑架可包括导轨，并且移动托架可包括构造为沿着导轨滚动的轮子。本领域的技术人员可理解到任何适当的接合机构都可用于提供提升机构100的移动托架和支撑架之间的滑动接合。
支撑架120可被固定到例如壁或基座的支撑结构，并且移动托架110可被耦接(例如，直接地或间接地)到诸如电子显示器的负载。因此，包括提升机构100的定位设备可以通过相对于支撑架120移动移动托架110而相对于支撑结构移动电子显示器。在下文中将要进一步说明的图14-17，20A-26C提供了提升机构以及包括平衡机构的定位设备的多个示例。
如图1所示，弹簧组件130被构造为提供移动托架110和支撑架120之间的平衡力以便抵消移动托架110的重量和耦接到其上的任何负载。在此示例中，弹簧组件130包括弹簧132和调节机构134。在一些示例中，弹簧132包括牵引簧或拉伸弹簧。移动托架110被耦接到弹簧132，其中弹簧132通过缆绳114而耦接到转换组件149。弹簧132当其移动通过变形范围133时向缆绳114施加拉力并且被构造为提供对抗或抵消移动托架110和耦接其上的任何显示器或其他设备的重量的力。调节机构134将弹簧132耦接到移动托架110并且构造为调整弹簧132的张力。例如，调节机构可以是带有托架的螺栓，当该调节机构在被致动时改变弹簧132的有效剩余长度(effective rest lenght)。以下将参考图6A至图8来进一步讨论弹簧组件的附加示例。虽然图1示出了弹簧组件130包括弹簧132的示例，但是应当理解在一些情况下弹簧组件可包括其他类型的适当能量储存机构以提供移动托架110和支撑架120之间的平衡力。
继续参考图1，在该实施方式中，转换组件149被设置为多级滑轮。本文描述的实施方式提供多级滑轮150形式的转换组件149，该多级滑轮150在本文中为方便起见被称为转换滑轮组件150。虽然以转换滑轮组件150为示例说明了多个实施方式，但是应当理解，多级滑轮只是转换组件149的一个可能的示例而已，其他的实施方式也是可能的。
回到图1，转换滑轮组件150可被耦接到移动托架110并且包括第一和第二转换滑轮152和154。在此示例中，第一转换滑轮152的半径可以比第二转换滑轮154的半径小。第一转换滑轮152相对于第二转换滑轮154也被可转动地固定。在该实施方式中，第一转换滑轮152被可转动地固定至第二转换滑轮154并且与第二转换滑轮154同心。因此，转换滑轮的转动同步从而第一转换滑轮152的一整圈转动与第二转换滑轮154的一整圈转动相对应。在特定的示例中，第一转换滑轮152和第二转换滑轮154在安装时可以通过轴直接连接在一起，一体地形成或者间隔开一定距离。在示出的实施方式中，第一转换滑轮152通过缆绳114连接到弹簧组件130，并且第二转换滑轮154通过缆绳116耦接到凸轮组件170。
凸轮组件170也可以被耦接到移动托架110并且可以包括凸轮172和轮子174。在示出的实施方式中，凸轮172包括安装柱176和凸轮表面178。在该示例中，缆绳116的一端连接至凸轮172的顶端176附近。因此，当凸轮组件170逆时针转动时，缆绳116沿着凸轮表面178缠绕。凸轮172相对于轮子174可转动地固定，从而凸轮172和轮子174一起转动。凸轮172和轮子174在安装时可以通过轴直接连接在一起，一体地形成或者间隔开一定距离。凸轮172通过缆绳116耦接到转换滑轮组件150，并且轮子174通过缆绳118耦接到支撑架120。
根据一些实施方式，弹簧132可不施加恒定的线性力到缆绳114。然而，弹簧132可以施加随着弹簧沿着变形范围133的变形量(即，拉伸或者收缩)而变化的线性力。然而，可以期望，在一些示例中，提供相对恒定的提升力以辅助移动托架110的平移，因为恒定力往往使得提升机构的调整更加容易并且对于操作人员而言人体功率学上更加友好。在一些示例中，凸轮172可被构型和定位成将弹簧132的可变力转换成作用在轮174上的大致恒定的扭矩力。例如，凸轮表面178可被构造为随着凸轮转动而减小凸轮172的有效半径。参考图1，当凸轮172逆时针转动时，凸轮172相对于缆绳116的有效半径减小。轮子174然后将恒定扭矩传递给缆绳118由此产生恒定的线性力以平衡或者辅助相对于支撑架120平移移动托架110。为了提供期望的力配合曲线(force matching profile)，凸轮172使得其有效半径变化的速率应当与弹簧132随着其被变形时的收缩力变化的速率相对应。
缆绳114、116和118被构造为在移动托架110和支撑架120之间传递力。缆绳114、116和118可由本领域已知的适于期望的应用的任何材料(例如，天然纤维、金属、聚合物、单股缆绳、缆绳)形成。在一些实施方式中，为了进一步以较低的成本在整个长的寿命上提供高可靠性，缆绳可以由包括高抗拉强度的聚合材料形成。此种抗张力的聚合物在更长的使用寿命过程中比金属缆绳提供更好的可靠性。例如，由钢制缆绳制成的典型的计算机提升机构可在少于500次的使用周期中断裂，然而工程聚合物纤维线可超过10000次使用周期。聚合纤维包括例如编织成绳构造的芳香族聚酯液晶聚合物、氨基纤维或其他高抗拉强度强度合成纤维。应当理解，虽然本文描述的示例被描述为使用缆绳，但是术语“缆绳”被广泛地用于表示任何适当的细长的抗拉构件。例如，公开的缆绳的任何一种可被设置为多种类型的抗拉构件，包括例如，线、细绳、带子、绳索、链子、缎带、带或本领域中已知的其他构件。
因此，移动托架110通过缆绳114、116和118通过弹簧组件130、转换滑轮组件150以及凸轮组件170或者与弹簧组件130、转换滑轮组件150以及凸轮组件170组合而操作地耦接到支撑架120。一般地，提升机构100使用弹簧132通过经由转换滑轮组件150和凸轮组件170提供力的传递、放大/缩小、转向提供平衡力。参考图1，弹簧132向缆绳114施加向下的力，该缆绳114向转换滑轮组件150施加逆时针扭矩。这继而向凸轮组件170施加顺时针扭矩，该凸轮组件170向缆绳118施加向下的线性力。同时，移动托架110以及耦接到其上的任何负载的重量向缆绳118施加向上的线性力，该缆绳118向凸轮组件170施加逆时针扭矩。这继而向转换滑轮组件150施加顺时针扭矩，然后转换滑轮组件150向缆绳114施加向上的线性力。当转换滑轮组件150和凸轮组件170上的扭矩力相等时(例如，大小相等方向相反)，移动托架110以及耦接到其上的任何负载的重量被抵消。因此，提升机构100可在移动托架110和支撑架120之间提供平衡力，从而操作人员可以将附接到移动托架110上的设备沿着行程范围111定位在任何期望高度，仅需要例如克服通过移动托架110和支撑架120之间的滑动接合提供的系统的摩擦。此外，因为由提升机构提供的平衡力，安装部在不需要操作人员接合任何锁定装置(虽然可以提供可选的锁定装置)的情况下保持其设定位置。
移动托架110相对于支撑架120的平移可导致弹簧132的变形。例如，图1示出了位置在提升机构的运动111的竖直范围的顶点处的提升机构100。当移动托架110相对于支撑架120被向下平移时(例如，通过增加移动托架110上的重量或者向下拉移动托架110)，向下平移的力破坏移动托架110和支撑架120上的力的平衡，并且在缆绳118上产生比由弹簧132施加在缆绳114上的向下拉力更大的向上的拉力。因此，缆绳118上的向上拉力导致凸轮组件170顺时针转动，使得缆绳118从轮子174上解开，并且导致凸轮172沿着凸轮表面178缠绕缆绳116。这继而导致转换滑轮组件150顺时针转动，这将使得缆绳116从第二转换滑轮154上解开并且导致第一转换滑轮152缠绕缆绳114以拉伸弹簧132。
相反地，当相对于支撑架120向上平移移动托架110时(例如通过减轻移动托架110上的重量或者抬起移动托架110)，向上的平移的力破坏移动托架110和支撑架120上的力的平衡并且允许弹簧132收缩，向缆绳施加向下的拉力。因此，缆绳114上的向下的拉力使得转换滑轮组件150逆时针转动，这导致从第一转换滑轮解开缆绳114并引起第二转换滑轮154缠绕缆绳116。这继而导致凸轮组件170顺时针转动从而从凸轮172上解开缆绳116，并且导致轮子174缠绕缆绳118。图3B-3E以及10A-10B示出了相对于支撑架平移移动托架的一些示例。
如上所述，转换滑轮组件150和凸轮组件170可以被构造在力之间转换，包括通过放大力和缩小力在多个力之间转换。例如，凸轮组件170可被构造为提供缆绳116和缆绳118上的力之间的转换，其中凸轮组件170被构造为减小缆绳116上的拉力和放大缆绳118上的拉力。更具体地，缆绳116上的向上力向凸轮172施加拉力并且在凸轮组件170上产生顺时针扭矩。该顺时针扭矩可用由施加在轮子174上的缆绳118上的向上力产生的逆时针扭矩平衡。因为轮子174的半径比凸轮172的有效半径大，所以通过缆绳118上的比缆绳116上的向上力小的向上力可以产生抵消用逆时针扭矩。因此，凸轮组件170缩小缆绳116上的向上力并且放大缆绳118上的向上力。在一些情况下，轮子174的半径和凸轮的有效半径之比可修改以增大或减小凸轮组件的放大/缩小效果。在一些情况下下，轮子的半径和凸轮半径之比可以看作力倍增系数(force multiplier)和/或力除法系数(force reducer)。
类似地，转换滑轮组件150也可以被构造为提供缆绳114和缆绳116上的力之间的转换。例如，转换滑轮组件150可以缩小弹簧组件130的收缩力并且放大来自缆绳116的向下拉力。更具体地，由缆绳114施加的向下力牵拉第一转换滑轮152并且在转换滑轮组件150上产生逆时针扭矩。该逆时针扭矩可以用由缆绳116施加在第二转换滑轮154上的向下力而产生的顺时针扭矩平衡。因为第二转换滑轮154的半径比第一转换滑轮152的半径大，所以通过缆绳116的比缆绳114的向下力小的向下力可以产生抵消用顺时针扭矩。因此，转换滑轮组件150缩小从缆绳114的向下力(由弹簧132产生)对缆绳116的影响并且总体上放大来自缆绳116的(由移动托架110的重量产生的)向下力对缆绳114的影响。第一和第二转换滑轮的半径之比可以被修改为增加或者减小转换滑轮组件150的放大/缩小效果。在一些情况下，提升机构100的放大/缩小效果可通过加入多个转换滑轮增大。因此，转换滑轮组件150可被看作具有力倍增系数的效果，该效果使得转换滑轮组件150可以在力之间转换。
设置有构造为放大/缩小力的转换滑轮组件的提升机构可允许提升机构具有小而紧凑的外形。例如，提升机构100可以包括弹簧132，该弹簧132具有比由移动托架110以及附接到其上的负载的重量所产生的重力大的收缩力。弹簧132可以具有更大的收缩力，因为该弹簧132的力在提升机构100可通过转换滑轮组件150被减小。一般地，具有更大的收缩力的弹簧可以构造为比具有较小收缩力的弹簧短和小(例如，弹簧的直径)，因此弹簧132可被构造为具有较小的外形，因此有助于使得提升机构100的轮廓更加紧凑。
此外，与具有较小的收缩力的弹簧相比，具有较大的收缩力的弹簧可利用较少的弹簧变形实现提升机构100的平衡力。应当理解，弹簧132的较短的变形可允许移动托架110、因此也允许提升机构100具有较小的轮廓外形。例如，提升机构100的高度可被减小，然而依旧容纳较短的弹簧变形。比外，弹簧132的较小变形可能需要较小的凸轮172。如上所述，弹簧一般地提供作为弹簧的变形的函数而变化的可变的力，因此变形范围决定了力的变化。因此，具有较短变形的弹簧可具有较小的力的变化。因为提升机构100使用凸轮172将弹簧132的可变的力转换成恒定的线性力，因此具有较小的力的变化的弹簧132的较短变形需要较小的凸轮来转换力。因此，具有较小轮廓的凸轮可有助于提升机构100的轮廓更加紧凑。
轮廓外形小的提升机构可提供许多优点。例如，轮廓外形小的提升机构可以很容易地被包含在提升机构或者定位设备中。例如，构造为定位电子显示器的定位设备可包含轮廓外形小的提升机构，从而该提升机构从电子显示器的角度观察是被遮挡的。此外，构造为与电子显示器一起平移的提升机构，例如图1的提升机构100，在该提升机构的整个行程范围内都可以被电子显示器遮挡。图13-16以及22-26是提升机构和在整个行程范围内都被电子显示器遮挡的包含小轮廓外形的提升机构的定位设备的示例。
与弹簧132的变形相比，转换滑轮组件150和凸轮组件170也可以被构造为增大提升机构100的行程范围111。例如，缆绳114上的向上拉力可导致弹簧132变形第一距离。因此，第一转换滑轮152缠绕与第一距离相等长度的缆绳114。同时，第二转换滑轮154解开与第二距离相等长度的缆绳116。在此示例中，第一距离与第二距离之比与第一转换滑轮152和第二转换滑轮154的半径之比相关。结果，转换滑轮组件可允许移动托架110移动比弹簧132的变形距离大的位移。
转换滑轮组件150因此构造为使得弹簧132沿着变形范围133变形一比移动托架110通过行程范围111的相应移动长度小的长度。转换滑轮组件150被构造为提供用于在弹簧组件的变形和移动托架的相应移动之间转换的第一行程倍增系数。第一和第二转换滑轮的半径之比可以被修改以增加或减小转换滑轮组件150的行程倍增系数。在一些情况下，例如，行程倍增系数可以至少是大约2，与滑轮154具有滑轮152的半径的2倍的半径相对应。
在一些情况下，提升机构可具有单级转换组件或者多级转换组件。参考图1，在该实施方式中，转换滑轮组件150和凸轮组件170操作为转换组件，其中，这两者分别构造为提供用于弹簧组件130的变形和移动托架110的相应移动之间的转换的行程倍增系数。转换滑轮组件150被构造为提供第一行程倍增系数，同时凸轮组件170构造为提供第二行程倍增系数。倍增系数的组合效应比只使用一个转换组件的情况提供更大的行程量和变形量之比。在一些情况下，行程范围111可以是变形范围133的至少3倍长。在一些情况下，行程范围111可以是变形范围133的大约2倍到5倍之间。
图2A示出了图1的附接到支撑结构102的提升机构100的下部分的顶视平面图。支撑架120可以被附接到支撑结构102并且被设置成与移动托架110滑动接合。移动托架110的滑动元件112a和112b可以被构造为分别与支撑架120的滑动元件122a和122b接合。凸轮组件170可以通过轴179被耦接到移动托架110，由此允许当移动托架110相对于支撑架120平移时凸轮组件170与移动托架110一起移动。凸轮组件也可被构造为绕轴179转动。另外，凸轮172能够可转动地固定到轮子174。图2B示出了提升机构100的顶部的顶视平面图，其示出了转换滑轮组件150通过轴156耦接到移动托架110，从而允许当移动托架110相对于支撑架120平移时转换滑轮组件150与移动托架110一起移动。转换滑轮组件150也可以被构造为绕轴156转动。另外，第一转换滑轮152可转动地与第二转换滑轮154固定在一起。图2C示出了提升机构100的顶视平面图并且示出了转换滑轮组件150、凸轮组件170和弹簧组件130相对于彼此的定位。在该示例中，转换滑轮组件150被定位在凸轮组件170之上并且因此局部阻挡观察到凸轮组件170。在图2C中也示出了将轮子174耦接到固定构件120的缆绳118。
虽然不是必需的，但是在一些实施方式中，提供弹簧组件130、转换滑轮组件150和凸轮组件170都能够被耦接到移动托架110的提升机构100，与这些元件中的一个或多个被耦接到提升机构的固定的支撑架的提升机构相比，能够提供更多的优点。应当理解，在此示例中，提升机构100的唯一的固定元件是支撑架120。因此，当提升机构100被包含在构造为定位显示器的定位设备中时，移动托架110和所有的耦接在其上的元件都能够与显示器一起平移。在特定的示例中，特别是提升机构100具有小的轮廓外形的示例中，从显示器的角度观察时，在定位设备的整个行进范围提升机构100的绝大部分可以被隐藏或遮挡。例如，提升机构的移动托架可以高度不比显示器的高度大，宽度不比显示器的宽度长，并且在一些情况下，厚度不比显示器的厚度厚(例如，取决于显示器的类型)。如上所述，图13-16以及22-26是提升机构和包含在整个行程范围内都被电子装置遮挡的小轮廓提升机构的定位设备的示例。
图2A-2C也示出了附接到移动托架110的表皮104。表皮104可构造为覆盖移动托架110的开放的背部从而限制接近安装在壳体中的部件，这些部件包括多个缆绳和处于高度张紧状态下的弹簧。因此，利用表皮104包围移动托架110可以降低伤害操作人员或者安装人员的风险。表皮104可被构造为容纳移动托架110相对于支撑架120的平移。图17是包括覆盖移动托架的开放背部的表皮的定位设备的示例。再次简单地参考图1，类似表皮104的表皮可以被看作是覆盖移动托架的一部分的表面，该表面在图1中为了清楚地说明而被绘制为透明的。
图3A是根据一个实施方式的提升机构300的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。和图1一样，提升机构300可包括移动托架310的可选的第一和第二表面，其中为了清楚地说明这些表面被绘制为透明的。提升机构300与图1的提升机构100类似，除了凸轮372的取向是相反的。例如，提升机构300包括移动托架310和支撑架320，移动托架310和支撑架320可以设置成彼此滑动接合从而移动托架310沿着相对于支撑架的行程范围311可相对于支撑架320平移。提升机构300也可包括弹簧组件330、转换组件349和凸轮组件370。
在该实施方式中，提升机构300的缆绳318附接到固定构件320的不同部分上。在一些示例中，凸件(未示出)可从固定构件320上延伸以允许缆绳318能够容易地安装到固定构件320。凸件也可被构造为允许缆绳318在如下的位置中附接到固定构件320：在此位置时缆绳318与轮子374对齐以降低缆绳318在操作提升机构300期间从轮子374上滑脱的可能性。
和如图1所示的示例一样，移动托架310相对于支撑架320的平移可导致弹簧332的变形。图3B-3E是图3A的提升机构的在不同位置的正视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分绘制为透明的。例如，图3B示出了提升机构300定位在提升机构的竖直运动范围322的顶点。当移动托架310相对于支撑架320向下平移时(例如，通过增加移动托架310上的重量或者向下拉移动托架310)，向下平移的力打破移动托架310和支撑架320上的力平衡，并且在缆绳318上产生比弹簧332施加在缆绳314上的向下的拉力大的向上的拉力。因此，缆绳318上的向上拉力引起凸轮组件370顺时针转动，使得缆绳318从轮子374上解开，并且导致凸轮372沿着凸轮表面378缠绕缆绳316。这继而导致转换滑轮组件350顺时针转动，这将使得缆绳316从第二转换滑轮354上解开并且导致第一转换滑轮352缠绕缆绳314以拉伸弹簧132。随着移动托架310逐渐地向下移动通过行程范围311，凸轮组件370的转动和弹簧332的变形可以从图3C-3E中看出。
继续参考图3B-3E，转换滑轮组件350和凸轮组件370也可被构造为与弹簧332的变形相比增大移动托架310的行程范围311。例如，缆绳314上的向上拉力可导致弹簧332发生第一距离的变形。因此，第一转换滑轮352缠绕与第一距离相等长度的缆绳314。同时，第二转换滑轮354解开与第二距离相等长度的缆绳316。在此示例中，第一距离与第二距离之比与第一转换滑轮352和第二转换滑轮354的半径之比相关。结果，转换滑轮组件可允许移动托架310移动比弹簧332的变形距离大的位移。
转换滑轮组件350因此构造为使得弹簧332沿着变形范围333变形比移动托架310在行程范围311上的相应移动长度小的长度。转换滑轮组件350被构造为提供用于在弹簧组件的变形和移动托架的相应移动之间转换的第一行程倍增系数。第一和第二转换滑轮的半径之比可以被修改为增加或减小转换滑轮组件350的行程倍增系数。在一些情况下，例如，行程倍增系数可以是至少大约2，与滑轮354具有滑轮352的半径的2倍的半径相对应。
图4是根据一个实施方式的提升机构400的正视图。提升机构400与图1的提升机构100类似，该提升机构400包括移动托架410、支撑架420、转换滑轮组件450和凸轮组件470。另外，与图1类似，为了清楚地说明，移动托架410的可选的第一和第二表面绘制为透明的。移动托架410和支撑架420可以设置成彼此滑动接合从而可以通过使用滑动机构412a、412b、422a和422b，移动托架410相对于支撑架420平移。转换滑轮组件450可被耦接到移动托架410并且分别包括第一和第二转换滑轮452和454。转换滑轮组件可被构造为传递、放大/缩小通过提升机构400的力以及改变通过提升机构400的力的方向，以及与弹簧组件430的变形相比还增大移动托架410的行程范围。凸轮组件470也可被耦接到移动托架410并且包括凸轮472和轮子474。凸轮组件可被构造为传递、放大/缩小通过提升机构400的力以及改变通过提升机构400的力的方向。另外，凸轮组件470可使用凸轮472并且将弹簧组件430的变化的收缩力转换为使用凸轮472的恒定线性力。
提升机构400还包括弹簧组件430和惰轮458，该惰轮458和弹簧组件430如图4所示也耦接到移动托架410。弹簧组件430可被构造为在移动托架410和支撑架420之间提供平衡力并且包括顶部引导托架436、底部引导托架437、弹簧432a和432b以及调节机构434。在该示例中，弹簧组件430通过调节机构434被耦接到移动托架410的顶部。调节机构434可以被构造为通过相对于移动托架410的顶部平移顶部引导托架436调整由弹簧组件430提供的平衡力。通过惰轮458缆绳414将弹簧组件430连接到转换滑轮组件450。在此示例中，惰轮458可以被耦接到移动托架410并且被构造为经由提升机构400传递力和改变力的方向。
托架436和437可以被构造为固定弹簧432a和432b并且在提升机构400的操作期间防止它们无意中接触。托架436和437也可被构造为增大弹簧432a和432b的收缩力。在图6A、7A和8中示出了引导托架的其他示例。移动托架410和支撑架420之间的平衡力可通过弹簧432a和432b提供。设置具有包含多个弹簧的弹簧组件的提升机构400与采用单个弹簧的提升机构相比可提供许多优点。例如，使用多个弹簧可增大弹簧组件430的收缩力并且可允许提升机构平衡更重的负载。在特定的示例中，多个弹簧可减小弹簧组件430的变形距离，由此有助于使得提升机构400具有较小的轮廓外形。此外，将移动托架410的重量以及附接其上的任何负载分配在多个弹簧上可减小每个弹簧上的应力和疲劳，因此延长提升机构的寿命。虽然弹簧组件430在图4中被示出为具有两个弹簧，但是可以领会到提升机构可以被构造为包含任何数量的弹簧。
提升机构400通过缆绳414、416和418经过弹簧组件430、惰轮458、转换滑轮组件450和凸轮组件470操作地耦接在移动托架410和支撑架420之间。参考图4，弹簧组件430向缆绳414的第一部分施加向上的线性力，该缆绳414的第一部分向惰轮458施加顺时针扭矩。惰轮458件将该力的方向转向为向下线性力作用至缆绳414的第二部分，该缆绳的第二部分向转换滑轮组件450施加逆时针扭矩。这继而驱使第一转换滑轮解开缆绳414，并且使得第二转换滑轮缠绕缆绳416。转换滑轮组件450上的逆时针扭矩也向缆绳416施加向上的线性力，该缆绳416在凸轮组件470上产生逆时针扭矩。该扭矩驱使凸轮472解开缆绳416并且使得轮子474缠绕缆绳418。当移动托架410以及耦接到其上的全部负载的重量的重力向缆绳418施加向上的线性力从而产生与上述针对惰轮458、转换滑轮组件450和凸轮组件470的力的大小相等方向相反的扭矩力时，提升机构400被平衡。因此，提升机构400可提供平衡力，使得操作人员可以只需要克服系统的摩擦就可以沿着行程范围将附接到移动托架410的设备定位在任何期望高度。此外，因为所提供的平衡力，移动托架410不需要操作人员接合任何锁定装置(虽然在一些情况下可以设置一个或多个可选的锁定装置)的情况下就可以保持在其设定位置。
提升机构400也可以包括制动组件460。如本文将进一步讨论的那样，制动组件460可以被构造为在移动托架410不再被操作地耦接到支撑架420的情况下(例如，缆绳414、416或者418中的任何一个断裂时)相对于支撑架420锁定移动托架410。以下将参考图11A-11C而讨论制动组件的示例。
图5A、5B和5C是提升机构的正视图，其中，在这三个图中，转换滑轮组件550分别被耦接到移动托架510的顶部、中部和底部。和图4一样，为了清除地说明，图5A-5C的一部分被绘制为透明的。一系列附图示出了转换滑轮组件550在移动托架510中的定位带来的潜在的优点和缺点。例如，图5C中的转换滑轮组件的定位比如图5A和5B所示的转换滑轮组件的定位提供较紧凑的提升结构轮廓。转换滑轮组件550相对于凸轮组件570的位置也可改变转动凸轮组件所必需的力。例如，图5C中的由缆绳516和凸轮表面578所形成的角度573比图5A和5B中的角度573大。应当理解使得凸轮572逆时针转动所需的向上力与角度573的大小直接相关。更具体地，在图5C中需要施加到缆绳516上转动凸轮572的向上力比图5A和5B中的力小，因为图5C中的角度573最大。此外，转换滑轮组件550相对于凸轮组件570和惰轮558的位置可影响缆绳514和516的长度。例如，缆绳514和516的长度在图5C中是最小的。如能够理解到的那样，较短缆绳可能更不易于断裂并且对提升机构的制造而言提供成本优势。
图6是根据本发明的一个实施方式的弹簧组件600的侧视平面图。在该示例中，弹簧组件600包括顶部引导托架610、底部引导托架620、弹簧612a和612b以及调节机构630。如上所述，调节机构630可构造为将弹簧组件600耦接到提升机构的移动托架。在该示例中，螺栓632和垫片631可被用于将弹簧组件600耦接到移动托架，同时螺栓632和另一垫片(未示出)将调节机构630固定到顶部引导托架610。调节机构630也可被构造为通过转动螺栓632调整弹簧612a和612b的张紧力。一般地，螺栓632的头被置于移动托架的外部并且可由操作人员接触到。垫片636可被胶粘到螺栓632以防止调节机构632的过度调节。顶部引导托架610被构造为分别使用固定机构614a和614b固定弹簧612a和612b的顶端。类似地，底部引导托架620被构造为固定弹簧612a和612b的底端。
图6B是根据本发明的一个实施方式的弹簧的侧视平面图。弹簧650包括锥形的顶端654和开口652以提供用以将弹簧的顶端固定到引导托架的装置。例如，“子弹”类型的机构可用于将缆绳耦接到弹簧650并且在2011年11月23日提交的美国专利申请出版物第201210069508 Al号中公开，该申请的内容通过引用全部纳入此文。弹簧650也可以包括底端656。在该示例中，底端656是钩形并且可用于将弹簧耦接到底部引导托架。
图7A是根据本发明的一个实施方式的弹簧组件700的顶部部分的局部立体图，图8是图7A的局部剖面图。弹簧组件700包括顶部引导托架710、调节机构720、弹簧730a-730c以及构造为将弹簧的端部耦接到顶部引导托架710的相应的螺纹元件750a-750c。在该示例中，弹簧730a-730c通过包括螺纹元件750a、中间螺纹元件750b(在图7A中未示出)和螺纹元件750c的三个相应的螺纹元件被耦接到顶部引导托架710。
图7B是螺纹元件750的立体图，其示出了突出件752a和752b、构造为将螺纹元件定位在弹簧的直径内的芯部753以及提供弹簧界面的螺纹剖面(section)/界面754。螺纹元件750与图7A的螺纹元件750a、750c类似。螺纹剖面754可以是螺旋形状并且被构造为与弹簧的线圈螺旋连接。例如，图7A示出了与弹簧730a的线圈714螺旋连接的螺纹元件750a的弹簧界面754a。在该示例中，由弹簧730a的压缩力产生的弹簧界面754a和弹簧线圈714之间的摩擦力通过阻止螺纹元件750a与弹簧解开而将弹簧730a固定到螺纹元件750a。突出件752a和752b可被构造为与顶部引导托架通过界面连接并且防止螺纹元件以及固定到其上的弹簧相对于顶部引导托架转动。例如，图7A的顶部引导托架可包括与突出件752a和752b(未示出)相对应的孔洞(未示出)。图7C是图7b的螺纹元件的顶视图，其示出了通孔756。通孔756提供螺纹元件的紧固区域并且被构造为接收可用于将螺纹元件750固定到顶部引导托架的螺栓或固定机构。图7D是图7B的螺纹元件的底视图，并且示出了围绕通孔756而居中的压痕(impression)758。压痕758可被构造为接收六角螺母，该六角螺母可用于与螺栓或固定机构一起使用以固定螺纹元件。
图8是图7A的弹簧组件700的剖面图。图8示出了分别固定到弹簧730a-730c的螺纹元件750a-750c。在示出的实施方式中，螺纹元件750a通过螺栓712a和装配在螺纹元件的压痕758a中的六角螺母760a被固定到顶部引导托架。压痕758a可以旋转固定六角螺母760a，从而允许操作人员或安装人员在不使用工具的情况下相对于六角螺母760a来调整螺栓712a以固定六角螺母。螺纹元件750c可以类似地通过螺栓712c和六角螺母760c被固定到顶部引导托架，并且螺纹元件750b可通过调节机构720和六角螺母760b固定到顶部引导托架。六角螺母或垫片762可被固定或胶粘到调节机构720以防止操作人员从六角螺母760b上拧下调节机构720。
图9是根据本发明的一个实施方式的提升机构900的正视图，其中以与之前的附图类似的方式一部分被绘制为透明的。提升机构900包括移动托架910、支撑架920、弹簧组件930、惰轮958、转换滑轮组件950、凸轮组件970和制动组件960。提升机构900与图1的提升机构100和图4的提升机构400类似地操作。移动托架910和支撑架920可被设置成彼此滑动接合从而移动托架910可通过滑动结构或者其他任何适当接合机构相对于支撑架920平移。转换滑轮组件950可被耦接到移动托架910并且分别包括第一和第二转换滑轮952和954。转换滑轮组件可被构造为传递、放大/缩小通过提升机构900的力以及改变通过提升机构900的力的方向，同时与弹簧组件930的变形相比还增大移动托架910的行程范围。凸轮组件970也可被耦接到移动托架910并且包括凸轮972和轮子974。凸轮组件也可以被构造为经由提升机构900转换力、放大/缩小力和改变力的方向。另外，凸轮组件970可被构造为使用凸轮972将弹簧组件930的变化的收缩力转换为的恒定线性力。
提升机构900通过缆绳914、916和918经过弹簧组件930、惰轮958、凸轮组件970、转换滑轮组件950和制动组件960操作地耦接在移动托架910和支撑架920之间。参考图9，移动托架910示出为沿着行程范围911处于相对于移动托架910的顶点限定的高点位置。以下将根据一些实施方式说明平衡状态期间提升机构900中的力。当如图9所示的实施方式处于平衡状态时，弹簧组件930趋于向上变形(收缩)通过变形范围921，并且因此向缆绳914施加向上的线性力，其中该缆绳914通过惰轮958通向凸轮组件970。该向上的力向凸轮组件970施加逆时针扭矩。该逆时针扭矩驱使凸轮972和轮子974逆时针转动，并且因此轮子974向缆绳916施加向上的力。施加到缆绳916的向上力向转换滑轮组件950施加逆时针扭矩。该扭矩驱使第一和第二转换滑轮952、954逆时针转动，因此向缆绳918施加向下的力。
当移动托架910以及耦接到其上的任何负载的重量的重力沿着行程范围911向下驱使移动托架910，因此在缆绳918连接到支撑架920的连接点处向缆绳918施加向上的线性力时，提升机构900被平衡。由移动托架910以及相关的负载的重量生成向上的力产生与上述的针对转换滑轮组件950和凸轮组件970描述的力的大小相等的扭矩力但是力的方向相反。因此，提升机构900可提供平衡力，从而操作人员可以只需要克服系统的摩擦力将附接到移动托架910的设备沿着行进范围定位在任何期望高度。此外，因为所提供的平衡力，移动托架910在不需要操作人员接合任何可选的锁定装置(如果存在的话)的情况下保持其设定位置。
图10A和10B是根据本发明的一个实施方式的提升机构1000的正视图。图10A示出了相对于支撑架1020处于提升位置并且在提升机构1000的行程范围1011的顶点处平衡的移动托架1010，而图10B示出了在行程范围的底部的较低位置处平衡的移动托架1010。移动托架1010从图10A的位置到图10B的位置的平移向缆绳1018施加向上的拉力，这引起该缆绳1018从第二转换滑轮1054上解开。缆绳1018的拉力通过转换滑轮组件1050和凸轮组件1070被放大并且对缆绳1014产生向下的拉力，由此引起弹簧组件1030沿比行程范围1011短的变形范围1021变形。相反地，移动托架1010从图10B的位置平移到图10A的位置引起弹簧组件1030收缩并且在缆绳1014上产生向上的拉力。该缆绳1014的拉力通过凸轮组件1070和转换滑轮组价1050被缩小并且引起第二转换滑轮1054缠绕缆绳1018，该缆绳1018继而相对于支撑架1020向上平移移动托架1010。
图11A-11C是根据本发明的一个实施方式的制动机构1100的侧视示意图。如上所述，制动机构1100可被包含在提升机构中以在提升机构的缆绳断裂的情况下相对于支撑架锁定移动托架。制动机构1100可包括制动闩1162、载重绳1164(truck rope)、弹簧1163和多个槽孔1166。图11A示出了包含在制动机构1100中的制动闩1162，该制动闩1162可通过轴1165耦接到支撑架1120，从而制动闩1162可绕轴转动。制动闩1162可被构造为与多个槽孔1166接合。多个槽孔1166可位于移动托架1110上并且在提升机构的整个行程范围11620上可与制动闩1162对齐。弹簧1163可被构造为驱使制动闩1162与多个槽孔1166接合，同时载重绳1164被构造为驱使制动闩1162与多个槽孔脱开。图11B示出了与多个槽孔1166分开的制动闩1162。在该示例中，载重绳1164可以是与提升机构的弹簧组件连接地耦接的缆绳(例如，图1的缆绳118，图4的缆绳418，或者图9的缆绳918，或者图10的缆绳1018)。可以由弹簧组件提供到载重绳的向下的线性力克服弹簧1163的向上收缩力，由此将制动闩1162保持在相对于多个槽孔1166的分开位置。图11C示出了在载重绳1164上存在极小或者不存在向下的线性力(例如，提升机构的缆绳断裂)的情形，因此允许弹簧1163的收缩力使制动闩1162与多个槽孔1166接合，由此相对于平衡机构的支撑架锁定移动托架。
图12是根据本发明的一个实施方式的提升机构1200的局部正视图。提升机构1200与图9的提升机构900类似，除了该提升机构1200的凸轮组件1270包括两个凸轮。在该示例中，凸轮1272a和1272b分别可转动地相对于轮子1274固定。凸轮以镜像取向的方式被安装在轮子1274的两个相对面并且通过缆绳1214被耦接到弹簧组件1230。缆绳1214的第一端被附接到凸轮1272b的安装柱1272b。缆绳1214的第二端通过惰轮1258被转向，穿过弹簧组件1230的底部托架1237，然后再次被惰轮1258转向，并且附接到凸轮1272a的安装柱1276a。将来自弹簧组件1230的力分配在多个凸轮之间可以减小缆绳1214上的张力和疲劳，由此延长了提升机构1200的寿命。降低耦接到每个凸轮的缆绳1214上的张力可允许较小有效半径的凸轮，因为弹簧组件1230的收缩力被缆绳1214的两个部分分配。另外，使用较小凸轮的能力有助于使得提升机构1200的轮廓外形更加紧凑。虽然提升机构1200被描述为包括一对凸轮，但是应当理解提升机构可包含任何数量的并联或串联的凸轮。
图13是根据本发明的一个实施方式的提升机构1300的正视图，其中以与之前的附图类似的方式，一部分被绘制为透明的。提升机构1300包括提升机构1310和支撑架1320a-1320d。支撑架被附接到提升机构主体1310的移动托架1312并且共同地适于允许安装电子显示器(未示出)。支撑架1314可被附接到支撑结构(例如，基座或墙壁)。因此，提升机构1300的操作人员可通过相对于支撑架1314平移移动托架1312而沿着提升机构1300的行程范围调整电子显示器的位置。
图14是根据本发明的一个实施方式的显示器定位设备1400的平面俯视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。在该示例中，显示器定位设备1400包括提升机构1410，该提升机构1410包括可以被附接到支撑结构1401的支撑架1414。提升机构1410也包括移动托架1412。支撑架1420a和1420b可被附接到移动托架1412。电子显示器1402可被安装到支撑架从而允许电子显示器沿提升机构1410的行程范围移动。
图15是显示器定位设备1500的侧视图，该显示器定位设备1500包括具有附接到支撑面1501的支撑架1514和以滑动结合的方式与支撑架接合的移动托架1512。移动托架1512构造为经由支撑架1520A和1520B耦接到显示器1502。图15示出了小轮廓的提升机构1510如何能够实现提升机构的移动托架1512从显示器的角度观察时基本上被电子显示器1502遮挡。此外，因为移动托架1512和电子显示器1502耦接在一起，所以移动托架1512在提升机构1510的整个行程范围内保持为被显示器遮挡。如上所述，可以理解到在特定的示例中，可以更加容易地和外观更加美观地将小轮廓的提升机构包含在显示器定位设备1500中。
图16是根据本发明的一个实施方式的显示器和定位设备1600的正视图。定位设备1600包括耦接到提升机构1610的移动托架1612的底部的倾斜机构1630(未示出)。倾斜机构1630可被构造为允许操作人员倾斜电子显示器1602以改变显示器的观看角度。在特定的情况下，倾斜机构可以是经平衡的，但是这并不是必需的。例如，倾斜机构1630在其他的可能情况下可以包括起平衡作用的弹簧系统(例如，扭力弹簧机构)、重力倾斜机构、摩擦倾斜机构或者球球窝机构。2003年8月20日提交的美国专利No.6,997,422，2004年1月17日提交的美国专利No.7,252,277以及2005年9月28日提交的美国专利申请US 200610185563 Al提供了可能的倾斜机构和转动机构的示例，并且这些专利中的每一个的全部内容通过引用全部纳入此文。
图17是根据本发明的一个实施方式的定位设备1700的立体图。定位设备1700包括提升机构1710、支撑架1720a-1720d、安装托架1760a和1760b以及倾斜机构1730a和1730b。在该示例中，提升机构1710的支撑架1714可以被附接到支撑结构。如在本文中将进一步说明的那样，支撑架1720a-1720d可被构造为与倾斜托架1740a和1740b通过界面连接以支撑安装托架1760a和1760b。安装托架可被构造为允许安装电子显示器，由此允许定位设备1700的操作人员沿着提升机构1710的行程范围定位显示器。定位设备1700可包括配置成覆盖移动托架110的开放背部的表皮1716。如上所述，移动托架1712可包括处于高张紧状态下的缆绳和弹簧，这潜在地可对定位设备1700的操作人员或安装人员造成伤害。表皮1716可被构造为包围或封闭移动托架1712，由此降低伤害操作人员或者安装人员的风险。表皮1716可以以提供开口1717a和1717b以容纳移动托架1712相对于支撑架1714的平移的方式构造并附接到移动托架1712。倾斜机构1730a和1730b在其他的可能性中可包括平衡弹簧系统、重力倾斜机构、摩擦倾斜机构或者球球窝机构。
图18是根据本发明的一个实施方式的倾斜托架1840的侧视图。倾斜托架1800可被包含在定位设备1700的倾斜机构1730a和1730b中。如本文将要进一步说明的那样，倾斜托架1840包括可以构造为与支撑架通过界面连接的支撑界面1842和1844。倾斜托架1840还包括构造为分别使用第一和第二支撑销(未示出)耦接到安装托架的通道1846和1848。通道适于支撑可以安装到安装托架的电子显示器的重量并且允许安装托架和电子显示器倾斜。
图19A和19B是根据本发明的一个实施方式的安装托架1960的立体图。安装托架1960可以包括适于允许将电子显示器安装到该托架的安装界面1962。安装托架1960也可适于与图18的倾斜托架1840耦接。例如，倾斜托架1840可以被构造为安装到凹部1964从而第一支撑销(未示出)穿过孔1966a、通道1846以及孔1966b，并且第二支撑销(未示出)穿过孔1968a、通道1848以及孔1968b。
图20A是根据本发明的一个实施方式的定位设备2000的侧视图，其中为了清楚地说明，一个或多个部分被绘制为透明的。定位设备2000包括提升机构2010并且被构造为沿着提升机构的行程范围平移电子显示器。定位设备2000被固定到支撑机构2001并且也包括可以附接到移动托架2012的支撑架2020a和2020b。定位设备2000还包含倾斜机构2030，倾斜机构2030包括倾斜托架2040和安装托架2060，在图20A-21B中为了清楚该安装托架2060被绘制为透明的。安装托架2060被绘制为透明的以示出倾斜托架2040。图20B是图20A的定位设备2000的底部的局部侧视图。在该示例中，安装托架2060通过第一和第二支撑销2076和2078耦接到倾斜托架2040。该倾斜托架安装到安装托架2060的凹部中使得安装托架的对准孔与倾斜托架2040的支撑通道2046和2048对齐。第一和第二销通过相应的孔和通道以将安装托架固定到倾斜托架。倾斜托架2040可以被构造为与支撑架2020a和2020b通过界面连接。支撑界面2042可被构造为悬挂在支撑架2020a上，并且支撑界面2044可以被构造为抵靠在支撑架2020b下面从而将倾斜托架稳定在竖直方向上。此外，每个支撑架可包括凸件(例如，参见图20B中的靠近支撑架2020B的凸件2021a和2021b)。凸件可以将倾斜托架稳定在水平方向上。在该示例中，通过将支撑界面2044拉离支撑架2020B并且将支撑界面2042提升离开支撑架2020a可以从支撑架上移除倾斜托架2040。倾斜托架2040和支撑架之间的连接界面允许容易地安装/拆卸，因为定位设备2000的安装人员或操作人员可首先将电子显示器安装到安装托架和倾斜托架，然后通过倾斜托架上的连接界面将显示器悬挂到支撑架上。
图21A和21B是图20A的定位设备2000处于倾斜位置的侧视图。在该示例中，第一和第二支撑销2076和2078分别在通道2046和2048中平移从而允许安装托架2060和安装在其上的电子显示器沿向前的方向倾斜。倾斜机构2030可被构造为使用安装托架和电子显示器的重量以在支撑销和支撑通道之间产生摩擦使得定位设备2000在不需要操作者接合任何锁定机构的情况下保持倾斜位置。
图22A是根据本发明的一个实施方式的显示器2202和定位设备2200的立体图，并且图22B和22C是定位设备2200的侧视图。定位设备2200包含提升机构2210并且被构造为沿着提升机构的行程范围定位电子显示器2202。例如，图22B示出定位在行程范围底部的电子显示器2202，图22C示出了位于行程范围顶部的电子显示器。电子显示器2202被耦接到附接到提升机构2210的移动托架2012的支撑架。提升机构被附接到基座2205的支撑柱2206。定位设备也包括拴绳2209，该拴绳2209可被连接到支撑柱2206和墙壁2201以防止基座2205的倾翻。定位设备2200也可包括倾斜托架以使得电子显示器倾斜。
图23A是根据本发明的一个实施方式的显示器2302和定位设备2300的立体图，并且图23B和23C是定位设备2300的侧视图，其示出了分别定位在定位设备2300的行程范围的底部和顶部的显示器2302。定位设备2300的提升机构2310可被直接附接到墙壁2301。
图24A是根据本发明的一个实施方式的显示器2402和定位设备2400的立体图，并且图24B和24C是侧视图，其示出了分别定位在定位设备2400的行程范围的底部和顶部的显示器2402。定位设备2400的提升机构2410可被附接到基座2405的支撑主体2406上。基座2405可以被扩大以提供较大的基座以更好地支撑定位设备和显示器的共同重量。另外，基座2405可包括可用于储存或其他任何用途目的的架子2407a和2407b。
图25A是根据本发明的一个实施方式的显示器2502和定位设备2500的立体图，并且图25B和25C是侧视图，其示出了分别定位在定位设备2500的行程范围的底部和顶部的显示器2502。定位设备2500的提升机构2510可被连接到安装臂2580。安装臂2580可被附接到墙壁2501并且适于相对于墙壁托架2581水平地平移电子显示器2500。另外，安装臂可被构造为改变显示器的水平视角。
图26A是根据本发明的一个实施方式的显示器2602和定位设备2600的立体图，并且图26B和26C是侧视图，其示出了分别定位在定位设备2600的行程范围的底部和顶部的显示器2602。定位设备2600的提升机构2610可被连接到可移动基座2605的支撑主体2606。可移动基座2605可包括轮子，该轮子可定位显示器并且增大移动性以平移显示器。
因此，公开了本发明的多个实施方式。虽然已经参考公开的特定的实施方式相当详细地说明了本发明，但是公开的实施方式是为了说明的目的而示出的并且不是限定性的，本发明的其他实施方式也是可能的。本领域的技术人员将理解到在不脱离本发明的精神和所附权利要求的范围的情况下可对本发明进行多个改变、改编和修改。
Claims (30)
1.一种用于升降电子显示器的平衡提升机构，所述提升机构包括：
支撑架，其构造为被耦接到支撑构件；
移动托架，其构造为被耦接到电子显示器；
滑动机构，其耦接在所述支撑架和所述移动托架之间，为所述移动托架提供相对于所述支撑架的并且包括低点位置和高点位置的行程范围；
弹簧组件，其被安装到所述移动托架，所述弹簧组件构造为产生第一力，所述第一力用于抵消与耦接到所述移动托架的所述电子显示器的重量相对应的第二力，所述弹簧组件具有耦接到所述移动托架的第一端和当所述移动托架沿着所述行程范围移动时沿着变形范围移动的第二端；
转换组件，其被构造为使得所述弹簧组件变形的长度比所述移动托架沿着所述行程范围的相应移动的长度短；
凸轮组件，其包括凸轮和轮子；以及
多根缆绳，其与所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件组合将所述移动托架操作地耦接到所述支撑架。
2.如权利要求1所述的提升机构，其中，所述行程范围是所述变形范围的至少大约三倍。
3.如权利要求1所述的提升机构，其中，所述转换组件包括第一转换滑轮和第二转换滑轮，第一所述转换滑轮和第二转换滑轮被可转动地固定并且构造为提供所述弹簧组件的变形和对应的所述移动托架的移动之间的转换的第一行程倍增系数。
4.如权利要求3所述的提升机构，其中，所述第一行程倍增系数是至少大约2。
5.如权利要求3所述的提升机构，其中，所述凸轮组件的凸轮和轮子被可转动地固定并且构造为提供所述弹簧组件的变形和对应的所述移动托架的移动之间转换的第二行程倍增系数。
6.如权利要求3所述的提升机构，其中，所述多根缆绳包括第一、第二和第三缆绳，其中，所述第一缆绳将所述弹簧组件的第二端耦接到所述凸轮，所述第二缆绳将所述凸轮组件的轮子耦接到所述第一转换滑轮，所述第三缆绳将所述第二转换滑轮耦接到所述支撑架。
7.如权利要求3所述的提升机构，其中，所述多根缆绳包括第一、第二和第三缆绳，其中，所述第一缆绳将所述弹簧组件的第二端耦接到所述第一转换滑轮，所述第二缆绳将所述第二转换滑轮耦接到所述凸轮，所述第三缆绳将所述凸轮组件的轮子耦接到所述支撑架。
8.如权利要求1所述的提升机构，其中，所述弹簧组件包括第一和第二弹簧引导托架，多个弹簧以及多个螺纹元件，其中每个弹簧具有分别耦接到所述第一弹簧引导托架和所述第二弹簧引导托架的第一端和第二端，其中，每个螺纹元件被构造为使得所述多个弹簧中的一个的所述第一端耦接到所述第一弹簧引导托架。
9.如权利要求8所述的提升机构，其中，每个螺纹元件包括构造为将所述螺纹元件附接到所述第一弹簧引导托架的紧固件部、构造为将所述螺纹元件定位在弹簧的直径内的芯部以及构造为接合在所述弹簧的至少两个圈之间的螺纹部。
10.如权利要求1所述的提升机构，还包括制动组件，其被耦接到所述支撑架并且构造为锁定所述支撑架和所述移动托架的相对移动。
11.如权利要求10所述的提升机构，其中，所述移动托架还包括多个槽孔，所述槽孔定位成当所述移动托架相对于所述支撑架移动时与所述支撑架上的制动组件对齐；
其中，所述制动组件包括：
轴；
制动闩，其被所述轴枢转地支撑并且被构造为与所述多个槽孔接合，以及
制动弹簧，其被构造为将所述制动闩偏压向与所述多个槽孔接合；以及
其中，所述多根缆绳的至少一个被耦接到所述制动闩从而提供与所述制动弹簧的偏压相反的张力以使得所述制动闩与所述多个槽孔分开。
12.一种电子显示器定位设备，包括：
支撑架，其被构造为耦接到支撑结构；
移动托架，其在行程范围中与所述支撑架滑动地接合，所述移动托架被构造为耦接到电子显示器，所述移动托架包括具有高度、宽度和厚度的壳体，所述壳体的高度和宽度分别比所述电子显示器的高度和宽度小，以及
平衡机构，其在所述移动托架的壳体中被安装到所述移动托架，所述平衡机构被构造为抵消所述电子显示器、所述移动托架和所述平衡机构的组合重量，所述平衡机构包括：
弹簧组件，其具有耦接到所述移动托架的第一端和当所述移动托架沿着所述行程范围移动时沿着变形范围移动的第二端；
转换组件，其被构造为使得所述弹簧组件变形的长度比所述移动托架沿着所述行程范围的相应移动的长度短；
凸轮组件，其包括凸轮和轮子；以及
多根缆绳，其与所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件组合将所述移动托架操作地耦接到所述支撑架。
13.如权利要求12所述的设备，其中，所述转换组件包括第一转换滑轮和第二转换滑轮，所述第一和第二转换滑轮被可转动地固定并且构造为提供所述弹簧组件的变形和所述移动托架的对应移动之间转换的第一行程倍增系数。
14.如权利要求13所述的设备，其中，所述行程范围是所述变形范围的大约二倍到大约五倍。
15.如权利要求13所述的设备，其中，所述多根缆绳包括第一缆绳、第二缆绳和第三缆绳，其中，所述第一缆绳将所述弹簧组件的第二端耦接到所述凸轮，所述第二缆绳将所述凸轮组件的轮子耦接到所述第一转换滑轮，所述第三缆绳将所述第二转换滑轮耦接到所述支撑架。
16.如权利要求12所述的设备，其中，所述弹簧组件包括由螺纹元件固定的至少一个弹簧，所述螺纹元件包括用于与所述弹簧组件耦接的紧固件部、构造为将所述螺纹元件定位在弹簧的直径内部的芯部以及构造为接合在所述弹簧的至少两个圈之间的螺纹部。
17.如权利要求12所述的设备，还包括被耦接到所述支撑架的制动组件和所述移动托架中的与所述制动组件对齐的多个槽孔，所述制动组件包括：
轴；
制动闩，其被所述轴枢转地支撑并且被构造为与所述多个槽孔接合，以及
制动弹簧，其被构造为将所述制动闩偏压向与所述多个槽孔接合；以及
其中，所述多根缆绳的至少一个被耦接到所述制动闩从而提供与所述制动弹簧的偏压相反的张力以使得所述制动闩与所述多个槽孔分开。
18.如权利要求12所述的设备，还包括倾斜机构，所述倾斜机构包括安装到所述移动托架的支撑架，构造为附接到所述电子显示器的显示器安装托架；以及耦接到所述倾斜机构的支撑架和所述显示器安装托架的倾斜托架，所述倾斜托架构造成为所述显示器安装托架提供一定范围的倾斜。
19.一种用于调整电子显示器的高度的提升机构，所述提升机构包括：
第一部分，其构造为被耦接到支撑构件；
第二部分，其在行程范围中与所述第一部分滑动地接合并且被构造为被耦接到电子显示器；
弹簧组件，其被安装到所述第二部分并且构造为施加可变力，所述弹簧组件具有耦接到所述第二部分的第一端和当所述第二部分沿着所述行程范围移动时沿着变形范围移动的第二端；
转换组件，其被安装到所述第二部分，所述转换组件被构造为缩小所述可变力并且使得所述弹簧组件变形的长度比所述第二部分沿着所述行程范围的相应移动的长度短，以及
凸轮组件，其包括凸轮和安装到所述第二部分的轮子，所述凸轮组件构造为将缩小的可变力转换成大致恒定的力并且将大致恒定的力施加到所述第一部分；
其中，所述第二部分、所述第一部分、所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件通过多根缆绳连接。
20.如权利要求19所述的提升机构，其中，所述转换组件包括第一转换滑轮和第二转换滑轮，所述第一转换滑轮和第二转换滑轮被可转动地固定并且构造为提供所述弹簧组件的变形和所述第二部分的对应移动之间的转换的第一行程倍增系数。
21.如权利要求20所述的提升机构，其中，所述凸轮组件的凸轮和轮子被可转动地固定并且构造为提供所述弹簧组件的变形和所述第二部分的对应移动之间的转换的第二行程倍增系数。
22.如权利要求19所述的提升机构，其中，所述转换组件包括具有大于大约360°的第一转动行程范围的第一转换滑轮和第二转换滑轮，并且其中所述凸轮组件的轮子具有小于大约360°的第二转动行程范围。
23.如权利要求19所述的提升机构，其中，所述弹簧组件包括：
第一引导托架；
第二引导托架；
具有第一端和第二端的至少一个弹簧；以及
至少一个螺纹元件，其被构造为被耦接到所述第一引导托架，所述至少一个螺纹元件包括将所述螺纹元件定位在弹簧的直径内部的芯部以及构造为接合在所述弹簧的至少两个圈之间的螺纹部。
24.如权利要求23所述的提升机构，其中，所述弹簧组件还包括安装在所述第二部和所述第一弹簧引导托架之间的调节机构，所述调节机构构造为调整所述至少一个弹簧的张紧力。
25.如权利要求19所述的提升机构，其中，所述第二部分包括具有高度、宽度和厚度的壳体，所述壳体的高度、宽度分别比所述电子显示器的高度和宽度小，以及所述壳体容纳所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件。
26.如权利要求19所述的提升机构，还包括制动组件，所述制动组件被耦接到所述第一部分并且构造为如果所述多根缆绳不再连接所述第二部分、所述第一部分、所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件则锁定所述第一部分和所述第二部分的相对移动。
27.一种用于定位电子显示器的方法，所述方法包括：
使电子显示器沿着竖直行程范围相对于支撑构件移动第一距离，利用包括弹簧组件、转换组件和凸轮组件的显示器定位设备将所述电子显示器耦接到所述支撑构件；
在移动所述电子显示器的同时，将所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件沿着所述竖直行程范围移动所述第一距离；
在移动所述电子显示器的同时，使得所述弹簧组件沿着变形范围变形第二距离，所述第二距离与所述第一距离相对应并且比所述第一距离短；
在使得所述弹簧组件沿着所述变形范围变形所述第二距离的同时，利用所述弹簧组件产生第一可变力；
利用所述转换组件产生被缩小的力，所述被缩小的力与所述第一可变力相对应；
利用所述凸轮组件产生基本恒定的力，所述基本恒定的力与所述第一可变力相对应；以及
将所述被缩小的力或者所述基本恒定的力施加到所述支撑构件以抵消所述电子显示器的重量。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述转换组件包括第一转换滑轮和第二转换滑轮，所述第一和第二转换滑轮被可转动地固定并且提供用于产生所述被缩小的力的第一行程系数，所述第一行程系数将所述第一距离与所述第二距离相关联倍增系数。
29.如权利要求27所述的方法，其中，所述电子显示器包括构造为显示电子图像的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，以及所述方法还包括如下的步骤：在将所述电子显示器移动所述第一距离之前，将所述显示器定位设备的支撑架耦接到所述支撑构件并且将所述显示器定位设备的移动托架耦接到所述电子显示器的所述第二表面，由此利用所述显示器定位设备将所述电子显示器耦接到所述支撑构件。
30.如权利要求29所述的方法，其中，所述移动托架包括具有高度、宽度和厚度的壳体，所述壳体的高度、宽度分别比所述电子显示器的高度和宽度小，其中所述弹簧组件、所述转换组件和所述凸轮组件在所述移动托架的壳体中被安装到所述移动托架。
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