CN105508827A - 一种计算机屏幕凸轮调高装置 - Google Patents

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许方超
范长英
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Abstract

本发明提供一种计算机屏幕凸轮调高装置，包括显示屏，其特征是：所述显示屏通过转动关节连接转臂一端，所述转臂的另一端设置有弧面斜坡，所述转臂设置在转轴上，所述转轴固定在外壳上，所述外壳内设置有转轴支架，所述转轴支架上设置有直线轴承，所述直线轴承上设置有导杆，所述导杆的一端与所述弧面斜坡接触，另一端与中心轴连接，所述中心轴上设置有导向轮，所述导向轮与凸轮接触，所述凸轮通过连接轴连接把手，所述连接轴穿过支座，所述支座一侧的连接轴上螺纹连接固定螺栓，所述支座另一侧的连接轴上还环套有固定片。本发明结构非常紧凑，传动方式简单可靠，可以安装在现有计算机的底座之中，不会影响美观。

Description

一种计算机屏幕凸轮调高装置
技术领域
本发明涉及计算机领域，具体地讲，涉及一种计算机屏幕凸轮调高装置。
背景技术
计算机的已经是人们在日常的工作和生活中不可或缺的一部分。很多人每天要花费大量的时间坐在电脑面前。目前，绝大部分的计算机屏幕只能进行屏幕倾斜角度的调节，能进行屏幕高度调节的计算机屏幕市场上鲜有出现。这对不同身高的计算机使用者来说非常不便，长期使用高度调节不当的计算机屏幕会造成视力的损坏和颈椎病，腰椎劳损等各种疾病。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种计算机屏幕凸轮调高装置，能够对计算机显示屏的高度进行调整。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种计算机屏幕凸轮调高装置，包括显示屏，其特征是：所述显示屏通过转动关节连接转臂一端，所述转臂的另一端设置有弧面斜坡，所述转臂设置在转轴上，所述转轴固定在外壳上，所述外壳内设置有转轴支架，所述转轴支架上设置有直线轴承，所述直线轴承上设置有导杆，所述导杆的一端与所述弧面斜坡接触，另一端与中心轴连接，所述中心轴上设置有导向轮，所述导向轮与凸轮接触，所述凸轮通过连接轴连接把手，所述连接轴穿过支座，所述支座一侧的连接轴上螺纹连接固定螺栓，所述支座另一侧的连接轴上还环套有固定片。
作为对本技术方案的进一步限定，所述凸轮采用平面凸轮。
作为对本技术方案的进一步限定，所述平面凸轮的制作过程如下：
(1)依据滚子测量法获取凸轮轮廓曲线的坐标数组以及滚子轴心轨迹的坐标数组；
(2)根据凸轮轮廓曲线上的一个点的坐标值M(X1,Y1)以及该点对应的滚子轴心的坐标值S(X2,Y2)，推算圆形切削刀具旋转中心相对于凸轮旋转轴心的一个相应点的坐标值，具体做法为：
连接凸轮轮廓曲线上的点M和该点对应的滚子轴心点S，形成的线段即滚子半径R，以点M为起始点，沿滚子半径R延伸旋转刀具半径r的距离获得的点即为旋转刀具的中心点N(X3,Y3)；
(3)重复步骤(2)，得到对应于整个凸轮轮廓曲线的切削刀具旋转中心的相对运动曲线；
(4)使切削刀具按照上述相对运动曲线产生运动在凸轮加工设备上对凸轮进行加工。
作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(2)包括如下步骤：
(2.1)计算所述切削刀具旋转中心点N的横向坐标为：
X3＝X1-r/R*/X2-X1/当X1>X2时
或者
X3＝X1+r/R*∣X2-X1∣当X1<X2时；
(2.2)计算所述切削刀具旋转中心点N的纵坐标为：
Y3＝Y1-r/R*∣Y2-Y1∣当Y1>Y2时
或者
Y3＝Y1+r/R*∣Y2-Y1∣当Y1<Y2时；
(2.3)获取所述切削刀具旋转中心的坐标值N(X3,Y3)。
作为对本技术方案的进一步限定，对所述步骤(4)加工出的凸轮进行精度评估，具体步骤如下：
(4.1)计算所述相对运动曲线上角坐标之差为φ的相邻两点之间的距离以及相邻两点连线的斜率，整个相对运动曲线上有n对相邻点，则获取了n个连线距离Li和n个斜率θi,i为整数，用于区分不同的相邻坐标点，斜率θi是指相对运动曲线上角坐标之差为φ的相邻两点之间连线Li相对于X轴的倾斜斜率；
(4.2)计算切削刀具完成角坐标之差为φ的相邻两点加工的实际位移距离以及该实际位移距离的斜率，整个相对运动曲线上有n对相邻点，则获取了n个实际位移线路Li’和n个斜率θi’,i为整数，用于区分不同的相邻坐标点，斜率θi’指实际位移线路Li’相对于X轴的倾斜斜率；
(4.3)将计算出的相邻两点之间的距离Li与计算出的对应相邻两点的实际位移线路Li’进行比较，得出每对相邻两点的位移切削误差：
ΔLi＝Li-Li’；i为整数，用于区分不同的相邻坐标点；
(4.4)将计算出的相邻两点之间的斜率θi与测量出的对应相邻两点的实际斜率θi’进行比较，得出每对相邻两点的切削斜率误差：
Δθi＝θi-θi’；i为整数，用于区分不同的相邻坐标点；
(4.5)计算总的位移切削误差和斜率切削误差：
ZL＝|ΔL1|+|ΔL2|+...+|ΔLn|；n为相邻点的总个数；
Zθ＝|Δθ1|+|Δθ2|+...+|Δθn|；n为相邻点的总个数；
(4.6)计算位移切削的平均误差和斜率切削的平均误差：
PL＝(|ΔL1|+|ΔL2|+...+|ΔLn|)/n；n为相邻点的总个数；
Pθ＝(|Δθ1|+|Δθ2|+...+|Δθn|)/n；n为相邻点的总个数。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明将把手的转动转换成导杆的水平移动，计算机使用者只需要旋转把手就可以实现屏幕高度的调节，然后将固定螺栓紧靠支座拧紧，实现对凸轮位置的固定，操作简单方便。当把手正向旋转推动导杆沿着直线轴承向左移动到极限位置的过程中，导杆末端的球头推动沿着弧面斜坡下行，将转臂压起使得显示屏升高。当把手反向旋转时，导杆沿着直线轴承向右移动，导杆末端的球头放松对弧面斜坡的压制，弧面斜坡上行，在重力的作用下，转臂反向转动，使得显示屏高度降低。本发明结构非常紧凑，传动方式简单可靠，可以安装在现有计算机的底座之中，不会影响美观。根据平面凸轮的固定位置调整显示屏的高度，构思新颖，平面凸轮精度高，加工方法计算简单，有利于显示屏高度的精准调节。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的凸轮、连接轴、支座和把手配合的结构示意图。
图3为本发明的平面凸轮轮廓计算的原理图。
图中，1、显示屏，2、转动关节，3、转臂，4、弧面斜坡，5、转轴，6、外壳，7、转轴支架，8、直线轴承，9、导杆，10、中心轴，11、导向轮，12、凸轮，13、连接轴，14、把手，15、支座，16、固定螺栓，17、固定片。
具体实施方式:
下面结合实施例，进一步说明本发明。
参见图1-图3，本发明包括显示屏1，所述显示屏1通过转动关节2连接转臂3一端，所述转臂3的另一端设置有弧面斜坡4，所述转臂3设置在转轴5上，所述转轴5固定在外壳6上，所述外壳6内设置有转轴支架7，所述转轴支架7上设置有直线轴承8，所述直线轴承8上设置有导杆9，所述导杆9的一端与所述弧面斜坡4接触，另一端与中心轴10连接，所述中心轴10上设置有导向轮11，所述导向轮11与凸轮12接触，所述凸轮12通过连接轴13连接把手14，所述连接轴13穿过支座15，所述支座15一侧的连接轴13上螺纹连接固定螺栓16，所述支座15另一侧的连接轴13上还环套有固定片17。
当把手14正向旋转推动导杆9沿着直线轴承8向左移动到极限位置的过程中，导杆9末端的球头推动沿着弧面斜坡4下行，将转臂3压起使得显示屏1升高。当把手14反向旋转时，导杆9沿着直线轴承8向右移动，导杆9末端的球头放松对弧面斜坡4的压制，弧面斜坡4上行，在重力的作用下，转臂3反向转动，使得显示屏1高度降低。
所述凸轮12采用平面凸轮。
平面凸轮采用如下制作步骤：
(1)依据滚子测量法获取凸轮轮廓曲线的坐标数组以及滚子轴心轨迹的坐标数组；
(2)根据凸轮轮廓曲线上的一个点的坐标值M(X1,Y1)以及该点对应的滚子轴心的坐标值S(X2,Y2)，推算圆形切削刀具旋转中心相对于凸轮旋转轴心的一个相应点的坐标值，具体做法为：
连接凸轮轮廓曲线上的点M和该点对应的滚子轴心点S，形成的线段即滚子半径R，以点M为起始点，沿滚子半径R延伸旋转刀具半径r的距离获得的点即为旋转刀具的中心点N(X3,Y3)，其中，M(X1,Y1)、S(X2,Y2)和N(X3,Y3)处于同一坐标系XOY中，坐标系XOY以凸轮轮廓曲线的轴心为原点O，以水平方向为X轴，以垂直方向为Y轴；
(3)重复步骤(2)，得到对应于整个凸轮轮廓曲线的切削刀具旋转中心的相对运动曲线；
(4)使切削刀具按照上述相对运动曲线产生运动在凸轮加工设备上对凸轮进行加工。
所述步骤(2)包括如下步骤：
(2.1)计算所述切削刀具旋转中心点N的横向坐标为：
X3＝X1-r/R*/X2-X1/当X1>X2时
或者
X3＝X1+r/R*∣X2-X1∣当X1<X2时；
(2.2)计算所述切削刀具旋转中心点N的纵坐标为：
Y3＝Y1-r/R*∣Y2-Y1∣当Y1>Y2时
或者
Y3＝Y1+r/R*∣Y2-Y1∣当Y1<Y2时；
(2.3)获取所述切削刀具旋转中心的坐标值N(X3,Y3)。
对所述步骤(4)加工出的凸轮进行精度评估，具体步骤如下：
(4.1)计算所述相对运动曲线上角坐标之差为φ的相邻两点之间的距离以及相邻两点连线的斜率，整个相对运动曲线上有n对相邻点，则获取了n个连线距离Li和n个斜率θi,i为整数，用于区分不同的相邻坐标点，斜率θi是指相对运动曲线上角坐标之差为φ的相邻两点之间连线Li相对于X轴的倾斜角度。具体计算过程为：已知相对运动曲线角坐标之差为φ的相邻两点的坐标Ni(x,y)和Ni+1(x,y),计算该相邻两点与原点O(0,0)的距离为ni和ni+1，该相邻两点与原点O组成三角形，根据三角形的边长计算公式，已知三角形两边的长度以及该三角形两边的夹角φ，很容易计算出三角形另一个边的长度，该长度即是相对运动曲线上角坐标之差为φ的相邻两点之间连线Li的长度：
Li＝(ni 2+ni+1 2-2*ni*ni+1*cosφ)1/2；i为整数；
θi＝|((Ni+1(y)-Ni(y))/(Ni+1(x)-Ni(x))|；其中，Ni+1(y)表示点Ni+1的Y轴向坐标，Ni(y)表示点Ni的Y轴向坐标，Ni+1(x)表示点Ni+1的X轴向坐标,Ni(x)表示点Ni的X轴向坐标；
(4.2)计算切削刀具完成角坐标之差为φ的相邻两点加工的实际位移线路以及该实际位移线路的斜率θi’，整个相对运动曲线上有n对相邻点，则获取了n个实际位移线路Li’和n个斜率θi’,i为整数，用于区分不同的相邻坐标点，斜率θi’指实际位移线路Li’相对于X轴的倾斜角度。具体计算过程为：切削刀具沿相对运动曲线的从点Ni(x,y)移动到点Ni+1(x,y)过程中,Ni(x,y)和点Ni+1(x,y)角坐标之差为φ，X轴向编码器记录了X轴向驱动电机的旋转转数，Y轴向编码器记录了Y轴向驱动电机的旋转转数，根据X轴向驱动电机的旋转转数计算X轴向驱动电机的位移hi，根据Y轴向驱动电机的旋转转数计算Y轴向驱动电机的位移ki,实际位移线路倾斜角度θi’的斜率为ki/hi；
(4.3)将计算出的相邻两点之间的距离Li与计算出的对应相邻两点的实际位移线路Li’进行比较，得出每对相邻两点的位移切削误差：
ΔLi＝Li-Li’；i为整数，用于区分不同的相邻坐标点；
(4.4)将计算出的相邻两点之间的斜率θi与测量出的对应相邻两点的实际斜率θi’进行比较，得出每对相邻两点的斜率切削误差：
Δθi＝θi-θi’；i为整数，用于区分不同的相邻坐标点；
(4.5)计算总的位移切削误差和斜率切削误差：
ZL＝|ΔL1|+|ΔL2|+...+|ΔLn|；n为相邻点的总个数；
Zθ＝|Δθ1|+|Δθ2|+...+|Δθn|；n为相邻点的总个数；
(4.6)计算位移切削的平均误差和斜率切削的平均误差：
PL＝(|ΔL1|+|ΔL2|+...+|ΔLn|)/n；n为相邻点的总个数；
Pθ＝(|Δθ1|+|Δθ2|+...+|Δθn|)/n；n为相邻点的总个数。
所述步骤(4.1)中的角坐标之差为φ为一个恒量。
所述凸轮加工设备采用数控加工中心，数控加工中心采用现有的产品，切削刀具采用铣刀，在此不再赘述，所述数控加工中心的X轴向驱动电机上设置有X轴向编码器，所述数控加工中心的Y轴向驱动电机上设置有Y轴向编码器。

Claims (5)

1.一种计算机屏幕凸轮调高装置，包括显示屏，其特征是：所述显示屏通过转动关节连接转臂一端，所述转臂的另一端设置有弧面斜坡，所述转臂设置在转轴上，所述转轴固定在外壳上，所述外壳内设置有转轴支架，所述转轴支架上设置有直线轴承，所述直线轴承上设置有导杆，所述导杆的一端与所述弧面斜坡接触，另一端与中心轴连接，所述中心轴上设置有导向轮，所述导向轮与凸轮接触，所述凸轮通过连接轴连接把手，所述连接轴穿过支座，所述支座一侧的连接轴上螺纹连接固定螺栓，所述支座另一侧的连接轴上还环套有固定片。
2.根据权利要求1所述的计算机屏幕凸轮调高装置，其特征是：所述凸轮采用平面凸轮。
3.根据权利要求2所述的计算机屏幕凸轮调高装置，其特征是：所述平面凸轮的制作过程如下：
(1)依据滚子测量法获取凸轮轮廓曲线的坐标数组以及滚子轴心轨迹的坐标数组；
(2)根据凸轮轮廓曲线上的一个点的坐标值M(X1,Y1)以及该点对应的滚子轴心的坐标值S(X2,Y2)，推算圆形切削刀具旋转中心相对于凸轮旋转轴心的一个相应点的坐标值，具体做法为：
连接凸轮轮廓曲线上的点M和该点对应的滚子轴心点S，形成的线段即滚子半径R，以点M为起始点，沿滚子半径R延伸旋转刀具半径r的距离获得的点即为旋转刀具的中心点N(X3,Y3)；
(3)重复步骤(2)，得到对应于整个凸轮轮廓曲线的切削刀具旋转中心的相对运动曲线；
(4)使切削刀具按照上述相对运动曲线产生运动在凸轮加工设备上对凸轮进行加工。
4.根据权利要求3所述的计算机屏幕凸轮调高装置，其特征是：所述步骤(2)包括如下步骤：
(2.1)计算所述切削刀具旋转中心点N的横向坐标为：
X3＝X1-r/R*/X2-X1/当X1>X2时
或者
X3＝X1+r/R*∣X2-X1∣当X1<X2时；
(2.2)计算所述切削刀具旋转中心点N的纵坐标为：
Y3＝Y1-r/R*∣Y2-Y1∣当Y1>Y2时
或者
Y3＝Y1+r/R*∣Y2-Y1∣当Y1<Y2时；
(2.3)获取所述切削刀具旋转中心的坐标值N(X3,Y3)。
5.根据权利要求3所述的所述槽轮换向的汽车废气热磁发电系统，其特征是：对所述步骤(4)加工出的凸轮进行精度评估，具体步骤如下：
(4.1)计算所述相对运动曲线上角坐标之差为φ的相邻两点之间的距离以及相邻两点连线的斜率，整个相对运动曲线上有n对相邻点，则获取了n个连线距离Li和n个斜率θi,i为整数，用于区分不同的相邻坐标点，斜率θi是指相对运动曲线上角坐标之差为φ的相邻两点之间连线Li相对于X轴的倾斜斜率；
(4.2)计算切削刀具完成角坐标之差为φ的相邻两点加工的实际位移距离以及该实际位移距离的斜率，整个相对运动曲线上有n对相邻点，则获取了n个实际位移线路Li’和n个斜率θi’,i为整数，用于区分不同的相邻坐标点，斜率θi’指实际位移线路Li’相对于X轴的倾斜斜率；
(4.3)将计算出的相邻两点之间的距离Li与计算出的对应相邻两点的实际位移线路Li’进行比较，得出每对相邻两点的位移切削误差：
ΔLi＝Li-Li’；i为整数，用于区分不同的相邻坐标点；
(4.4)将计算出的相邻两点之间的斜率θi与测量出的对应相邻两点的实际斜率θi’进行比较，得出每对相邻两点的切削斜率误差：
Δθi＝θi-θi’；i为整数，用于区分不同的相邻坐标点；
(4.5)计算总的位移切削误差和斜率切削误差：
ZL＝|ΔL1|+|ΔL2|+...+|ΔLn|；n为相邻点的总个数；
Zθ＝|Δθ1|+|Δθ2|+...+|Δθn|；n为相邻点的总个数；
(4.6)计算位移切削的平均误差和斜率切削的平均误差：
PL＝(|ΔL1|+|ΔL2|+...+|ΔLn|)/n；n为相邻点的总个数；
Pθ＝(|Δθ1|+|Δθ2|+...+|Δθn|)/n；n为相邻点的总个数。
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