CN106020366A

CN106020366A - 一种自动升降电脑显示器支架

Info

Publication number: CN106020366A
Application number: CN201610580133.XA
Authority: CN
Inventors: 叶建新
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明涉及一种自动升降电脑显示器支架，包括支撑部、升降装置、控制部和供电部；所述升降装置设置在支撑部中，所述控制部包括位置检测电路、控制升降装置升降的单片机；所述位置检测电路与单片机连接；所述供电部与控制部和升降装置连接；所述位置检测电路包括1个U型电阻和2个位置传感弹针，所述U型电阻固定在支撑部上，所述位置传感弹针固定在升降装置上，2个位置传感弹针相连通并可移动的连接于U型电阻的两端。本发明的优越技术效果在于：采用单片机及位置检测电路控制升降过程，能够精确控制上升和下降的距离，能够精确控制上升、下降和停止的时间，通过改变蜗轮蜗杆的传动比可以精确改变上升或下降的速度。

Description

一种自动升降电脑显示器支架

技术领域

本发明涉及自动控制升降技术领域，具体涉及一种自动升降电脑显示器支架。

背景技术

随着电脑的普及，越来越多的人应用电脑办公，而问题也随之产生，人们在操作电脑或是应用电脑阅读时往往长时间的保持一个姿势，观看角度一般固定于一个方向，这容易引起视疲劳和其它眼部疾病；而长时间的保持一个姿势容易引起颈椎病，肩周炎等。据统计，90％以上的白领人群或轻或重的患有颈椎病，究其原因，最主要就是因为长时间、单一的固定姿势。而目前常规的显示器是固定不动的，这导致了人的视线长时间的固定于一个角度，因此，在用电脑阅读或是操作电脑的时候只能保持一个姿势。随着人们对久坐白领易患颈椎病等问题的重视，有的研发机构研发出了能够上下移动的电脑显示器支架，但是，能够上下移动的电脑显示器支架依旧存在如下问题：

1、不能做到精确控制上升和下降的距离，不能调整上升和下降的速度；

2、不能精确控制上升、下降及停止的时间；

3、不能连续动作。

例如中国实用新型专利201520204399.5公开了一种全自动调节显示器高度的底座升降机，包括步进电机、滑台、控制箱、固定底板、连接板和显示器固定架，所述步进电机通过联轴器与滑台连接，滑台底端垂直固定在固定底板上；所述滑台上设有滑块，该滑块上安装连接板，该连接板通过显示器固定架与显示器连接；所述控制箱与步进电机连接，该控制箱内设有电源、驱动器和控制器，控制器通过驱动器与步进电机连接，控制器和驱动器与电源连接；该全自动调节显示器高度的升降机通过控制器控制步进电机，从而控制显示器的升降，不需要手动操作，自动化程度高，具有定时定位调节功能，有效的保护了使用者的身体，并减轻了对长时间使用者的疲劳程度。虽然，公开的实用新型专利能够做到自动控制上升和下降，但是不能够精确的控制上升和下降的距离，不能调整上升和下降的速度；也不能控制上升、下降及停止的时间；不能连续动作。

发明内容

为了克服现有的自动升降电脑显示器支架的不足，本发明提供一种自动升降电脑显示器支架。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种自动升降电脑显示器支架，包括支撑部、升降装置、控制部和供电部；所述升降装置设置在支撑部中，所述控制部包括位置检测电路和控制升降装置升降的单片机；所述位置检测电路与单片机连接；所述供电部与控制部和升降装置连接；所述位置检测电路包括1个U型电阻和2个位置传感弹针，所述U型电阻固定在支撑部上，所述位置传感弹针固定在升降装置上，2个位置传感弹针相连通并可移动的连接于U型电阻的两端。

所述单片机是通过输出2个电平信号到H桥式驱动电路，H桥式驱动电路通过控制电机的正反转来控制升降装置的升降。

进一步地，所述升降装置包括蜗轮蜗杆电机、主动轮、拉绳、从动轮、滑动轨道和显示器固定滑车；所述主动轮固定在蜗轮蜗杆电机的输出转动轴上，拉绳一端固定在主动轮上，另一端绕过从动轮与显示器固定滑车固定连接；所述从动轮可转动的固定在支撑部上部；所述滑动轨道固定在支撑部上；所述单片机连接于蜗轮蜗杆电机。

进一步地，还能够将拉绳更换为链条。

通过改变蜗轮蜗杆的传动比来改变蜗轮蜗杆电机的输出转速，进而改变显示器固定滑车上升和下降的速度。

进一步地，所述升降装置为丝杠升降装置，所述丝杠升降装置包括蜗轮蜗杆电机、带有螺纹的丝杆、带有螺纹孔的导轨、滑动轨道和显示器固定滑车，所述丝杆固定于蜗轮蜗杆电机的输出转动轴上；所述丝杆与导轨的螺纹孔配合；所述导轨可移动的固定在滑动轨道上；所述显示器固定滑车固定在导轨上；所述单片机连接于蜗轮蜗杆电机。

转动轴转动驱动丝杆转动，丝杆驱动导轨上下移动。

进一步地，所述支撑部包括主框架和基座，所述主框架固定在基座上。

进一步地，所述单片机还包括H桥式驱动电路；所述位置检测电路通过H桥式驱动电路与单片机连接。

进一步地，所述自动升降电脑显示器支架还包括人体运动传感器；所述人体运动传感器连接于单片机。

进一步地，所述自动升降电脑显示器支架还包括温湿传感器；所述温湿传感器连接于单片机。

进一步地，所述自动升降电脑显示器支架还包括显示屏，所述显示屏连接于单片机。

进一步地，所述单片机能够控制蜗轮蜗杆电机的正反转。

单片机通过2个输出的电平信号到H桥式驱动电路，2个输出电平信号的组合确定了H桥式驱动电路驱动电机的电压极性，从而控制电机的正反转。其控制逻辑关系如表1所示：

IA	IB	OA	OB
				H	L	H	L
L	H	L	H
				L	L	L(刹车)	L(刹车)
H	H	Z(高阻)	Z(高阻)

表1

代号解释：

IA是控制输入信号A路，是来源于CPU的控制信号，提供的是高电平或低电平；

IB是控制输入信号B路，是来源于CPU的控制信号，提供的是高电平或低电平；

OA是驱动输出A路，输出VCC或GND或高电阻到被驱动的电机的一个电极；

OB是驱动输出B路，输出VCC或GND或高电阻到被驱动的电机的一个电极；

H表示高电平，电平值最高为VCC；

L表示低电平，电平值为GND，即0电平；

Z表示高电阻，无电平输出的悬空状态。

进一步地，所述显示器固定滑车可移动的固定在滑动轨道上。

与现有技术相比，本发明的优越效果在于：

本发明所述的自动升降电脑显示器支架，采用单片机及位置检测电路控制升降过程，能够精确控制上升和下降的距离，能够精确控制上升、下降和停止的时间，通过改变蜗轮蜗杆的传动比能够精确改变上升或下降的速度。

位置检测电路是将运行距离均匀等分成60个采样点，通过单片机的AD转换电路将物理的位置转换成电信号即位置数据，单片机根据采样到的数据判定升降的位置、控制电机的正反向旋转、及改变运行的速度。

附图说明

图1为本发明所述的自动升降电脑显示器支架实施例1的结构示意图；

图2为本发明所述的自动升降电脑显示器支架实施例2的结构示意图；

图3为本发明所述的位置检测电路的原理示意图；

图4为本发明所述的H桥驱动式电路的原理示意图；

图5为本发明所述的控制部的电路控制原理图。

附图标记如下：

1-基座、2-蜗轮蜗杆电机、3-拉绳、4-滑动轨道、5-显示器固定滑车、6-从动轮、7-主框架、8-主动轮、9-单片机、10-位置传感弹针、11-位置检测电路、12-丝杆、13-导轨、14-U型电阻。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。

实施例1

如附图1所示，本发明所述自动升降电脑显示器支架，包括支撑部、升降装置、控制部和供电部；所述升降装置设置在支撑部中，所述控制部包括位置检测电路11和控制升降装置升降的单片机9；所述位置检测电路11与单片机9连接；所述供电部与控制部和升降装置连接；所述位置检测电路11包括1个U型电阻14和2个位置传感弹针10，所述U型电阻14固定在支撑部上，所述位置传感弹针10固定在升降装置上，2个位置传感弹针10相连通并可移动的连接于U型电阻14的两端。

所述升降装置包括蜗轮蜗杆电机2、主动轮8、拉绳3、从动轮6、滑动轨道4和显示器固定滑车5；所述主动轮8固定在蜗轮蜗杆电机2的输出转动轴上，拉绳3一端固定在主动轮8上，另一端绕过从动轮6与显示器固定滑车5固定连接；所述从动轮6可转动的固定在支撑部上部；所述滑动轨道4固定在支撑部上；所述单片机9连接于蜗轮蜗杆电机2。

所述支撑部包括主框架7和基座1，所述主框架7固定在基座1上。

所述单片机9还包括H桥式驱动电路；所述位置检测电路通过H桥式驱动电路与单片机9连接。

所述单片机9能够控制蜗轮蜗杆电机2的正反转。

所述显示器固定滑车5可移动的固定在滑动轨道4上。

如附图3所示，所述位置检测电路11包括1个U型电阻14和2个位置传感弹针10，所述U型电阻14固定在支撑部上，所述位置传感弹针10固定在升降装置上，2个位置传感弹针10相连并可移动的连接于U型电阻14的两端；通过2个位置传感弹针10上下移动，调整A和B之间的电阻值及电位。

如附图4所示，H桥驱动式电路接收单片机9发送的2个电平信号，2个电平信号的组合确定了H桥式驱动电路驱动电机的电压极性，从而控制电机的正反转。

如附图5所示，AC-DC电源的功能为：把输入的交流220V市电转换成电路所需要的低压直流电源，为电路各模块供应电力；AC-DC电源即为供电部；

电子开关电路通过按下机械“开关”，接通了单片机9电源，启动处理器内部程序，程序判断是刚加电，将输出一个信号保持电源一直处于接通状态，即维持在开机状态，此时放开按下的“开关”电路仍然处于工作状态；

触摸按键接口是将人体静电感应转换为按键信号的处理接口，用于接收“上”“下”两个按键的信号，并传送到单片机9。处理器内部程序将根据当前工作状态来实时处理“上”“下”键事件；

人体运动传感器采用多普勒原理探测是否有在活动的人。在设定的时间范围内如果没有检测到活动的目标就会输出一个信号给单片机9，处理器内部程序将根据当前工作状态来实时处理这个信号；

位置传感器通过采用电阻分压原理把显示器固定滑车上下运动的行程分成60个位置点，并将位置信息传送给单片机，处理器内部程序将根据当前工作状态来实时处理这个些位置信息，所述位置传感器即为位置检测电路11；

温湿度传感器能够探测当前环境的温度和湿度值并传送给单片机9，处理器内部程序将其以数字形式显示到显示屏上；

电机驱动接口是由功率MOS管构成的H桥式驱动电路，通过单片机9发送的信号，能够控制电机的启动、停止和正转、反转。处理器内部程序将根据当前工作状态来控制电机的工作状态；

显示屏能够显示当前的工作状态；温度、湿度数据；喝水、站立、久坐等提醒信息；

蜂鸣器通过单片机9内部的程序控制鸣响的规则，用于提示设备的工作状态；

上述处理器为单片机9的信息处理单元；

单片机9通过采集传感器的数据，显示各种工作状态到显示屏上，并驱动电机转动完成设备所预定的功能。

实施例2

如附图2所示，本发明所述升降装置为丝杠升降装置，所述丝杠升降装置包括蜗轮蜗杆电机2、带有螺纹的丝杆12、带有螺纹孔的导轨13、滑动轨道4和显示器固定滑车5，所述丝杆12固定于蜗轮蜗杆电机2的输出转动轴上；所述丝杆12与导轨13螺纹孔配合；所述导轨13可移动的固定在滑动轨道4上；所述显示器固定滑车5固定在导轨13上；所述单片机9连接于蜗轮蜗杆电机2。本实施例只有升降装置与实施例1有区别，除此之外，其他结构与实施例1中相同。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种自动升降电脑显示器支架，包括支撑部、升降装置、控制部和供电部；所述升降装置设置在支撑部中，其特征在于，所述控制部包括位置检测电路和控制升降装置升降的单片机；所述位置检测电路与单片机连接；所述供电部与控制部和升降装置连接；所述位置检测电路包括1个U型电阻和2个位置传感弹针，所述U型电阻固定在支撑部上，所述位置传感弹针固定在升降装置上，2个位置传感弹针相连通并可移动的连接于U型电阻的两端。

2.根据权利要求1所述的自动升降电脑显示器支架，其特征在于，所述升降装置包括蜗轮蜗杆电机、主动轮、拉绳、从动轮、滑动轨道和显示器固定滑车；所述主动轮固定在蜗轮蜗杆电机的输出转动轴上，拉绳一端固定在主动轮上，另一端绕过从动轮与显示器固定滑车固定连接；所述从动轮可转动的固定在支撑部上部；所述滑动轨道固定在支撑部上；所述单片机连接于蜗轮蜗杆电机。

3.根据权利要求1所述的自动升降电脑显示器支架，其特征在于，所述升降装置为丝杠升降装置，所述丝杠升降装置包括蜗轮蜗杆电机、带有螺纹的丝杆、带有螺纹孔的导轨、滑动轨道和显示器固定滑车，所述丝杆固定于蜗轮蜗杆电机的输出转动轴；所述丝杆与导轨的螺纹孔配合；所述导轨可移动的固定在滑动轨道上；所述显示器固定滑车固定在导轨上；所述单片机连接于蜗轮蜗杆电机。

4.根据权利要求1所述的自动升降电脑显示器支架，其特征在于，所述支撑部包括主框架和基座，所述主框架固定在基座上。

5.根据权利要求1所述的自动升降电脑显示器支架，其特征在于，所述单片机还包括H桥式驱动电路；所述位置检测电路通过H桥式驱动电路与单片机连接。

6.根据权利要求2所述的自动升降电脑显示器支架，其特征在于，所述显示器固定滑车可移动的固定在滑动轨道上。

7.根据权利要求2或3所述的自动升降电脑显示器支架，其特征在于，所述单片机能够控制蜗轮蜗杆电机的正反转。

8.根据权利要求1-6任一项所述的自动升降电脑显示器支架，其特征在于，所述自动升降电脑显示器支架还包括人体运动传感器；所述人体运动传感器连接于单片机。

9.根据权利要求8所述的自动升降电脑显示器支架，其特征在于，所述自动升降电脑显示器支架还包括温湿传感器；所述温湿传感器连接于单片机。

10.根据权利要求9所述的自动升降电脑显示器支架，其特征在于，所述自动升降电脑显示器支架还包括显示屏，所述显示屏连接于单片机。