CN109915706A - 计算机显示器支架及支架的角度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了计算机显示器支架及支架的角度控制方法，涉及计算机技术领域，支架包括底座、立杆、支杆和水平转杆，立杆固定安装在底座的顶面，支杆转动安装在立杆上，水平转杆转动安装在支杆上，水平转杆上具有用于安装显示器的安装架，底座内部具有控制板和底部控制电机，底部控制电机控制支杆的转动状态，支杆上安装有顶部控制电机，用以控制水平转杆的转动状态，底座外表面上具有摄像头，控制板上具有微处理器，当处于自动控制模式下时，摄像头采集图像，微处理器根据图像中人脸的信息确定显示器的转动量数据，进而进行相应控制，使显示器能够时刻正对人脸，本发明能够实时进行自动控制，省去用户手动控制的麻烦，具有很高的应用价值。

Description

计算机显示器支架及支架的角度控制方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及计算机显示器支架及支架的角度控制方法。

背景技术

计算机是目前现代化办公、工业控制等各个行业都广泛应用的设备，其体积小巧但是计算能力强大，是信息化时代的最重要成果，对计算机的合理利用能够对使用者起到非常大的帮助。

一般来说，计算机都会辅以显示器使用，计算机处理的结果展示在显示器的图形用户界面(GUI)上，用户可以进行针对性的操作或者得到想要的信息。显示器大多数都是以显示面板安装在外壳模组的形式出现，同时会将外壳模组安装在支架上，以使显示面板能够正对使用者。支架除了支撑作用外，还起到调节角度的作用，使同一个显示器能够适应不同使用者的需求。

但是，目前显示器的角度都是用户手动控制的，一般都是在显示器的转轴处设计适当的阻尼，用户用手转动即可改变显示器的朝向。显然这种方式显得很笨重，如果阻尼设计不合适，则往往会发生起不到支撑作用或者力气较小的用户无法转动的情况，提升了使用难度。

发明内容

本发明实施例提供了计算机显示器支架及支架的角度控制方法，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了计算机显示器支架，包括底座、立杆、支杆和水平转杆，所述底座为空心壳体，其外顶面上固定安装有所述立杆，所述底座外侧面上安装有摄像头和多个按键，该些按键包括模式选择键，该模式选择键包括自动控制模式按键，所述摄像头安装在所述底座的前侧面上，所述底座的内部安装有底部控制电机和控制板，所述控制板上具有微处理器；

所述立杆内部套接有竖向转杆，所述竖向转杆的底端安装有底部从动齿轮，所述底部控制电机的驱动轴上安装有底部驱动齿轮，所述底部驱动齿轮驱动所述底部从动齿轮转动，以带动所述竖向转杆转动；

所述立杆在朝向所述底座的前侧面的侧面上开设有至少一个通孔，所述支杆一端插入所述通孔中并与所述竖向转杆固定连接，所述通孔的宽度大于所述支杆的宽度；所述支杆在背对所述立杆的一端固定安装有水平的水平套杆，所述水平转杆转动套接在所述水平套杆内部，所述水平套杆上安装有控制盒，所述控制盒内部安装有顶部控制电机，所述顶部控制电机的驱动轴上安装有顶部驱动齿轮，所述水平转杆套接在所述水平套杆内部的部分上安装有顶部从动齿轮，所述顶部驱动齿轮驱动所述顶部从动齿轮转动；

所述水平转杆上安装有用于安装显示器的安装架，所述摄像头、模式选择键、底部控制电机和顶部控制电机均与所述微处理器电连接。

本发明实施例还提供了计算机显示器支架的角度控制方法，该方法包括：

微处理器实时检测自动控制模式按键的按下状态，如果所述自动控制模式按键被按下，则启动摄像头采集图像，所述微处理器根据采集的图像确定水平方向和竖直方向上的转动量数据，进而对底部控制电机和顶部控制电机进行控制。

本发明提供的计算机显示器支架及支架的角度控制方法，支架包括底座、立杆、支杆和水平转杆，立杆固定安装在底座的顶面，支杆转动安装在立杆上，水平转杆转动安装在支杆上，水平转杆上具有用于安装显示器的安装架，底座内部具有控制板和底部控制电机，底部控制电机控制支杆的转动状态，支杆上安装有顶部控制电机，用以控制水平转杆的转动状态，底座外表面上具有摄像头，控制板上具有微处理器，当处于自动控制模式下时，摄像头采集图像，微处理器根据图像中人脸的信息确定显示器的转动量数据，以控制底部控制电机和顶部控制电机的转动状态，使显示器能够时刻正对人脸，本发明的支架和方法能够实时进行自动控制，省去用户手动控制的麻烦，具有很高的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的计算机显示器支架的结构示意图；

图2为图1中底座内部的纵向切面结构示意图；

图3为图1中控制盒和水平套杆内部的纵向切面结构示意图；

图4为图1中水平套杆的横向结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明实施例中提供了计算机显示器支架，包括底座100、立杆200、支杆300和水平转杆400，所述底座100为空心壳体，其外顶面上固定安装有所述立杆200，所述支杆300转动连接在所述立杆200上，所述水平转杆400转动安装在所述支杆300的末端。在本实施例中，所述立杆200倾斜固定在所述底座100上，具体所述立杆200可以朝向所述底座100的后侧面。所述支杆300倾斜安装在所述立杆200上，具体所述支杆300可以朝向所述底座100的前侧面，这种倾斜安装的方式可以使显示器安装时尽量处于底座100的正上方，以提高稳定程度。当然所述立杆200也可设置为竖直状态。

一并参照图2，所述底座100外侧面上安装有摄像头110和多个按键，该些按键包括电源键120、模式选择键130和方向控制键140，所述摄像头110安装在所述底座100的前侧面上，所述按键可以是虚拟触摸按键，也可以是实体机械按键。所述底座100的内部安装有底部控制电机150和控制板160，所述控制板160上具有存储器、微处理器和电源电路，所述存储器内部存储有软件控制程序，所述微处理器与所述摄像头110、按键和底部控制电机150电连接所述电源电路将接入的电源进行电压转换后提供给各个电子器件。

所述立杆200内部套接有竖向转杆210，所述竖向转杆210的直径与所述立杆200的内径相当，因此能够在所述立杆200内部转动。所述竖向转杆210的底端安装有底部从动齿轮211，所述底部控制电机150的驱动轴上安装有底部驱动齿轮151，所述底部驱动齿轮151驱动所述底部从动齿轮211转动，以带动所述竖向转杆210转动。具体的驱动方式可以是底部驱动齿轮151直接与底部从动齿轮211啮合，但是考虑到电机的转速较快，而竖向转杆210的转动角度有限，因此可以通过一系列减速齿轮组来减缓所述底部控制电机150的转速，进而使所述竖向转杆210能够缓慢转动。

所述立杆200在朝向所述底座100的前侧面的侧面上开设有至少一个通孔，所述支杆300一端插入所述通孔中并与所述竖向转杆210固定连接，所述通孔的宽度大于所述支杆300的宽度，而高度相当，因此在所述竖向转杆210的带动下，所述支杆300能够在通孔内左右转动，而不能上下移动。本实施例中，为了加强所述支杆300的支撑作用，所述通孔的数量为两个，因此所述支杆300的数量也为两个，两个所述支杆300在背对所述竖向转杆210的一端连接在一起。

一并参照图3和图4，所述支杆300在背对所述立杆200的一端固定安装有水平的水平套杆310，所述水平转杆400套接在所述水平套杆310内部，并能够在所述水平套杆310内转动。所述水平套杆310上安装有空心的控制盒320，所述控制盒320内部安装有顶部控制电机321，所述顶部控制电机321的驱动轴上安装有顶部驱动齿轮322。本实施例中，所述控制盒320的安装位置位于所述支杆300上在与水平套杆310的连接处，当然所述控制盒320的安装位置可以调整，以不影响显示器的转动。

所述水平转杆400套接在所述水平套杆310内部的部分上安装有顶部从动齿轮410，为了避免所述顶部从动齿轮410在转动过程中与所述水平套杆310产生摩擦，所述水平转杆400位于所述水平套杆310内部的部分直径缩小，所述顶部从动齿轮410即安装在该直径缩小段上，且顶部从动齿轮410的外径也小于所述水平套杆310的内径。

所述水平套杆310在与所述控制盒320接触的位置具有开口，所述顶部控制电机321上的顶部驱动齿轮322穿过该开口驱动所述顶部从动齿轮410转动，以带动所述水平转杆400转动。基于相同的原因，所述水平转杆400的转动速度比较小，本实施例中所述顶部驱动齿轮322通过减速齿轮组减缓所述顶部控制电机321输出的转速。所述减速齿轮组包括第一减速齿轮323和第二减速齿轮324，这两个减速齿轮同轴设置，且第一减速齿轮323的齿数大于顶部驱动齿轮322的齿数以及第二减速齿轮324的齿数，所述顶部从动齿轮410的齿数大于第二减速齿轮324的齿数，所述顶部驱动齿轮322与第一减速齿轮323啮合，第二减速齿轮324与顶部从动齿轮410啮合，通过合理的齿数比搭配即可达到所需要的减速要求。

为了避免所述水平转杆400在水平套杆310内部产生轴向滑动，所述水平转杆400在位于所述水平套杆310两端的侧面上分别具有突出的限位环420，所述限位环420紧贴水平套杆310的两端面，以将水平转杆400限定在水平套管310上。

所述水平转杆400上安装有用于安装显示器的安装架500，所述安装架500可以通过卡扣、螺栓或者磁吸等方式将显示器安装在其上，本发明实施例不做详细说明。同时，所述水平转杆400与水平套杆310接触的面上具有一定阻尼，使所述水平转杆400能够随时稳定保持在当前转动状态。

所述摄像头110、电源键120、模式选择键130、方向控制键140、底部控制电机150和顶部控制电机321均与所述控制板160上的微处理器电连接，以根据外部输入的数据来控制显示器的转动角度。

下面，对本发明的支架的工作过程进行说明，该工作过程即为本发明所说的支架的角度控制方法：

当电源键120被按下后，控制板上电工作，微处理器判断底部控制电机150和顶部控制电机321的当前转动角度，如果两个电机的转动角度没有处于初始状态，则控制底部控制电机150和顶部控制电机321转动至初始状态，初始状态下支杆300正对底座100的前侧面，而安装架500位于竖直平面内；

微处理器实时检测模式选择键130的按下状态，本实施例中模式选择键130的数量为两个，分别为手动控制模式和自动控制模式，如果这两个模式选择键130都没有被按下，则处在待机状态，如果其中的任何一个模式选择按键130被按下，则根据按下的按键执行相应的控制：

如果手动控制模式按键被按下，则实时检测方向控制键140的按下状态，方向控制键140的数量为四个，分别为上、下、左、右四个方向，其中上、下方向控制键用来调整顶部控制电机321的转动状态，而左、右方向控制键则用来调整底部控制电机150的转动状态，当其中任何一个方向控制键被按下后，微处理器根据按键被按下的时长控制相应的电机转动，以手动调整显示器的角度，如果没有任何方向控制键被按下，则处于待机状态；

如果自动控制模式按键被按下，则启动摄像头110采集图像，由微处理器根据采集的图像确定用户的身体朝向，进而对底部控制电机150和顶部控制电机321进行控制，使显示器始终朝向用户的脸部。

具体的控制过程如下：首先根据采集的图像判断当前是否有用户位于显示器前方，如果图像中存在人脸，则认为有用户位于显示器前方；

在确定存在用户后，根据图像中人脸的数量确定用户的数量，根据用户的数量采用不同的控制方式：如果用户数量为一个，则确定用户脸部图像中眼睛的图像，计算两个眼睛图像的中心，调取存储器中存储的软件控制程序，建立图像坐标系，该图像坐标系的原点即为图像中心，确定眼睛图像的中心在图像坐标系中的坐标，将坐标系原点到眼睛图像中心的向量作为转动向量，转动向量分解为水平和竖直方向的转动量数据后，微处理器根据该转动量数据分别控制底部驱动电机150和顶部驱动电机321的转动状态，使显示器转动至朝向用户脸部的状态；

如果用户的数量为多个，则分别确定每个用户的眼睛图像的中心，然后根据多个眼睛图像的中心计算总的眼睛图像中心，再根据上述方法控制电机的转动状态。

在本实施例中，所述摄像头110可以实现一定角度范围内的转动，且能够保持与显示器同步的转动，使摄像头110能够时刻保持与显示器相同的朝向，达到实时动态追踪和控制的效果。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.计算机显示器支架，其特征在于，包括底座、立杆、支杆和水平转杆，所述底座为空心壳体，其外顶面上固定安装有所述立杆，所述底座外侧面上安装有摄像头和多个按键，该些按键包括模式选择键，该模式选择键包括自动控制模式按键，所述摄像头安装在所述底座的前侧面上，所述底座的内部安装有底部控制电机和控制板，所述控制板上具有微处理器；

所述立杆内部套接有竖向转杆，所述竖向转杆的底端安装有底部从动齿轮，所述底部控制电机的驱动轴上安装有底部驱动齿轮，所述底部驱动齿轮驱动所述底部从动齿轮转动，以带动所述竖向转杆转动；

所述立杆在朝向所述底座的前侧面的侧面上开设有至少一个通孔，所述支杆一端插入所述通孔中并与所述竖向转杆固定连接，所述通孔的宽度大于所述支杆的宽度；所述支杆在背对所述立杆的一端固定安装有水平的水平套杆，所述水平转杆转动套接在所述水平套杆内部，所述水平套杆上安装有控制盒，所述控制盒内部安装有顶部控制电机，所述顶部控制电机的驱动轴上安装有顶部驱动齿轮，所述水平转杆套接在所述水平套杆内部的部分上安装有顶部从动齿轮，所述顶部驱动齿轮驱动所述顶部从动齿轮转动；

所述水平转杆上安装有用于安装显示器的安装架，所述摄像头、模式选择键、底部控制电机和顶部控制电机均与所述微处理器电连接。

2.如权利要求1所述的计算机显示器支架，其特征在于，所述按键还包括电源键和方向控制键，所述电源键和方向控制键均与所述微处理器电连接。

3.如权利要求1所述的计算机显示器支架，其特征在于，所述顶部驱动齿轮通过减速齿轮组驱动所述顶部从动齿轮转动。

4.如权利要求3所述的计算机显示器支架，其特征在于，所述减速齿轮组包括第一减速齿轮和第二减速齿轮，所述第一减速齿轮和第二减速齿轮同轴设置，且第一减速齿轮的齿数大于顶部驱动齿轮的齿数以及第二减速齿轮的齿数，所述顶部从动齿轮的齿数大于第二减速齿轮的齿数，所述顶部驱动齿轮与第一减速齿轮啮合，第二减速齿轮与顶部从动齿轮啮合。

5.如权利要求1所述的计算机显示器支架，其特征在于，所述水平转杆在位于所述水平套杆两端的侧面上分别具有突出的限位环，所述限位环紧贴水平套杆的两端面。

6.对权利要求1-5任一项所述的计算机显示器支架的角度控制方法，其特征在于，该方法包括：

微处理器实时检测自动控制模式按键的按下状态，如果所述自动控制模式按键被按下，则启动摄像头采集图像，所述微处理器根据采集的图像确定水平方向和竖直方向上的转动量数据，进而对底部控制电机和顶部控制电机进行控制。

7.如权利要求6所述的角度控制方法，其特征在于，根据采集的图像判断当前是否有用户位于显示器前方，如果存在用户，根据图像中人脸的数量确定用户的数量，如果用户数量为一个，确定用户脸部图像中眼睛的图像，计算两个眼睛图像的中心，建立图像坐标系，该图像坐标系的原点即为图像中心，确定眼睛图像的中心在图像坐标系中的坐标，将坐标系原点到眼睛图像中心的向量作为转动向量，转动向量分解为水平和竖直方向的转动量数据后，所述微处理器根据该转动量数据分别控制底部驱动电机和顶部驱动电机的转动状态。

8.如权利要求7所述的角度控制方法，其特征在于，如果用户的数量为多个，分别确定每个用户的眼睛图像的中心，然后根据多个眼睛图像的中心计算总的眼睛图像中心，建立图像坐标系，该图像坐标系的原点即为图像中心，确定总的眼睛图像中心在图像坐标系中的坐标，将坐标系原点到总的眼睛图像中心的向量作为转动向量，转动向量分解为水平和竖直方向的转动量数据后，所述微处理器根据该转动量数据分别控制底部驱动电机和顶部驱动电机的转动状态。

9.如权利要求6所述的角度控制方法，其特征在于，当电源键被按下后，控制板上电工作，所述微处理器判断底部控制电机和顶部控制电机的当前转动角度，如果两个电机的转动角度没有处于初始状态，则控制底部控制电机和顶部控制电机转动至初始状态。

10.如权利要求6所述的角度控制方法，其特征在于，控制模式选择键还包括手动控制模式按键，如果所述手动控制模式按键被按下，所述微处理器实时检测方向控制键的按下状态，当其中任何一个方向控制键被按下后，所述微处理器根据按键被按下的时长控制底部驱动电机或顶部驱动电机转动。