CN113175593A - 一种升降式360度旋转投影仪及其控制方法 - Google Patents

一种升降式360度旋转投影仪及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种升降式360度旋转投影仪及其控制方法，投影仪包括投影仪本体、机箱、升降机构、旋转机构。所述投影仪本体上部通过固定支架与升降机构连接，所述升降机构包括电动推杆，所述电动推杆的伸缩部与固定支架连接，伸缩部带动投影仪本体升降，所述电动推杆的固定部位于机箱内，所述固定部由旋转机构驱动旋转。所述旋转机构位于机箱内，包括齿形轮、旋转轴承、伺服电机、旋转编码器，所述电动推杆的固定部、伺服电机的输出轴、旋转编码器的旋转机构上安装有齿形轮，通过齿形皮带连接，所述驱动电机带动电动推杆的固定部旋转，旋转编码器判定旋转方向是否到位。所述电动推杆的固定部插接在旋转轴承内。本发明可做到精准投影任意方向。

Description

一种升降式360度旋转投影仪及其控制方法
技术领域
本发明属于办公自动化领域，具体涉及一种升降式360度旋转投影仪及其控制方法。
背景技术
投影仪，又称投影机，是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所。
近年来，随着对设备智能化、小型化的要求越来越高。针对初始固定高度，采用直接悬挂式的投影设备的缺点。市场上陆续开发出高度可调节式的投影设备，如铰链式结构的投影仪，采用两侧可伸缩铰链，将投影仪的固定上板予以受力。防止悬挂的投影仪在上下移动过程中的晃动。位于中部的两根皮带，通过电机的正反转动来实现投影仪的上下运动。这种结构，初步实现了投影仪的投影高度的调整。
但是，这种结构的投影仪结构复杂，设备整体尺寸较大，外观性、高度可控性比较差；且只具备了高度可调的功能，尚未实现投影仪的投影方向的可旋转性。
中国发明专利CN 105974723 A公开了一种旋转式升降投影仪底座，解决对不准屏幕的问题。但是其只公开了旋转式升降投影仪底座由固定在天花板的杆，投影仪外框，旋转地盘和升降柱组成，将投影仪放在旋转底盘上，当投影仪倾斜时，可以旋转旋转地盘调整角度，同时旋转地盘下方设置有升降柱来升高和降低。
CN110715144A一种带有旋转支架的智能投影仪公开一种可实现对智能投影仪的多方位的转动调节，以便于人员在地势不平稳或投影需求特殊的环境下使用，提高投影工作使用的便利性的投影仪。
CN109099274A一种多媒体教学用便携式投影仪旋转装置，公开一种通过第一手轮转动螺纹杆，螺纹杆转动时通过螺纹套筒及连接杆的作用对投影仪本体进行调节，从而实现投影仪本体的旋转，调节方便，且调节后的稳定性高，不使用时可直接将活动板收回贴合主支架，不占空间，携带方便的投影仪旋转装置。
以上三种旋转式投影仪，以投影仪镜头与投影幕布的法向连线为X轴的话，均是沿Y轴旋转，并进行细微角度的调整。但是对于开放式办公环境，即同一空间内的不同方向的投影需求，沿Z轴360度的旋转，并未公开相应连接结构、控制策略。为了满足这类需求，亟待设计一款升降式360度旋转投影仪，并确定其控制方法。
发明内容
针对现有技术所存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是现有的投影设备升降控制不稳定，不可自由调整投影方向。
为了实现上述目的，本发明提供一种升降式360度旋转投影仪及其控制方法，包括投影仪本体、机箱、升降机构、旋转机构，
所述投影仪本体上部通过固定支架与升降机构连接，
所述升降机构包括电动推杆，所述电动推杆的伸缩部与固定支架连接，伸缩部带动投影仪本体升降，所述电动推杆的固定部位于机箱内，所述固定部由旋转机构驱动旋转，所述电动推杆为竹节式可伸缩结构；
所述旋转机构位于机箱内，包括齿形轮、旋转轴承、伺服电机、旋转编码器，所述电动推杆的固定部、伺服电机的输出轴、旋转编码器的旋转机构上安装有齿形轮，三个齿形轮通过齿形皮带连接，所述驱动电机带动电动推杆的固定部旋转，旋转编码器判定旋转方向是否到位，
所述电动推杆的固定部插接在旋转轴承内，旋转轴承外圈固定。
进一步地，所述投影仪本体上表面设置有控制按钮。
进一步地，所述固定支架包括底盘和三个或四个连接片，所述连接片为长条形弯边，底部与投影仪本体固定，顶部与底盘固定，所述底盘与电动推杆的底部可拆卸地连接。
进一步地，所述机箱采用不锈钢材质，侧壁设置有维护门、散热缺口、透明视窗。
相应地，公开一种升降式360度旋转投影仪的控制方法，包括升降操作与旋转操作，
升降操作包括以下步骤：
S1.根据当前投影位置，判断投影仪本体1与所需投影高度的差值以及升降方向，决定上升还是下降，
S2.持续按压遥控器上的上升按钮或下降按钮，PLC控制模块产生控制信号，控制信号驱动电动推杆运行，
S3.电动机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母，把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作，
S4.电动推杆3的伸缩部多节伸展，从而上升，或收缩，从而下降；
S5.伸缩部带动固定支架，从而带动投影仪本体1上升或下降；
旋转操作包括以下步骤：
X1.根据当前投影位置，判断投影仪本体1的镜头与所需投影方位的旋转差值，并根据最短调整时间法则判断采用顺时针旋转，还是逆时针方向，
X2.持续按压遥控器上的顺时针按钮或逆时针按钮，PLC控制模块产生控制信号，控制信号驱动伺服电机运行，
X3.齿形轮5有三个，分别安装在电动推杆7固定部、伺服电机8输出轴和旋转编码器9旋转部上，伺服电机8的输出轴带动齿形轮5正转或反转，齿形轮5驱动齿形皮带4转动，带动与电动推杆4的固定部固连的齿形轮5，从而带动电动推杆4旋转，继而带动投影仪本体1正转或反转，
X4.当所需投影的多个位置的差值为固定角度，如45度、90度、180度，需要转动固定角度时，按动遥控器上的+45度、+90度、+180度按钮，或者-45度、-90度、-180度按钮，其中+为逆时针方向，-为顺时针方向，
X5.投影仪本体1依照X3步骤的控制策略转动，旋转编码器9的旋转部经由齿形轮5带动，旋转编码器9将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出，进行编码计数，判定旋转角度是否到位。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的升降式360度旋转投影仪及其控制方法，升降控制更稳定，更精确；
2、本发明可以实现投影仪360度沿Z轴旋转，成功解决了投影仪投影方向的可选择性，对当所需投影的多个位置的差值为固定角度时的使用场景进行设计，增加了多种固定角度按钮，一键切换，无需一直按压；
3、本发明结构简单、外型美观、高度控制精准。针对单一空间内的任意方向，均可做到精准投影。
附图说明
图1为本发明所述的升降式360度旋转投影仪及其控制方法的正视剖视示意图；
图2为本发明所述的升降式360度旋转投影仪及其控制方法去掉机箱后的俯视示意图。
图中：1、投影仪本体；2、固定支架；3、电动推杆；4、齿形皮带；5、齿形轮；6、旋转轴承；7、机箱；8、伺服电机；9、旋转编码器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
如图1所示，一种升降式360度旋转投影仪及其控制方法，包括投影仪本体1、机箱7、升降机构、旋转机构，
所述投影仪本体1上部通过固定支架2与升降机构连接，
所述升降机构包括电动推杆3，所述电动推杆3的伸缩部与固定支架2连接，伸缩部带动投影仪本体1升降，所述电动推杆3的固定部位于机箱7内，所述固定部由旋转机构驱动旋转，
如图2所示所述旋转机构位于机箱7内，包括齿形轮5、旋转轴承6、伺服电机8、旋转编码器9，所述电动推杆3的固定部、伺服电机8的输出轴、旋转编码器9的旋转机构上安装有齿形轮5，三个齿形轮5通过齿形皮带4连接，所述驱动电机带动电动推杆3的固定部旋转，旋转编码器9判定旋转方向是否到位，
所述电动推杆3的固定部插接在旋转轴承6内，旋转轴承6外圈固定。
在实际应用中，所述投影仪本体1上表面设置有控制按钮。
在实际应用中，所述固定支架2包括底盘和三个或四个连接片，所述连接片为长条形弯边，底部与投影仪本体1固定，顶部与底盘固定，所述底盘与电动推杆3的底部可拆卸地连接。
在实际应用中，所述机箱7采用不锈钢材质，侧壁设置有维护门、散热缺口、透明视窗。
相应地，公开一种升降式360度旋转投影仪的控制方法，包括升降操作与旋转操作，
升降操作包括以下步骤：
S1.根据当前投影位置，判断投影仪本体1与所需投影高度的差值以及升降方向，决定上升还是下降，
S2.持续按压遥控器上的上升按钮或下降按钮，PLC控制模块产生控制信号，控制信号驱动电动推杆运行，
S3.电动机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母，把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作，
S4.电动推杆3的伸缩部多节伸展，从而上升，或收缩，从而下降；
S5.伸缩部带动固定支架，从而带动投影仪本体1上升或下降；
旋转操作包括以下步骤：
X1.根据当前投影位置，判断投影仪本体1的镜头与所需投影方位的旋转差值，并根据最短调整时间法则判断采用顺时针旋转，还是逆时针方向，
X2.持续按压遥控器上的顺时针按钮或逆时针按钮，PLC控制模块产生控制信号，控制信号驱动伺服电机运行，
X3.齿形轮5有三个，分别安装在电动推杆7固定部、伺服电机8输出轴和旋转编码器9旋转部上，伺服电机8的输出轴带动齿形轮5正转或反转，齿形轮5驱动齿形皮带4转动，带动与电动推杆4的固定部固连的齿形轮5，从而带动电动推杆4旋转，继而带动投影仪本体1正转或反转，
X4.当所需投影的多个位置的差值为固定角度，如45度、90度、180度，需要转动固定角度时，按动遥控器上的+45度、+90度、+180度按钮，或者-45度、-90度、-180度按钮，其中+为逆时针方向，-为顺时针方向，
X5.投影仪本体1依照X3步骤的控制策略转动，旋转编码器9的旋转部经由齿形轮5带动，旋转编码器9将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出，进行编码计数，判定旋转角度是否到位。
本发明的工作原理：
投影仪本体1通过固定支架2，与电动推杆3固定在一起。电动推杆3通过旋转轴承6被安装在机箱7内。通过这种结构，可以实现电动推杆7的整体360度旋转。齿形轮5安装在电动推杆7、伺服电机8和旋转编码器9上，三个齿形轮通过一根齿形皮带4连在一起。当需要调整投影方向时，信号通过PLC送到伺服电机8，伺服电机8的正反转带动电动推杆7，从而实现对投影仪本体1的旋转。通过旋转编码器9的编码计数，来判定旋转方向是否到位。
综上所述，本发明针对单一空间内的任意方向，均可做到精准投影。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种升降式360度旋转投影仪，其特征在于：包括投影仪本体(1)、机箱(7)、升降机构、旋转机构，
所述投影仪本体(1)上部通过固定支架(2)与升降机构连接，
所述升降机构包括电动推杆(3)，所述电动推杆(3)的伸缩部与固定支架(2)连接，伸缩部带动投影仪本体(1)升降，所述电动推杆(3)的固定部位于机箱(7)内，所述固定部由旋转机构驱动旋转，所述电动推杆为竹节式可伸缩结构；
所述旋转机构位于机箱(7)内，包括齿形轮(5)、旋转轴承(6)、伺服电机(8)、旋转编码器(9)，所述电动推杆(3)的固定部、伺服电机(8)的输出轴、旋转编码器(9)的旋转机构上安装有齿形轮(5)，三个齿形轮(5)通过齿形皮带(4)连接，所述驱动电机带动电动推杆(3)的固定部旋转，旋转编码器(9)判定旋转方向是否到位，
所述电动推杆(3)的固定部插接在旋转轴承(6)内，旋转轴承(6)外圈固定。
2.根据权利要求1所述的一种升降式360度旋转投影仪，其特征在于：所述投影仪本体(1)上表面设置有控制按钮。
3.根据权利要求1所述的一种升降式360度旋转投影仪，其特征在于：所述固定支架(2)包括底盘和三个或四个连接片，所述连接片为长条形弯边，底部与投影仪本体(1)固定，顶部与底盘固定，所述底盘与电动推杆(3)的底部可拆卸地连接。
4.根据权利要求1或3所述的一种升降式360度旋转投影仪，其特征在于：所述机箱(7)采用不锈钢材质，侧壁设置有维护门、散热缺口、透明视窗。
5.一种升降式360度旋转投影仪的控制方法，其特征在于：包括升降操作与旋转操作，
升降操作包括以下步骤：
S1.根据当前投影位置，判断投影仪本体(1)与所需投影高度的差值以及升降方向，决定上升还是下降，
S2.持续按压遥控器上的上升按钮或下降按钮，PLC控制模块产生控制信号，控制信号驱动电动推杆运行，
S3.电动机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母，把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作，
S4.电动推杆(3)的伸缩部多节伸展，从而上升，或收缩，从而下降；
S5.伸缩部带动固定支架，从而带动投影仪本体(1)上升或下降；
旋转操作包括以下步骤：
X1.根据当前投影位置，判断投影仪本体(1)的镜头与所需投影方位的旋转差值，并根据最短调整时间法则判断采用顺时针旋转，还是逆时针方向，
X2.持续按压遥控器上的顺时针按钮或逆时针按钮，PLC控制模块产生控制信号，控制信号驱动伺服电机运行，
X3.齿形轮(5)有三个，分别安装在电动推杆(7)固定部、伺服电机(8)输出轴和旋转编码器(9)旋转部上，伺服电机(8)的输出轴带动齿形轮(5)正转或反转，齿形轮(5)驱动齿形皮带(4)转动，带动与电动推杆(4)的固定部固连的齿形轮(5)，从而带动电动推杆(4)旋转，继而带动投影仪本体(1)正转或反转，
X4.当所需投影的多个位置的差值为固定角度，如45度、90度、180度，需要转动固定角度时，按动遥控器上的+45度、+90度、+180度按钮，或者-45度、-90度、-180度按钮，其中+为逆时针方向，-为顺时针方向，
X5.投影仪本体(1)依照X3步骤的控制策略转动，旋转编码器(9)的旋转部经由齿形轮(5)带动，旋转编码器(9)将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出，进行编码计数，判定旋转角度是否到位。
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