CN114415740A - 一种可调节角度的计算机显示屏控制装置及方法、计算机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节角度的计算机显示屏控制装置及方法，公开的可调节角度的计算机显示屏控制装置包括转动部分、支撑部分、角度检测模块、电机、驱动板、控制器、人机交互模块组成；转动部分用于连接主副显示屏，支撑部分支撑主副显示屏；操作人员通过人机交互模块向控制器发送控制指令；控制器将其处理为预设的角度值和控制信号，并将控制信息发送给驱动板；控制器实时接收角度信息，当角度信息达到预设角度值时，控制器停止向驱动板发送控制信息；驱动板生成驱动信号控制给电机转动；电机驱动转动部分转动；角度检测模块实时检测电机旋转的角度发送给控制器。本装置轻巧、稳定、可靠性高，实现多个计算机显示屏之间旋转角度的精确控制。

Description

一种可调节角度的计算机显示屏控制装置及方法、计算机

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种可调节角度的计算机显示屏控制装置及方法、计算机。

背景技术

在调度、监控、指挥等场景中，计算机显示屏是最主要的信息显示设备，是操作者与计算机交互过程中最重要的节点。随着信息化和数字化的发展，操作者需要从显示屏中获取并处理的文字、图像、数据等信息数量及种类越来越多，单一显示屏所能承载的信息数量极为有限，因此单系统或单人操作的显示屏尺寸和数量都在不断的增加，但当显示屏尺寸和数量增加后，不可避免的需要牺牲操作者人机交互的舒适性。

一些计算机专用控制台通常由多个显示屏组成即联屏显示屏，主屏01为两个40寸液晶屏组合拼接而成，左右副屏02、03为两个40寸液晶屏，总体布局如图1、2所示。这类联屏显示屏中主屏显示屏长度超过1830mm，副屏显示屏长度940mm，总长度超过3710mm。这种联屏显示屏通常有两种布局，一种采用直线型布局如图1所示，即4个显示屏呈直线分布，此时主要用来供多人同时观看屏幕信息；另一种采用环抱型布局如图2所示，即副屏显示屏与主屏显示屏呈一定夹角(通常为0°～45°)，此时主要供单人操作使用，如飞行模拟器等。

且为实现副屏显示屏角度可调的功能，通常采用的方法是设计独立的联屏支架，将显示屏安装在联屏支架上，联屏支架上设计特殊的可调节结构，通过调节联屏支架的可调节机构，实现副屏显示屏的角度调节。采用了机械臂、轨道等原理，在联屏支架上设计多种可调节机构，如轴、滑轨等机构，通过调节相应的机构实现对副屏显示屏角度的调节。但是采用联屏支架体积较大，占用空间较大，稳定性较差，可靠性不高。

因此如何提供轻巧、稳定、可靠性高的可调节角度的计算机显示屏控制装置，从而实现多个计算机显示屏之间旋转角度的精确控制，实现直线型和环保型布局的自由切换，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种轻巧、稳定、可靠性高的可调节角度的计算机显示屏控制装置及方法，实现多个计算机显示屏之间旋转角度的精确控制，实现直线型和环保型布局的自由切换。

本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置，所述装置包括转动部分、支撑部分、角度检测模块、电机、驱动板、控制器、人机交互模块组成；

所述转动部分用于连接主显示屏和左右两个副显示屏，所述转动部分包括第一转动模块和第二转动模块，第一转动模块和第二转动模块结构相同，对称设置在主显示屏和左右两个副显示屏之间；

所述支撑部分用于支撑主显示屏和左右两个副显示屏；

所述人机交互模块用于提供给操作人员向控制器发送对主显示屏和两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令；

所述控制器用于接收人机交互模块发送的控制指令，将其处理为预设的角度值和控制信号，并将控制信息发送给驱动板；控制器实时接收角度检测模块发送的角度信息，当角度信息达到预设角度值时，控制器停止向驱动板发送控制信息；

所述驱动板用于生成驱动信号控制给电机转动；

所述电机用于驱动转动部分转动；

所述角度检测模块用于实时检测电机旋转的角度发送给控制器。

优选地，所述第二转动模块的结构组成与第一转动模块相同；转动模块包括两个大轴承、两个主显示屏轴安装座、两个副显示屏轴安装座、转轴；

两个副显示屏轴安装座安装至副显示屏侧边框外侧；两个副显示屏轴安装座内通过过盈配合安装在转轴的两端；所述两个副显示屏轴安装座靠近转轴末端方向各设置一个主显示屏轴安装座，两个主显示屏轴安装座安装至主显示屏侧边框外侧；主显示屏轴安装座内设置大轴承，转轴贯穿大轴承和主显示屏安装座套同轴安装。

第二转动模块的结构组成与第一转动模块相同。

优选地，所述转轴为纺锤型空心轴结构。

优选地，所述电机包括定子组件、转子组件、电机轴承、电机壳体；所述电机壳体安装至主显示屏侧边框；电机壳体内设置有定子组件，定子组件内设置有转子组件，转子组件内设置有电机轴承；电机轴承的一端设置在转子组件内，电机轴承的另一端贯穿大轴承、副显示屏轴安装座延伸至转轴；电机轴承与转轴过盈配合。

优选地，所述角度检测模块包括磁编码器和磁环，磁环套在电机轴承上。

优选地，所述驱动板、磁编码器和磁环均设置在电机壳体内，驱动板设置在电机壳体的端部内侧，驱动板向大轴承方向的一面依次设置有磁编码器、磁环。

优选地，所述电机、角度检测模块、驱动板为四个，第一电机、第一角度检测模块和第一驱动板设置在第一转动模块的转轴的上端，第二电机、第二角度检测模块和第二驱动板设置在第一转动模块的转轴的下端，第三电机、第三角度检测模块和第三驱动板设置在第二转动模块的转轴的上端，第四电机、第四角度检测模块和第四驱动板设置在第二转动模块的转轴的下端。

优选地，所述人机交互模块设置在支撑部分上，人机交互模块为两个旋钮，通过旋钮操作人员向控制器发送对主显示屏和左右两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令。

在提供上述可调节角度的计算机显示屏控制装置的基础上，本发明还提供了一种计算机，包括设有上述可调节角度的计算机显示屏控制装置的显示屏。

本发明还提供一种可调节角度的计算机显示屏控制方法，基于权利上述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，所述方法包括以下步骤：

步骤S100：操作人员通过人机交互模块向控制器发送对主显示屏和两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令；

步骤S200：控制器接收人机交互模块发送的控制指令，将其处理为预设的角度值和控制信号，并将控制信息发送给驱动板；

步骤S300：驱动板生成驱动信号控制给电机转动；

步骤S400：电机驱动转动部分转动；

步骤S500：角度检测模块实时检测电机轴承旋转的角度发送给控制器；

步骤S600：控制器实时接收角度检测模块发送的角度信息，当角度信息达到预设角度值时，控制器停止向驱动板发送控制信息；

步骤S700：电机转动时的扭力抵抗副显示屏的转动，使副显示屏保持在预设的角度值。

提供一种轻巧、稳定、可靠性高的可调节角度的计算机显示屏控制装置，实现多个计算机显示屏之间旋转角度的精确控制，实现直线型和环保型布局的自由切换。

附图说明

图1为一种直线型联屏显示屏布局图；

图2为一种环抱型联屏显示屏布局图；

图3为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置的立体示意图；

图4为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置的结构框图；

图5为为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置中的转轴的立体示意图；

图6为图5的剖面图；

图7为左副显示屏与本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置连接处立体示意图；

图8为图7的剖面图；

图9为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置部分连接处立体示意图；

图10为主显示屏与本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置部分连接处立体示意图；

图11为图10的部分剖面图；

图12为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置中角度检测模块的立体示意图；

图13为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置中人机交互模块的立体示意图；

图14为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参见图3和图4，图3为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置的立体示意图，图4为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置的结构框图。

本发明提供了一种可调节角度的计算机显示屏控制装置包括转动部分、支撑部分120、角度检测模块、电机、驱动板、控制器160、人机交互模块170组成；所述转动部分用于连接主显示屏100和左右两个副显示屏200、300，所述转动部分包括第一转动模块210和第二转动模块310，第一转动模块210和第二转动模块310结构相同，对称设置在主显示屏100和左右两个副显示屏200、300之间；所述支撑部分120用于支撑主显示屏100和左右两个副显示屏200、300；所述人机交互模块170用于提供给操作人员向控制器发送对主显示屏100和两个副显示屏200、300之间的角度进行调整的控制指令；所述控制器160用于接收人机交互模块170发送的控制指令，将其处理为预设的角度值和控制信号，并将控制信息发送给驱动板；控制器160实时接收角度检测模块发送的角度信息，当角度信息达到预设角度值时，控制器170停止向驱动板发送控制信息；所述驱动板用于生成驱动信号控制给电机转动；所述电机用于驱动转动部分转动；所述角度检测模块用于实时检测电机旋转的角度发送给控制器160。

在主屏显示器与副屏显示器之间设置转动部分，人机交互模块、控制器、驱动板、电机依次连接，角度检测模块与控制器连接。操作人员通过人机交互模块向控制器发送对主显示屏和两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令。控制器接收人机交互模块发送的控制指令，将其处理为预设的角度值和控制信号，并将控制信息发送给驱动板；驱动板生成驱动信号控制给电机转动。同时角度检测模块实时检测电机轴承旋转的角度发送给控制器，形成控制闭环，从而实现对副屏显示器旋转角度的精准化自动控制。控制器实时接收角度检测模块发送的角度信息，当角度信息达到预设角度值时，控制器停止向驱动板发送控制信息；电机转动时的扭力抵抗副显示屏的转动，使副显示屏保持在预设的角度值。

提供一种轻巧、稳定、可靠性高的可调节角度的计算机显示屏控制装置，实现多个计算机显示屏之间旋转角度的精确控制，实现直线型和环保型布局的自由切换。

参见图5-12，图5为为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置中的转轴的立体示意图；图6为图5的剖面图；图7为左副显示屏与本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置连接处立体示意图；图8为图7的剖面图；图9为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置部分连接处立体示意图；图10为主显示屏与本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置部分连接处立体示意图。图11为图10的部分剖面图；图12为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置中角度检测模块的立体示意图；

以下将以第一转动模块、第一角度检测模块、第一电机、第一驱动板为例进行进一步解释说明。

所述第一转动模块包括两个第一大轴承213、两个第一主显示屏轴安装座214、两个第一副显示屏轴安装座212、第一转轴211；两个第一副显示屏轴安装座212安装至左副显示屏200右侧边框外侧；两个第一副显示屏轴安装座212内通过过盈配合安装在第一转轴211的两端；所述两个第一副显示屏轴安装座212靠近第一转轴末端方向各设置一个第一主显示屏轴安装座214，两个第一主显示屏轴安装座214安装至主显示屏100左侧边框外侧；第一主显示屏轴安装座内设置第一大轴承213，第一转轴211贯穿第一大轴承213和第一主显示屏安装座套214同轴安装。

转动部分结构紧凑、重量轻、占用空间小，不需要额外的联屏支架，转动部分布置在相邻显示器连接缝内，不占用其余空间，极大减少了结构件数量。

进一步的，如图5和图6所示，第一转轴211为纺锤型空心轴结构。转轴为空心轴结构，具有力学性能高、重量轻、刚强度及抗振性好的特点，可有效避免显示器由于转动惯性及自身重力所引发的不稳定问题。

第一电机241包括第一定子组件2411、第一转子组件2412、第一电机轴承2413、第一电机壳体2414；所述第一电机壳体2414安装至主显示屏100右侧边框；第一电机壳体2414内设置有第一定子组件2411，第一定子组件2411内设置有第一转子组件2412，第一转子组件2412内设置有第一电机轴承2413；第一电机轴承的2413一端设置在第一转子组件2412内，第一电机轴承2413的另一端贯穿第一大轴承213、第一副显示屏轴安装座212延伸至第一转轴211；第一电机轴承2413与第一转轴211过盈配合。

第一角度检测模块231包括第一磁编码器2311和第一磁环2312，第一磁环2312套在第一电机轴承2413上。

第一驱动板251、第一磁编码器2311和第一磁环2312均设置在第一电机壳体2414内，第一驱动板251设置在第一电机壳体2414的端部内侧，第一驱动板251向第一大轴承213方向的一面依次设置有第一磁编码器2311、第一磁环2312。

可调节角度的计算机显示屏控制装置结构简单，可靠性高，选择电机、轴承连接结构，可有效避免结构出现机械性故障，提升整体的可靠性。

所述电机、角度检测模块、驱动板均为两个。两个电机结构相同，两个角度检测模块结构组成相同，两个驱动板结构组成相同。一组电机、角度检测模块和驱动板设置在第一转动模块的转轴的上端或者下端，另一组电机、角度检测模块和驱动板设置在第二转动模块的转轴的上端或者下端。因而操作人员可以单独调整主显示屏与左副显示屏之间的角度，可以单独调整主显示屏与右副显示屏之间的角度，也可以同时调整主显示屏与左右两个副显示屏之间的角度。

参见图3，所述电机、角度检测模块、驱动板为四个。第一电机、第二电机、第三电机和第四电机结构组成相同，第一角度检测模块、第二角度检测模块、第三角度检测模块和第四角度检测模块结构组成相同，第一驱动板、第二驱动板、第三驱动板和第四驱动板结构组成相同。第一电机、第一角度检测模块和第一驱动板设置在第一转动模块的转轴的上端，第二电机、第二角度检测模块和第二驱动板设置在第一转动模块的转轴的下端，第三电机、第三角度检测模块和第三驱动板设置在第二转动模块的转轴的上端，第四电机、第四角度检测模块和第四驱动板设置在第二转动模块的转轴的下端。

设置四组电机、角度检测模块和驱动板可避免主副显示屏尺寸过大、重量过重时，转动部分难易转动的问题。且通过更换不同型号电机与轴承，可适用于多种尺寸的显示器。

且设置四个角度检测模块，角度检测模块中的磁编码器为霍尔芯片，芯片上有四个霍尔器件，磁环为永磁体，根据霍尔效应，在永磁体的作用下，四个霍尔器件可以感应出相应的电压值，当永磁体匀速旋转一周，四个霍尔器件感应到的电压波形为四路正弦波形，且相位相差90°，因此可以根据返回电压的大小，得到磁铁旋转角度值，将角度值反馈给控制器，形成控制闭环，可有效提高旋转角度控制精度。

参见图3和图13，图13为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置中人机交互模块的立体示意图。

所述支撑部分120为主显示屏的底座。主副显示屏通过转动部分连接，由于显示器自身具有良好的刚、强度及抗振能力，可作为旋转机构中的支承结构，因而本控制装置稳定性好。

所述人机交互模块170设置在底座上，人机交互模块为两个旋钮172、173，通过旋钮172、173操作人员向控制器发送对主显示屏和左右两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令。

进一步的所述人机交互模块170还包括两个按钮指示灯，当旋动旋钮时，对应按钮指示灯点亮。

所述人机交互模块170还可以是设置在移动终端的显示界面。操作人员可通过按压控制器按钮或者鼠标、触摸等操作调整主副显示器角度，操作过程可根据操作者看到的实时画面动态调整副屏显示器角度，保证用户与屏幕之间保持良好的观察角度，极大提升了人机交互性能。

本发明还提供了一种计算机，该计算机设有上述可调节角度的计算机显示屏控制装置的显示屏，由于可调节角度的计算机显示屏控制装置具有上述技术效果，具有该可调节角度的计算机显示屏控制装置的计算机也应具有相应的技术效果，在此不再做详细介绍。

参见图14，图14为本发明提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制方法的流程图。

本发明还提供一种可调节角度的计算机显示屏控制方法，基于权利上述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，所述方法包括以下步骤：

步骤S100：操作人员通过人机交互模块向控制器发送对主显示屏和两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令；

步骤S200：控制器接收人机交互模块发送的控制指令，将其处理为预设的角度值和控制信号，并将控制信息发送给驱动板；

步骤S300：驱动板生成驱动信号控制给电机转动；

步骤S400：电机驱动转动部分转动；

步骤S500：角度检测模块实时检测电机轴承旋转的角度发送给控制器；

步骤S600：控制器实时接收角度检测模块发送的角度信息，当角度信息达到预设角度值时，控制器停止向驱动板发送控制信息；

步骤S700：电机转动时的扭力抵抗副显示屏的转动，使副显示屏保持在预设的角度值。

在主屏显示器与副屏显示器之间设置转动部分，人机交互模块、控制器、驱动板、电机依次连接，角度检测模块与控制器连接。操作人员通过人机交互模块向控制器发送对主显示屏和两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令。控制器接收人机交互模块发送的控制指令，将其处理为预设的角度值和控制信号，并将控制信息发送给驱动板；驱动板生成驱动信号控制给电机转动。同时角度检测模块实时检测电机轴承旋转的角度发送给控制器，形成控制闭环，从而实现对副屏显示器旋转角度的精准化自动控制。控制器实时接收角度检测模块发送的角度信息，当角度信息达到预设角度值时，控制器停止向驱动板发送控制信息；电机转动时的扭力抵抗副显示屏的转动，使副显示屏保持在预设的角度值。

提供一种轻巧、稳定、可靠性高的可调节角度的计算机显示屏控制装置，实现多个计算机显示屏之间旋转角度的精确控制，实现直线型和环保型布局的自由切换。

以上对本发明所提供的一种可调节角度的计算机显示屏控制装置及方法、计算机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可调节角度的计算机显示屏控制装置，其特征在于，所述装置包括转动部分、支撑部分、角度检测模块、电机、驱动板、控制器、人机交互模块组成；

所述转动部分用于连接主显示屏和左右两个副显示屏，所述转动部分包括第一转动模块和第二转动模块，第一转动模块和第二转动模块结构相同，对称设置在主显示屏和左右两个副显示屏之间；

所述支撑部分用于支撑主显示屏和左右两个副显示屏；

所述人机交互模块用于提供给操作人员向控制器发送对主显示屏和两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令；

所述控制器用于接收人机交互模块发送的控制指令，将其处理为预设的角度值和控制信号，并将控制信息发送给驱动板；控制器实时接收角度检测模块发送的角度信息，当角度信息达到预设角度值时，控制器停止向驱动板发送控制信息；

所述驱动板用于生成驱动信号控制给电机转动；

所述电机用于驱动转动部分转动；

所述角度检测模块用于实时检测电机旋转的角度发送给控制器。

2.根据权利要求1所述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，其特征在于，所述第二转动模块的结构组成与第一转动模块相同；转动模块包括两个大轴承、两个主显示屏轴安装座、两个副显示屏轴安装座、转轴；

两个副显示屏轴安装座安装至副显示屏侧边框外侧；两个副显示屏轴安装座内通过过盈配合安装在转轴的两端；所述两个副显示屏轴安装座靠近转轴末端方向各设置一个主显示屏轴安装座，两个主显示屏轴安装座安装至主显示屏侧边框外侧；主显示屏轴安装座内设置大轴承，转轴贯穿大轴承和主显示屏安装座套同轴安装。

第二转动模块的结构组成与第一转动模块相同。

3.根据权利要求2所述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，其特征在于，所述转轴为纺锤型空心轴结构。

4.根据权利要求3所述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，其特征在于，所述电机包括定子组件、转子组件、电机轴承、电机壳体；所述电机壳体安装至主显示屏侧边框；电机壳体内设置有定子组件，定子组件内设置有转子组件，转子组件内设置有电机轴承；电机轴承的一端设置在转子组件内，电机轴承的另一端贯穿大轴承、副显示屏轴安装座延伸至转轴；电机轴承与转轴过盈配合。

5.根据权利要求4所述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，其特征在于，所述角度检测模块包括磁编码器和磁环，磁环套在电机轴承上。

6.根据权利要求5所述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，其特征在于，所述驱动板、磁编码器和磁环均设置在电机壳体内，驱动板设置在电机壳体的端部内侧，驱动板向大轴承方向的一面依次设置有磁编码器、磁环。

7.根据权利要求6所述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，其特征在于，所述电机、角度检测模块、驱动板为四个，第一电机、第一角度检测模块和第一驱动板设置在第一转动模块的转轴的上端，第二电机、第二角度检测模块和第二驱动板设置在第一转动模块的转轴的下端，第三电机、第三角度检测模块和第三驱动板设置在第二转动模块的转轴的上端，第四电机、第四角度检测模块和第四驱动板设置在第二转动模块的转轴的下端。

8.根据权利要求7所述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，其特征在于，所述人机交互模块设置在支撑部分上，人机交互模块为两个旋钮，通过旋钮操作人员向控制器发送对主显示屏和左右两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令。

9.一种计算机，其特征在于，包括设有如权利要求1至8任一项所述的计算机显示屏控制装置的显示屏。

10.一种可调节角度的计算机显示屏控制方法，其特征在于，基于权利要求1至8任一项所述的可调节角度的计算机显示屏控制装置，所述方法包括以下步骤：

步骤S100：操作人员通过人机交互模块向控制器发送对主显示屏和两个副显示屏之间的角度进行调整的控制指令；

步骤S200：控制器接收人机交互模块发送的控制指令，将其处理为预设的角度值和控制信号，并将控制信息发送给驱动板；

步骤S300：驱动板生成驱动信号控制给电机转动；

步骤S400：电机驱动转动部分转动；

步骤S500：角度检测模块实时检测电机轴承旋转的角度发送给控制器；

步骤S600：控制器实时接收角度检测模块发送的角度信息，当角度信息达到预设角度值时，控制器停止向驱动板发送控制信息；

步骤S700：电机转动时的扭力抵抗副显示屏的转动，使副显示屏保持在预设的角度值。

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