CN207423210U - 投影仪设备、投影仪支架及投影仪增稳装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施方式提供了一种投影仪设备、投影仪支架及投影仪增稳装置。本实用新型的投影仪增稳装置用于投影仪的支架，该投影仪增稳装置包括载体、惯性测量模块、质量块和驱动机构。所载体用于与投影仪支架固定连接。惯性测量模块设于载体上，用于测量载体的运动参数。质量块可移动地设于载体上。驱动机构用于根据运动参数驱动质量块移动，以产生阻碍载体运动的力矩。

Description

投影仪设备、投影仪支架及投影仪增稳装置

技术领域

本实用新型的实施方式涉及投影仪技术领域，更具体地，本实用新型的实施方式涉及一种投影仪设备、投影仪支架及投影仪增稳装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

目前，投影仪设备已经广泛的应用于会议、教学和娱乐等场合。现有的投影仪设备一般包括投影仪和投影仪支架，投影仪安装于投影仪支架上，投影仪支架可安装在指定的位置，以便满足投影仪与墙壁或投射幕墙之间的距离和高度所需的约束关系，从而可通过投影仪向墙壁或投影屏幕投影画面。

实用新型内容

但是，现有的投影仪支架和投影仪可能会因受到外界干扰而带动投影仪晃动，从而导致投影画面晃动，使得用户难以观看到稳定的投影画面。特别是对于具有交互、图形捕捉、自动对焦等功能的投影仪而言，投影画面的晃动会导致交互、捕捉和对焦等功能难以实现，影响用户正常使用。

为此，非常需要一种改进的投影仪设备、投影仪支架及投影仪增稳装置，以提高投影仪设备的稳定性，避免投影画面晃动。

在本上下文中，本实用新型的实施方式期望提供一种投影仪设备、投影仪支架及投影仪增稳装置。

在本实用新型实施方式的第一方面中，提供了一种投影仪增稳装置，用于投影仪的支架，所述投影仪增稳装置包括：

载体，用于与所述投影仪支架固定连接；

惯性测量模块，设于所述载体上，用于测量所述载体的运动参数；

质量块，可移动地设于所述载体上；

驱动机构，用于根据所述运动参数驱动所述质量块移动，以产生阻碍所述载体运动的力矩。

在本实用新型的一些实施例中，所述运动参数包括在不同方向上测得的第一运动参数及第二运动参数，所述质量块包括第一质量块及第二质量块；所述驱动机构包括：

处理组件，用于根据所述第一运动参数确定第一控制量，并根据所述第二运动参数确定第二控制量；

驱动组件，用于根据所述第一控制量驱动所述第一质量块沿第一预设方向移动，并根据所述第二控制量驱动所述第二质量块沿第二预设方向移动。

在本实用新型的一些实施例中，所述惯性测量模块包括：

第一惯性测量模块，用于测量所述第一运动参数；

第二惯性测量模块，用于测量所述第二运动参数。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一惯性测量模块和所述第二惯性测量模块均包括角速度传感器、加速度传感器或惯性测量单元IMU。

在本实用新型的一些实施例中，所述驱动组件包括：

第一驱动单元，用于根据所述第一控制量驱动所述第一质量块沿所述第一预设方向移动；

第二驱动单元，用于根据所述第二控制量驱动所述第二质量块沿所述第二预设方向移动。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一驱动组件和/或所述第二驱动组件包括电机。

在本实用新型的一些实施例中，所述电机为音圈电机、步进电机或直线电机。

在本实用新型的另一个实施例中，所述运动参数包括在不同方向上测得的第一运动参数、第二运动参数及第三运动参数，所述质量块包括第一质量块、第二质量块及第三质量块；所述驱动机构包括：

处理组件，用于根据所述第一运动参数确定第一控制量，根据所述第二运动参数确定第二控制量，并根据所述第三运动参数确定第三控制量；

驱动组件，用于根据所述第一控制量驱动所述第一质量块沿第一预设方向移动，根据所述第二控制量驱动所述第二质量块沿第二预设方向移动，并根据所述第三控制量驱动所述第三质量块沿第三预设方向移动。

在本实用新型的一些实施例中，所述运动参数包括角速度和/或加速度。

在本实用新型的一些实施例中，所述载体包括：

外壳，所述惯性测量模块、所述质量块和所述驱动机构均设于所述外壳内。

在本实用新型实施方式的第二方面中，提供了一种投影仪支架，包括：

投影仪支撑端；以及

上述任一项所述的投影仪增稳装置；

其中，所述投影仪增稳装置的载体与所述投影仪支撑端固定连接。

在本实用新型实施方式的第三方面中，提供了一种投影仪设备，包括投影仪和上述的投影仪支架，所述投影仪与所述投影仪支撑端固定连接。

本实用新型实施方式的投影仪设备、投影仪支架及投影仪增稳装置，由于载体固定于投影仪支架，因而可与投影仪支架同步运动；可通过惯性测量模块测量载体的运动参数，并由驱动机构根据运动参数驱动质量块在载体上移动，以产生阻碍载体运动的力矩，从而阻碍投影仪支架运动，避免投影画面晃动，提高投影仪设备的稳定性。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的投影仪设备的示意图；

图2示意性地示出了根据本实用新型实施方式的投影仪增稳装置的示意图；

图3示意性地示出了现有投影仪支架受扰动时角速度的示意图；

图4示意性地示出了根据本实用新型实施方式的投影仪支架受扰动时角速度的示意图。

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本实用新型的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型的实施方式，提出了一种投影仪设备、投影仪支架及投影仪增稳装置。

在本文中，需要理解的是，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。

实用新型概述

本实用新型人发现，现有的投影仪支架可能会因受到外界干扰而带动投影仪晃动，从而导致投影画面出现晃动，使得用户难以观看到稳定的投影画面。

为此，本实用新型的实施方式通过在投影仪支架上固定一载体，并通过惯性测量模块测量载体的运动参数，再由驱动机构根据运动参数驱动质量块在载体上移动，以产生阻碍载体运动的力矩，从而阻碍投影仪支架运动，避免投影画面晃动，提高投影仪设备的稳定性。

在介绍了本实用新型的基本原理之后，下面具体介绍本实用新型的各种非限制性实施方式。

应用场景总览

参考图1和图2，本实用新型实施方式的投影仪增稳装置的载体1可固定于投影仪支架9，投影仪支架9安装有投影仪10，该投影仪10可在一投影屏幕或墙壁上形成投影画面。该投影仪支架9可直接放置于地面或桌面上，或者，也连接于墙壁或天花板等安装面上。载体1上的惯性测量模块可测量载体1的运动参数，驱动机构可根据该运动参数驱动质量块在载体1上移动，通过阻碍载体1运动可阻碍投影仪支架9和投影仪10晃动。

示例性装置

下面结合图1和图2所示的应用场景来描述根据本实用新型示例性实施方式的投影仪增稳装置。

如图1和图2所示，本实施方式的投影仪增稳装置可以包括载体1、惯性测量模块、质量块和驱动机构。

在本实施方式中，载体1可以包括外壳101和盖板102，其中：

外壳101可以是一中空的长方体形结构，其可具一开放端，惯性测量模块、质量块和驱动机构均可容纳于外壳101内。当然，外壳101也可以是其它形状，在此不再一一列举。

盖板102可以是平板结构，其可覆盖于外壳101的开放端并可通过卡接或利用螺钉连接等可拆卸的方式与开放端连接，从而将外壳101封闭。同时，盖板102还可通过焊接或螺栓连接等方式与投影仪支架9固定连接，从而将载体1固定于投影仪支架9上。

如图2所示，在本实施方式中，惯性测量模块的数量为两个，包括第一惯性测量模块2和第二惯性测量模块3，第一惯性测量模块2和第二惯性测量模块3均固定于外壳101内，且第一惯性测量模块2可测量外壳101的第一运动参数，第二惯性测量模块3可测量外壳101的第二运动参数。其中，第一惯性测量模块2可以是敏感于第一检测方向α₁的角速度传感器，其检测的第一运动参数为方向为第一检测方向α₁的角速度；第二惯性测量模块3可以是敏感于第二检测方向α₂的角速度传感器，其检测的第二运动参数可为方向为第二检测方向α₂的角速度。第一检测方向α₁与第二检测方向α₂可相互垂直。当然，第一惯性测量模块2和第二惯性测量模块3还可以是加速度传感器，或者也可以是惯性测量单元IMU等。

如图2所示，在本实施方式中，质量块可以包括第一质量块4和第二质量块5，第一质量块4和第二质量块5均可设于外壳101内，且第一质量块4可沿第一预设方向直线往复移动，该第一预设方向与第二检测方向α₂可为同一方向，第二质量块5可沿第二预设方向直线往复移动，该第二预设方向与第一检测方向α₁可为同一方向。第一质量块4和第二质量块5的形状和尺寸在此不做特殊限定。

如图2所示，在本实施方式中，驱动机构可以包括处理组件6和驱动组件，其中：

处理组件6可固定于外壳101内，并与上述的第一惯性测量模块2和第二惯性测量模块3连接。且处理组件6可根据上述的第一运动参数确定第一控制量，并根据第二运动参数确定第二控制量。

举例而言，第一运动参数为第一惯性测量模块2测得的第一检测方向α₁的角速度ω₁，第二运动参数为第二惯性测量模块3测得的第二检测方向α₂的角速度ω₂。处理组件6可以包括第一PID控制器和第二PID控制器，可通过PID算法分别确定第一控制量和第二控制量，具体过程如下：

首先，为了使投影仪支架9保持稳定，需要使载体1的期望角速度为零，即：ω_1d＝0；ω_2d＝0，其中，ω_1d为第一检测方向α₁上的期望角速度，ω_2d为第二检测方向α₂上的期望角速度。

其次，可根据ω_1d和ω_2d确定第一检测方向α₁上的角速度控制误差ω_e1和第二检测方向α₂上的角速度控制误差ω_e2，其中：

ω_e1＝ω_1d－ω₁＝－ω₁；

ω_e2＝ω_2d－ω₂＝－ω₂；

然后，根据PID控制原理计算第一控制量u₁和第二控制量u₂，具体而言：

其中：k_p1、k_i1和k_d1分别为第一PID控制器的比例、积分和微分参数；k_p2、k_i2和k_d2分别为第二控制器的比例、积分和微分参数；为第一检测方向α₁的角速度控制误差的微分；为第二检测方向α₂的角速度控制误差的微分；为第一检测方向α₁角速度控制误差的积分，可记为I_e1，为第二检测方向α₂的角速度控制误差的积分，可记为I_e2。

此外，在实际检测时，若第一惯性测量模块2和第二惯性测量模块3均采用角速度传感器，其测量值可能存在零偏，会导致I_e1和I_e2发散。可通过在每一次运算得到误差的积分后，对误差的积分进行处理：

I_e1[K+1]＝I_e1[K]×k_r1；

I_e2[K+1]＝I_e2[K]×k_r2；

即，在每次运算循环中，使用小于1但接近于1的回归系数k_r1和k_r2来强制收敛误差的I_e1和I_e2。

需要说明的是，上述PID控制器的比例、积分和微分参数需要依据实际系统调整，在一些系统中，其中的一种或多种参数可被设定为0，此时PID控制器可退化为P控制器、PD控制器或PI控制器等。

如图2和图3所示，驱动组件可以包括第一驱动单元7和第二驱动单元8，其中：

第一驱动单元7可以是电机，例如音圈电机、步进电机或直线电机等。其可固定于外壳101内，并与第一质量块4连接，可在处理组件6的控制下，根据第一控制量驱动第一质量块4沿第一预设方向直线移动。当第一驱动单元7驱动第一质量块4沿第一预设方向直线移动时，可通过第一质量块4产生一反力矩，该反力矩可抵消使载体1产生第一运动参数的力矩，减小第一运动参数的变化，从而使载体1、投影仪支架9和投影仪10保持稳定。

第二驱动单元8也可以是电机，例如音圈电机、步进电机或直线电机等。其可固定于外壳101内，并与第二质量块5连接，可在处理组件6的控制下，根据第二控制量驱动第二质量块5沿第二预设方向直线移动。当第二驱动单元8驱动第二质量块5沿第二预设方向直线移动时，可通过第二质量块5产生一反力矩，该反力矩可抵消使载体1产生第二运动参数的力矩，减小第二运动参数的变化，从而使载体1、投影仪支架9和投影仪10保持稳定。

处理组件6控制第一驱动单元7和第二驱动单元8的方式如下：

处理组件6控制向第一驱动单元7施加的电流，使第一驱动单元7控制第一质量块4移动，以对载体1产生反力矩，反力矩的方向与第一检测方向α₁相反；处理组件6控制向第二驱动单元8施加的电流，使第二驱动单元8控制第二质量块5移动，以对载体1产生反力矩，该反力矩的方向与第二检测方向α₂相反。具体而言，可以依据上述处理组件6经PID运算得到的第一控制量u₁和第二控制量u₂，线性的向第一驱动单元7施加电流i₁，并向第二驱动单元8施加电流i₂，u₁、u₂、i₁和i₂满足如下关系：

i₁＝k_a1×u₁；

i₂＝k_a2×u₂；

其中，k_a1和k_a1为常数，可按照第一驱动单元7和第二驱动单元8的特性调整。

如图3所示，图3示出了现有投影仪支架受扰动时角速度的变化情况，如图4所示，图4示出了本实用新型实施方式的投影仪支架受扰动时角速度的变化情况。可以看出，本实用新型实施方式的投影仪支架受扰动时的角速度可更快的恢复稳定状态，因而晃动更小，有利于保证投影仪画面的稳定。

在本实用新型的其它实施方式中，本实用新型的投影仪增稳装置的惯性测量模块所测量的运动参数可以包括三个运动参数，即在不同方向上测得的第一运动参数、第二运动参数及第三运动参数，质量块也可以有三个，包括第一质量块、第二质量块及第三质量块；所述驱动机构包括处理组件和驱动组件，其中：

处理组件可根据所述第一运动参数确定第一控制量，根据所述第二运动参数确定第二控制量，并根据所述第三运动参数确定第三控制量。

驱动组件可用于根据第一控制量驱动第一质量块沿第一预设方向移动，根据第二控制量驱动第二质量块沿第二预设方向移动，并根据第三控制量驱动第三质量块沿第三预设方向移动。具体原理可参考上述实施方式中的投影仪增稳装置的工作原理，在此不再详述。

示例性装置

下面结合图1所示的应用场景来描述根据本实用新型示例性实施方式的投影仪支架。

如图1所示，本实施方式的投影仪支架9可以包括底座901、立柱902、悬臂903和上述实施方式中的投影仪增稳装置。

在本实施方式中，底座901可为平板结构，其可放置于地面、桌面等表面，也可通过螺栓连接等方式固定于墙壁、天花板等表面。

在本实施方式中，立柱902可为直线杆状结构，立柱902的一端可垂直设于底座901，并可通过焊接、卡接或利用螺栓连接等方式与底座901固定连接，当然，立柱902与底座901也可以是一体式结构。立柱902的另一端为自由端。

在本实施方式中，悬臂903也可以是直线杆状结构，其可垂直于立柱902的自由端设置，并可通过焊接、卡接或利用螺栓连接等方式连接于该自由端，当然，悬臂903与立柱902也可以是一体式结构。悬臂903可作为投影仪支撑端，投影仪6可固定于悬臂903上。

在本实施方式中，投影仪增稳装置的载体1的盖板102可通过螺钉连接等可拆卸的方式固定于悬臂903，从而将载体1固定于投影仪支架95上。当然，载体1还可以其它方式固定于悬臂903上，例如将外壳101固定于悬臂903上等。

本实施方式的投影仪支架的有益效果可参考上述投影仪增稳装置的有益效果，在此不再详述。

示例性装置

下面结合图1所示的应用场景来描述根据本实用新型示例性实施方式的投影仪设备。

如图1所示，本实施方式的投影仪设备可以包括投影仪和上述实施方式中的投影仪支架9，该投影仪可以是阴极射线管三枪投影仪、液晶投影仪或数字光处理器投影仪等，在此不再一一列举。该投影仪可固定于投影仪支架9的支撑端，即投影仪支架9的悬臂502上。本实施方式的投影仪设备的有益效果可参考上述投影仪增稳装置的有益效果，在此不再详述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了投影仪设备、投影仪支架9和投影仪增稳装置的若干组件、模块或机构，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本实用新型的实施方式，上文描述的两个或更多组件、模块或机构的特征和功能可以在一个组件、模块或机构中具体化。反之，上文描述的一个组件、模块或机构的特征和功能可以进一步划分为由多个组件、模块或机构来具体化。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本实用新型的精神和原理，但是应该理解，本实用新型并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (12)

1.一种投影仪增稳装置，用于投影仪支架，其特征在于，所述投影仪增稳装置包括：

载体，用于与所述投影仪支架固定连接；

惯性测量模块，设于所述载体上，用于测量所述载体的运动参数；

质量块，可移动地设于所述载体上；

驱动机构，用于根据所述运动参数驱动所述质量块移动，以产生阻碍所述载体运动的力矩。

2.根据权利要求1所述的投影仪增稳装置，其特征在于，所述运动参数包括在不同方向上测得的第一运动参数及第二运动参数，所述质量块包括第一质量块及第二质量块；所述驱动机构包括：

处理组件，用于根据所述第一运动参数确定第一控制量，并根据所述第二运动参数确定第二控制量；

驱动组件，用于根据所述第一控制量驱动所述第一质量块沿第一预设方向移动，并根据所述第二控制量驱动所述第二质量块沿第二预设方向移动。

3.根据权利要求2所述的投影仪增稳装置，其特征在于，所述惯性测量模块包括：

第一惯性测量模块，用于测量所述第一运动参数；

第二惯性测量模块，用于测量所述第二运动参数。

4.根据权利要求3所述的投影仪增稳装置，其特征在于，所述第一惯性测量模块和所述第二惯性测量模块均包括角速度传感器、加速度传感器或惯性测量单元IMU。

5.根据权利要求2所述的投影仪增稳装置，其特征在于，所述驱动组件包括：

第一驱动单元，用于根据所述第一控制量驱动所述第一质量块沿所述第一预设方向移动；

第二驱动单元，用于根据所述第二控制量驱动所述第二质量块沿所述第二预设方向移动。

6.根据权利要求5所述的投影仪增稳装置，其特征在于，所述第一驱动单元和/或所述第二驱动单元包括电机。

7.根据权利要求6所述的投影仪增稳装置，其特征在于，所述电机为音圈电机、步进电机或直线电机。

8.根据权利要求1所述的投影仪增稳装置，其特征在于，所述运动参数包括在不同方向上测得的第一运动参数、第二运动参数及第三运动参数，所述质量块包括第一质量块、第二质量块及第三质量块；所述驱动机构包括：

处理组件，用于根据所述第一运动参数确定第一控制量，根据所述第二运动参数确定第二控制量，并根据所述第三运动参数确定第三控制量；

驱动组件，用于根据所述第一控制量驱动所述第一质量块沿第一预设方向移动，根据所述第二控制量驱动所述第二质量块沿第二预设方向移动，并根据所述第三控制量驱动所述第三质量块沿第三预设方向移动。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的投影仪增稳装置，其特征在于，所述运动参数包括角速度和/或加速度。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的投影仪增稳装置，其特征在于，所述载体包括：

外壳，所述惯性测量模块、所述质量块和所述驱动机构均设于所述外壳内。

11.一种投影仪支架，其特征在于，包括：

投影仪支撑端；以及

权利要求1～10中任一项所述的投影仪增稳装置；

其中，所述投影仪增稳装置的载体与所述投影仪支撑端固定连接。

12.一种投影仪设备，其特征在于，包括投影仪和权利要求11所述的投影仪支架，所述投影仪与所述投影仪支撑端固定连接。