CN210398237U - 一种多自由度可伸展式平板电脑支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多自由度可伸展式平板电脑支架，包括底座和垂直设于底座上的支柱单元，所述支柱单元上端铰接主杠杆，所述主杠杆一端铰接前臂，另一端铰接后臂，所述前臂的下端部铰接平板电脑夹持组件，所述后臂的上端部设有配重部件，所述前臂与后臂之间还设有与主杠杆等长的牵引杆，所述牵引杆平行设于主杠杆的上部，牵引杆两端分别与前臂和后臂铰接，所述前臂、后臂、牵引杆及主杠杆之间组成可变形的平行四边形。与现有技术相比，本实用新型根据人体位置可多角度调节，其自平衡的杠杆式设计使其有更大的伸展半径，以达到最舒适的观赏体验。

Description

一种多自由度可伸展式平板电脑支架

技术领域

本实用新型涉及一种支架，具体涉及一种多自由度可伸展式平板电脑支架。

背景技术

自从平板电脑普及，越来越多的消费者开始习惯使用平板电脑进行工作、学习和娱乐。由于平板电脑不像传统台式机那样带有支撑机构，所以在使用平板电脑时，用户一般是捧在手上进行操作，这样的操作束缚了双手，使之不能同时用手做别的事或放松手臂。

市场也有很多平板电脑支架，但它们普遍只能放在书桌餐桌等固定的家具上，自由度较低。特别当用户躺在床上时，普通平板电脑支架无法实现有效的位置固定，以便看到画面。目前也有一些便于用户在床上使用平板电脑的床头支架，但这些支架通常调节位置时比较费力，而且伸展和升降的空间范围有限，当用户在床上转身或移动位置后，又要重新调整支架的位置和方向，这样造成了使用上的不便。

专利CN107289256A公开了一种平板电脑支架，包括底座，所述底座上设有支架，所述支架的顶端转动连接有轴承，所述轴承上套设有连接架，所述连接架通过锁紧螺钉固定在轴承的外圈，所述连接架的右端设有夹具，所述夹具上对称设有弹簧卡扣，所述弹簧卡扣贴合于连接架，所述夹具的上端设有第一挡板，所述夹具的下端设有第二挡板，所述第一挡板和第二挡板相对应的一端均设有缓冲垫，所述第一挡板的下端设有滑动板，所述第一挡板内设有腔体，所述腔体内设有若干第一弹簧，但该平板电脑支架仅实现360°的水平旋转，无法实现空间内任意维度的调整，使用不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种多自由度可伸展式平板电脑支架，可以在三维球体空间内自由位移。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种多自由度可伸展式平板电脑支架，包括底座和垂直设于底座上的支柱单元，所述支柱单元上端铰接主杠杆，所述主杠杆一端铰接前臂，另一端铰接后臂，所述前臂的下端部铰接平板电脑夹持组件，所述后臂的上端部设有配重部件，所述前臂与后臂之间还设有与主杠杆等长的牵引杆，所述牵引杆平行设于主杠杆的上部，牵引杆两端分别与前臂和后臂铰接，所述前臂、后臂、牵引杆及主杠杆之间组成可变形的平行四边形。

所述支柱单元包括下柱和上柱，所述下柱和上柱之间设有可转动的第一主电机，所述第一主电机驱动上柱以所述下柱的上端为支点进行水平面内的转动。

所述下柱为圆杆，所述上柱为双耳支撑板。

所述主杠杆与支柱单元上端的铰接处设有第二主电机，所述第二主电机驱动主杠杆以支柱单元上端的铰接点为支点进行竖直面内的转动。

所述配重部件为配重电机，包括第三主电机、第三主电机转轴和传动齿轮箱，所述传动齿轮箱与牵引杆和后臂之间的铰接处传动连接，并驱动牵引杆和后臂之间的夹角产生形变。第三主电机转轴带动90度传动齿轮箱，驱动副后连接轴旋转，从而使牵引杆旋转，并与后臂夹角发生变化，从而带动前臂转动相同角度。

所述底座呈X型，底部设有滚轮。

所述前臂的长度大于后臂，以保持较好的平衡。

本实用新型的具体工作原理为，通过电机驱动上柱绕垂直轴旋转，电机驱动主杠杆绕水平轴旋转，电机驱动牵引杆带动前后臂绕水平轴旋转，从而使前臂末端的平板电脑部件可以在三维球体空间内自由位移。

传统电机驱动机械臂抓举目标重物的方案由于受到电机转轴扭矩的限制，要么臂展很短，要么目标重物的重量限制得很小。一般小型直流电机或步进电机的扭矩1Kg/cm-10Kg/cm之间，如果转轴半径一米，那所能支撑的目标重物重量只有10g-100g之间，而平板电脑的重量普遍超过500g，作为支架臂长超过1米才有很大的使用价值，所以床头电机机械臂的设计很难满足此要求。本实用新型利用不等臂杠杆平衡原理，以第二主电机为支点，从支点到前臂末端平板电脑组件所产生的力矩，与从支点到后臂末端重物所产生的力矩相等，在假设没有电机内部和转轴摩擦损耗的情况下，无论扭矩多小的电机都能驱动这个杠杆系统旋转，从而使末端平板电脑组件到达转动球体半径内的任何位置，这为电机的选用提供了极大的空间，同时也极大得节省了电耗。

本实用新型提供一种家用平板电脑支架，省去用人力调节支架高低方向的麻烦，根据人体位置可多角度调节，其自平衡的杠杆式设计使其有更大的伸展半径，以达到最舒适的观赏体验。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型的主视结构示意图；

图中：1-下柱；2-第一主电机；3-上柱；4-第二主电机；5-主杠杆；5.1-主前连接轴；5.2-主后连接轴；6-牵引杆；6.1-副前连接轴；6-2-副后连接轴；7-前臂；8-后臂；9-第三主电机；9.1-第三主电机转轴；9.2-传动齿轮箱；10-平板电脑组件；20-底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明，本实施例未公开的内容均采用本领域已知技术。

实施例

如图1、2，一种多自由度可伸展式平板电脑支架，包括底座20和垂直设于底座20上的支柱单元，支柱单元上端铰接主杠杆5，主杠杆5一端铰接前臂7，另一端铰接后臂8，前臂7的下端部铰接平板电脑夹持组件10，后臂8的上端部设有配重部件，前臂7与后臂8之间还设有与主杠杆5等长的牵引杆6，牵引杆6平行设于主杠杆5的上部，牵引杆6两端分别与前臂7和后臂8铰接，前臂7、后臂8、牵引杆6及主杠杆5之间组成可变形的平行四边形。底座20呈X型，底部设有滚轮。前臂7的长度大于后臂8。

支柱单元包括下柱1和上柱3，下柱1和上柱3之间设有可转动的第一主电机2，第一主电机2驱动上柱3以下柱1的上端为支点进行水平面内的转动。下柱1为圆杆，上柱3为双耳支撑板。主杠杆5与支柱单元上端的铰接处设有第二主电机4，第二主电机4驱动主杠杆5以支柱单元上端的铰接点为支点进行竖直面内的转动。配重部件为配重电机，包括第三主电机9、第三主电机转轴9.1和传动齿轮箱9.2，传动齿轮箱9.2与牵引杆6和后臂8之间的铰接处传动连接，并驱动牵引杆6和后臂8之间的夹角产生形变。本装置所采用的电机通过布设于支架内部线路接通外部电源。

具体地，前臂7与主杠杆5在主前连接轴5.1处转动连接，前臂7与牵引杆6在副前连接轴6.1处转动连接。后臂8与主杠杆5在主后连接轴5.2处转动连接，后臂8与牵引杆6在副后连接轴6.2处转动连接，前臂7平行于后臂8。第三主电机9固定于后臂8的末端处，90度传动齿轮箱9.2固定于后臂8上，副后连接轴6.2固定在牵引杆6上，第三主电机转轴9.1带动90度传动齿轮箱9.2，驱动副后连接轴6.2旋转，从而使牵引杆6旋转，并与后臂8夹角发生变化，从而带动前臂7转动相同角度。后臂8末端的第三主电机9与前臂7末端的平板电脑组件10保持杠杆平衡。由于前后杠杆平衡，第二主电机4和第三主电机9并不需要太大的扭矩即可分别驱动主杠杆5和后臂8自由转动，从而使平板电脑组件10在主牵引杆6和前后臂所在的平面内自由位移。由于第一主电机2在扭矩方向不受摩擦力以外的外力，第一主电机2也可轻松驱动上柱3及以上部分水平转动，从而使平板电脑组件10可在以第二电机4为球心的球体范围内自由位移。本装置通过电机驱动上柱绕垂直轴旋转，电机驱动主杠杆绕水平轴旋转，电机驱动牵引杆带动前后臂绕水平轴旋转，从而使前臂末端的平板电脑部件可以在三维球体空间内自由位移。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多自由度可伸展式平板电脑支架，包括底座(20)和垂直设于底座(20)上的支柱单元，其特征在于，所述支柱单元上端铰接主杠杆(5)，所述主杠杆(5)一端铰接前臂(7)，另一端铰接后臂(8)，所述前臂(7)的下端部铰接平板电脑夹持组件(10)，所述后臂(8)的上端部设有配重部件，所述前臂(7)与后臂(8)之间还设有与主杠杆(5)等长的牵引杆(6)，所述牵引杆(6)平行设于主杠杆(5)的上部，牵引杆(6)两端分别与前臂(7)和后臂(8)铰接，所述前臂(7)、后臂(8)、牵引杆(6)及主杠杆(5)之间组成可变形的平行四边形。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度可伸展式平板电脑支架，其特征在于，所述支柱单元包括下柱(1)和上柱(3)，所述下柱(1)和上柱(3)之间设有可转动的第一主电机(2)，所述第一主电机(2)驱动上柱(3)以所述下柱(1)的上端为支点进行水平面内的转动。

3.根据权利要求2所述的一种多自由度可伸展式平板电脑支架，其特征在于，所述下柱(1)为圆杆，所述上柱(3)为双耳支撑板。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度可伸展式平板电脑支架，其特征在于，所述主杠杆(5)与支柱单元上端的铰接处设有第二主电机(4)，所述第二主电机(4)驱动主杠杆(5)以支柱单元上端的铰接点为支点进行竖直面内的转动。

5.根据权利要求1所述的一种多自由度可伸展式平板电脑支架，其特征在于，所述配重部件为配重电机，包括第三主电机(9)、第三主电机转轴(9.1)和传动齿轮箱(9.2)，所述传动齿轮箱(9.2)与牵引杆(6)和后臂(8)之间的铰接处传动连接，并驱动牵引杆(6)和后臂(8)之间的夹角产生形变。

6.根据权利要求1所述的一种多自由度可伸展式平板电脑支架，其特征在于，所述底座(20)呈X型，底部设有滚轮。

7.根据权利要求1所述的一种多自由度可伸展式平板电脑支架，其特征在于，所述前臂(7)的长度大于后臂(8)。

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