一種顯示器架的製作方法
2023-08-10 03:34:11
專利名稱：一種顯示器架的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種顯示器架。
背景技術：
顯示器作為最常用的人機互動平臺，已被廣泛的應用在各種領域中。不過，目前所使用的顯示器，通常通過其下端的支架設置在桌面、牆壁或其它平面上。顯示器被固定後， 只能通過人力來調節其俯仰角度和朝向，當使用者移動時，顯示器並不能自動跟隨或其他非接觸性方法對其位置進行自動調整。
實用新型內容針對現有技術中顯示器架的局限性，本實用新型提供了一種能夠自動調節顯示器空間位置的顯示器架。一種顯示器架，其特徵為，所述顯示器架包括，機械臂、固定裝置，顯示器安裝架、 攝像頭、控制系統和圖像處理系統；機器臂的一端設置有所述用於安裝顯示器的顯示器安裝架，另一端設置在固定裝置上，所述固定裝置固定在牆面或其他固定的位置上；攝像頭用於拍攝圖像，圖像處理系統用於將攝像頭拍攝到的圖像進行分析，並將由所述圖像含義轉變為控制信號傳輸給控制系統；控制系統根據該信號控制機械臂的運動，將顯示器移動至目標位置。進一步，所述機械臂包括水平方向臂和垂直方向臂；所述水平方向臂一端通過水平轉軸與所述固定裝置連接；所述垂直方向臂設置在所述水平方向的另一端。進一步，所述機械臂包括水平方向臂和用於水平方向臂與所述固定裝置連接的 360度轉軸。進一步，所述水平方向臂包括若干水平支撐臂及其各自的驅動電機，所述水平支撐臂相互之間首尾通過轉軸相連；所述若干水平支撐臂在空間內均相互平行設置。進一步，所述用於驅動各支撐臂的電機為伺服電機。進一步，所述垂直方向臂包括，垂直於水平方向臂設置的垂直支撐臂及其驅動電機。進一步，所述顯示器安裝架還設置有俯仰裝置及其控制電機和左右旋轉裝置及其控制電機。進一步，所述圖像處理系統包括硬體部分和軟體部分，所述硬體部分為計算機或嵌入式系統，所述軟體部分為圖像處理軟體。通過使用本實用新型中所公開的顯示器架，方便了顯示器使用者的操作，特別適用於在某些一些特殊場所，例如，工業，醫療等操作者不能方便的通過雙手來控制顯示器位置時；或當操作者為由於身體等原因行動不便時對顯示器位置的控制。
[0013]圖1為本實用新型中顯示器架個組成部分示意圖；圖2為實施例1中的機械臂結構側視圖；圖3為實施例1中機械臂結構俯視圖；圖4為實施例1中人臉識別的一種狀態；圖5為實施例1中人臉識別的另外一種狀態。
具體實施方式
如圖1、2中所示，本實用新型中的顯示器架包括，固定裝置11、機械臂1、顯示器安裝架21、攝像頭2、圖像處理系統3和控制系統4。其中，顯示器安裝架21設置在機器臂1 的一端，用於安裝顯示器5，機械臂1另一端設置在固定裝置11上，固定裝置11用於將機械臂1固定在牆面或其它可用於固定顯示器5的位置上。攝像頭2用於拍攝圖像10，圖像處理系統3用於分析攝像頭2拍攝到的圖像10，對圖像10進行解析，並將圖像信號轉化為控制信號傳輸給控制系統4，控制系統4根據該信號控制機械臂1的運動，將顯示器5移動至目標位置。實施例1如圖1、2、3所示，機械臂1包括，水平方向臂和垂直方向臂；水平方向臂用於調整顯示器5在水平方向上，即在XY坐標平面上的位置；垂直方向臂用於調整顯示器5在垂直方向，即Z向位置。水平方向臂包括第一支撐臂12，第二支撐臂13，第三支撐臂14，用於驅動第一支撐臂12的第一電機16，用於驅動第二支撐臂13的第二電機17，用於驅動第三支撐臂14的第三電機18。第一支撐臂12與固定裝置11之間，以及各支撐臂之間均通過轉軸連接。用於驅動第一支撐臂的第一電機16設置在第一支撐臂12與固定裝置11的連接處， 用於驅動第一支撐臂12相對於固定裝置11在水平面內旋轉。第二電機17設置在第一支撐臂12與第二支撐臂13的連接處，用於驅動第二支撐臂13相對於第一支撐臂12在水平面內轉動。第三電機18設置在第二支撐臂13與第三支撐臂14的連接處，用於驅動第三支撐臂14相對於第二支撐臂13在水平面內轉動。第一、二、三支撐臂在空間內均相互平行設置。在各自的電機的驅動下第一、二、三支撐臂均可在水平方向上繞其轉軸轉動。在水平方向臂的另一端，設置有垂直方向臂，即第四支撐臂15，第四支撐臂15垂直於水平方向設置， 顯示器安裝架21可在設置在其上的第四電機19的驅動下，沿第四支撐臂15在垂直方向上移動。在工作過程中，可通過調整各個支撐臂相互之間的角度變化來調整設置在機械臂 1 一端的顯示器安裝架21在XY平面內的位置。也可根據實際需要增加或減少水平方向支撐臂所包含的支撐臂及其驅動電機的數量。攝像頭2設置在顯示器安裝架21或顯示器5上，優選的位於顯示器5頂端的中間位置。並可通過調整攝像頭2角度，將攝像頭2的成像範圍的幾何中心位於通過顯示器5 的幾何中心並垂直於顯示器5所在平面的直線上。圖像處理系統3包括硬體部分和軟體部分，硬體部分為計算機或嵌入式系統，軟體部分為圖像處理軟體，圖像處理系統3可通過人臉識別技術，對位於攝像頭的成像範圍內的人臉進行識別，識別到人臉後，對人臉進行位置判斷。具體為如圖4中所示，首先設定一個中心範圍7，該中心範圍是一個三維空間，該三維空間的設定範圍應為操作者使用顯示器的適宜空間範圍，並且調整攝像頭2使該中心範圍位於攝像頭2成像範圍6內。如果在攝像頭2所拍攝到的人臉8經過圖像處理系統分析後，確定該人臉位於該中心範圍7內， 即判斷出，人臉與顯示器之間的位置關係合適，顯示器不必移動。如圖5所示，如果攝像頭所拍攝到的人臉不處於該中心範圍7內，則以中心範圍7的幾何中心0為原點，計算人臉8 中心在三維空間內的坐標值(xyz)，其在三軸上對應的坐標值即為顯示器在三個坐標上所需移動的值。然後，通過控制系統驅動上述的各個電機，帶動第一至第四支撐臂，移動顯示器，使人臉位於中心範圍7中；或更進一步的，使人臉8的中心與中心範圍7的幾何中心0 重合。人臉中心的確定由使用者自行設定臉部的各器官，例如，設定鼻子等。實施例2本實施例中的機械臂1，與實施例1中基本相同，其不同點在於，第一支撐臂12與固定裝置11之間通過可在三維空間內旋轉的360轉軸相連，使第一支撐臂12可相對於固定裝置11在三維空間內轉動。並省略了用於調整顯示器5在垂直面上位移的第四支撐臂 15，即垂直方向臂和第四電機18。當顯示器5需要在垂直空間，即Z向上進行位置調整時， 僅需通過360轉軸調整第一支撐臂12在其所處的垂直平面上，與水平面之間的夾角，即可對顯示器在垂直方向上的位置進行調整。另外，本實施例中顯示器位置移動是通過手勢進行控制的，首先，在圖像處理軟體中對顯示器可能發生的各種動作形式限定為特定的手勢，例如，向左，向右，向前、向後、停止等。操作時，操作者在攝像頭的成像範圍內做手勢，攝像頭將其採集到的手勢圖像傳輸至圖像處理系統，圖像處理軟體對該圖像進行分析，得到該手勢所表達的含義，例如向左，進而將該含義傳遞給控制系統，機械臂1在控制系統的控制下進行向左運動，當顯示器5向左移動到設定位置後，操作者對攝像頭做停止的手勢，機械臂則在控制系統的控制下停止運動，並等待下一個手勢命令的發出。直至顯示器移動到目標位置。本實施例中的攝像頭可設置在任意位置，而不同於實施例1中設置在顯示器安裝架上與顯示器隨動。實施例3本實施例中的顯示器架的結構以及圖像處理系統可採用實施例1或2中所公開的模式。其與上述兩個實施例的不同點在於，在本實施例的顯示器安裝架21上還設置俯仰裝置及其控制電機和左右旋轉裝置及其控制電機，通過俯仰裝置及左右旋轉裝置及其電機的作用下，顯示器安裝架21可做俯、仰和左右旋轉。上述三個實施例中，如果圖像處理系統識別出兩個或兩個以上的人臉或手勢或檢測不到人臉或手勢，則控制系統不動作，也就是說，本實用新型中的裝置，僅可由一人操作。 不能多人同時操作。另外，如圖1所示，控制系統還可在通過人機互動系統對顯示器的移動位置，通過滑鼠20點擊人機互動系統的人機互動界面上的路徑設置，來對顯示器移動的目標位置或移動路徑進行設定。人機互動系統和上述的兩種通過圖像進行判斷的三種控制方式，操作者可在使用過程中隨時切換。本實用新型中所使用的用於驅動支撐臂和顯示器安裝架的裝置可為上述實施例中所限定的電機也可為其他具有相同功能的裝置，例如，液壓裝置等。上述實施例中的電機優選為伺服電機。[0033] 本實用新型中的機械臂並不局限於上述兩種類型，各種可用於調整顯示器在三維空間內位置的裝置均可以應用於此。
權利要求1.一種顯示器架，其特徵為，所述顯示器架包括，機械臂、固定裝置，顯示器安裝架、攝像頭、控制系統和圖像處理系統；機器臂的一端設置有所述用於安裝顯示器的顯示器安裝架，另一端設置在固定裝置上，所述固定裝置固定在牆面或其他固定的位置上；攝像頭用於拍攝圖像，圖像處理系統用於將攝像頭拍攝到的圖像進行分析，並將由所述圖像含義轉變為控制信號傳輸給控制系統；控制系統根據該信號控制機械臂的運動，將顯示器移動至目標位置。
2.根據權利要求1中所述顯示器架，其特徵為，所述機械臂包括水平方向臂和垂直方向臂；所述水平方向臂一端通過水平轉軸與所述固定裝置連接；所述垂直方向臂設置在所述水平方向的另一端。
3.根據權利要求1所述顯示器架，其特徵為，所述機械臂包括水平方向臂和用於水平方向臂與所述固定裝置連接的360度轉軸。
4.根據權利要求2、3中所述顯示器架，其特徵為，所述水平方向臂包括若干水平支撐臂及其各自的驅動電機，所述水平支撐臂相互之間首尾通過轉軸相連；所述若干水平支撐臂在空間內均相互平行設置。
5.根據權利要求4中所述顯示器架，其特徵為，所述用於驅動各支撐臂的電機均為伺服電機。
6.根據權利要求2中所述顯示器架，其特徵為，所述垂直方向臂包括，垂直於水平方向臂設置的垂直支撐臂及其驅動電機。
7.根據權利要求6中所述顯示器架，其特徵為，所述顯示器安裝架還設置有俯仰裝置及其控制電機和左右旋轉裝置及其控制電機。
8.根據權利要求1中所述顯示器架，其特徵為，所述圖像處理系統包括硬體部分和軟體部分，所述硬體部分為計算機或嵌入式系統，所述軟體部分為圖像處理軟體。
專利摘要一種顯示器架包括，機械臂、固定裝置，顯示器安裝架、攝像頭、控制系統和圖像處理系統；機器臂的一端設置有所述用於安裝顯示器的顯示器安裝架，另一端設置在固定裝置上，所述固定裝置固定在牆面或其他固定的位置上；圖像處理系統用於將攝像頭拍攝到的圖像進行分析，並將由所述圖像含義轉變為控制信號傳輸給控制系統；控制系統根據該信號控制機械臂的運動，將顯示器移動至目標位置。
文檔編號F16M13/02GK202082572SQ201120176849
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者祁超 申請人:祁超