遥控式平板液晶电视吊架设计*

王超俊，王玉庆

(河南广播电视大学，河南 郑州 450046)

1 引言

随着电子产品技术的发展，传统台式电视机已被平板液晶电视所代替，目前市场上出现的各种简单机械结构式平板液晶电视吊架虽然能解决平板液晶电视在大型公共场所的悬挂问题，但不能自动旋转和倾斜，无法根据观看者的需要进行电视画面朝向的适当调整和其倾斜角度。笔者设计了一款平板液晶电视吊架，可通过遥控装置方便的实现平板液晶电视在水平方向的旋转和竖直方向的倾斜，不同位置的观看者可根据需要调整电视画面。

2 平板液晶电视吊架系统描述

2.1 总体设计及技术参数

该平板液晶电视吊架主要由吊架固定板、可调式吊杆、回转式减速器、蜗轮蜗杆减速器、交流伺服电机、伺服控制模块及平板液晶电视安装架等组成，如图1所示。平板液晶电视吊架吊杆为可调式，通过上、下吊杆不同孔的联接，可实现平板液晶电视安装高度的调节，伸缩长度:1 000～1 500 mm。吊架总成的旋转速度在10(°)/s，水平旋转角度为0°～360°，平板电视倾角可调角度为0°～20°，平板液晶电视连接架由钣金件和矩形钢管通过螺栓联接而成，可根据不同型号的平板液晶电视进行联接尺寸调节，参照相关标准可实现63寸以下平板液晶电视的安装。

图1 平板液晶电视吊架机构总成

2.2 机械装置系统

(1)固定及高度调节部分 平板液晶电视吊架固定板上有安装孔，通过膨胀螺栓固定在天花板上。可调式吊杆为两段式，分别称为上、下吊杆，上吊杆两端各有2个孔，上吊杆上端2个通孔通过联接螺栓与固定板联接，上吊杆下端2个孔通过联接螺栓与下吊杆相联接，下吊杆有10个通孔，通过不同的孔和上吊杆相联接，可实现平板液晶电视安装高度的调节。

(2)水平旋转部分 采用交流伺服电机驱动回转式减速器实现旋转运动。回转式减速器是一种新型的回转类产品，也称回转支承，通常由蜗杆、回转支承、壳体、马达等部件构成。由于核心部件采用回转支承，所以可同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩。回转式减速器是蜗杆驱动齿轮，能达到减速的效果。回转式减速器的内圈被固定在基座中，平板液晶电视吊杆与回转支承的内圈固联。伺服电机输出轴通过平键和回转式减速器蜗杆连接，蜗杆在伺服电机的驱动下，带动回转支承的外圈进行旋转，外圈通过法兰输出转矩，固定于外圈上的法兰连接板又固联着平板电视联接架，可实现平板液晶电视的水平方向360°转动。

(3)倾角调整部分 采用交流伺服电机驱动蜗轮蜗杆减速器可实现平板液晶电视画面倾角的调整。吊架倾角调整部分主要由交流伺服电机、蜗轮蜗杆减速器、转轴、平板电视联接架等组成。其工作原理是交流伺服电机通电工作，电机输出轴通过平键与蜗杆固联，蜗杆驱动涡轮转动，转轴与涡轮空心轴通过平键联接，电视连接架固联于转轴上，从而可实现平板液晶电视倾角的调整。利用蜗轮蜗杆传动的反向自锁特性可实现平板液晶电视倾角位置的固定。

3 电视吊架控制系统构成

3.1 电视吊架总成正反转控制部分

电视吊架总成旋转部分由交流伺服电机控制，电机的供电控制由抗干扰能力强的单片机AT89S52精确控制，其控制过程如下:当按下遥控器的顺时针旋转按钮(以此为例)时，遥控器发射模块发射信号，接收模块接受信号后HDR1X5的A脚出现高电位，单片机检测到该脚高电平信号后向三极管Q1控制端输出高电平控制信号single1，该高电平使三极管Q1饱和，图2(a)中的5V电源与地导通，继电器RELAY1线圈得电继而使其常开触点闭合，电机正转供电电源向伺服电机供电，伺服电机正向开始旋转，当旋转到适当的角度后(可在360°内任意位置)，松开按钮，接收模块接受信号后HDR1X5的A脚出现低电位，单片机检测到该脚低电平信号后向三极管Q1控制端输出低电平控制信号single1，图2(b)中的5V电源与地断开，继电器RELAY2线圈失电继而使其常开触点断开，电机正转供电电源停止向伺服电机供电，伺服电机停止旋转，在转动及停止的过程中，由于伺服电机具有自锁功能，可有效地避免转动过程中的抖动。电视吊架总成的逆时针旋转的控制过程与之相同，其电路图如图2所示。

图2 电视吊架总成正反转控制电路

3.2 电视吊架倾角调整控制部分

电视吊架总成在0°～20°倾角调整控制亦由交流伺服电机控制，其倾角正反向转动控制原理与其在0°～360°转动控制原理相同，核心元件分别是三极管、继电器，遥控器上的倾角控制按钮按下和松开时，分别能控制其正反转电源的通和断，与图2控制电路不同的是在电源向电机供电的线路上分别加一个限位行程开关，限位开关分别安装在0°和20°倾角位置上，当支架转到该位置时，触动开关使其断开，进而使电机断电，支架停止转动，其开关如图3所示。

3 电视机架支架总成倾角正反转控制开关

3.3 电视机架支架转动遥控控制部分

核心信号处理元件AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。遥控元件PT2262和PT2272是CMOS三态编码集成芯片，这组器件广泛用于各种遥控器件上，只需较低的+3V电压就能工作。PT2262是发射编码芯片，PT2272是接收解码芯片，两者的地址必须配对，而且振荡电阻必须符合要求。PT2262的TE端是发射允许端，接受低电平时，17脚DOUT端输出一串编码。该串编码在载波上发送出去，被接收端接受和解调，输入PT2272的14脚，当地址配对时，VT解码有效端输出高电平，数据端口就会输出与PT2262发射端口一致的数据，从而实现遥控功能。其控制电路如图4、5所示。

图4 遥控发射电路

图5 遥控接收电路

4 结语

本产品弥补了传统平板液晶电视吊架的不足之处，并能够通过遥控装置实现平板液晶电视的任意角度旋转和0°～20°倾角任意倾度旋转的功能，观看者可根据需要来适当调整电视画面的朝向和倾斜角度，从而避免由于视角不当产生的画面不清楚而引起的视觉疲劳等问题。本产品的遥控装置可很方便地远距离调整电视的最佳观看角度，避免了由于电视距离地面较高所带来的调节的不便，针对市场需求具有推广使用意义。

［1］ 徐良雄，欧阳全会，徐炎炎.遥控式升降旋转电视机架设计研究［J］.制造业自动化，2012，10(19):154-156.

［2］ 刘国权，韩晓东.Protel DXP电路原理图设计指南［M］.北京:中国铁道出版社，2004.

［3］ 王发虎.常规剧场舞台机械设计方案［J］.甘肃科技，2010(18):77-79.

［4］ 李 坚.PT2262、PT2272芯片应用［J］.现代通信，1997(2):28-29.

［5］ 陈国华.无线电发射/接收IC模块应用综述［J］.国外电子元器件，1997(2):36-38.

［6］ 屈铁军，赵禹洲，刘广东，等.智能舞台机械系统设计［J］.机械工程师，2009(4):148.

［7］ 刘 宜，胡学龙，顾庆明.基于PT2262/PT2272的机器人遥控系统的设计［J］.国外电子测量技术，2007(9):37-38.