[0001] 本发明属于一种多角度跟随教学设备技术领域，具体为一种多角度跟随教学设备。

[0002] 学设备是一种用于教学的辅助设备，其主要以讲台黑板或常见的多媒体显示设备为主要表现形态，随着科技的发展，多媒体显示设备逐渐取代传统的一种多角度跟随教学设备，为了满足教学现场多元化的教学需求，一种多角度跟随教学设备早已实现了多角度跟随功能，其基本原理是基于红外感应授课者的方位，并传输给控制器，然后控制一种多角度跟随教学设备实现多角度跟随转动，以提高一种多角度跟随教学设备的实用性，满足某些特殊的教学需求场景；现有技术中，控制一种多角度跟随教学设备多角度跟随的技术主要依赖于设备的水平转动和上下转动，其中，控制上下转动的电机往往承受着一种多角度跟随教学设备整体在执行高低转动时的重量，使电机需要额外的扭矩克服之，在一种多角度跟随教学设备多角度跟随的上下转动过程中，其产生的扭矩往往大于其自身转动所需要的力，这就给电机调教带来麻烦，且在转动停止时，设备因为运动所产生的惯性力矩也会随之传递给电机，造成电机内部负载瞬间升高，极有可能造成线圈过载燃烧，产生设备安全隐患。

[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0027] 如图1至图9所示，本发明实施例提供了一种多角度跟随教学设备，包括底座1，底座1的内部转动安装有支撑柱2和水平跟随机构，支撑柱2的顶部安装有移动座7，底座1的中部开设有安装槽71，底座1的顶部安装有控制器3，移动座7的内部转动安装有转环8，转环8的正面固定连接有连接块11，连接块11的正面安装有显示器12，显示器12的外侧分别安装有摄像头一13和摄像头二14，转环8的内壁固定安装有摩擦环9和齿轮三10，移动座7的外侧安装有电机二16，移动座7的内部转动安装有位于转环8内环的转轴17，电机二16与转轴17传动连接，转轴17的外表面固定安装有齿轮四18和扇叶19，齿轮四18与齿轮三10相啮合，安装槽71的内壁固定安装有密封筒20，扇叶19位于密封筒20内部，密封筒20的底部固定连接有连接筒22，连接筒22的内部密封套设有活塞23，连接板24的内部固定安装有导向柱26，导向柱26的顶端固定连接有摩擦板28，安装槽71的内部固定安装有位于连接板24下方的固定板25，导向柱26的外表面活动套接有弹簧27，弹簧27的两端分别与连接板24和固定板25弹性连接，密封筒20的内腔填充有传动油21；

[0028] 本装置经过重新设计与优化，可降低显示器12在转动与停止过程中由自身重量产生的额外力矩，保护电机二16，通过设置有齿轮三10安装于转环8的内壁，齿轮四18安装于转轴17的外表面，通过电机二16启动转轴17旋转，并通过齿轮四18、齿轮三10带动转环8和显示器12上下转动，通过设置有固定板25固定安装于安装槽71的内壁，其通过弹簧27弹性安装连接板24、导向柱26，并通过导向柱26顶端连接的摩擦板28与摩擦环9抵接，产生额外的摩擦力，该摩擦力在显示器12停止转动时通过弹簧27的弹力产生，并抵接显示器12此时产生的额外惯性力矩，从而使显示器12在多角度跟随的上下转动操作过程中能够稳定的停止，显著减轻了齿轮三10和齿轮四18在传动过程中对电机二16的负载。

[0029] 然后，本装置通过设置有位于安装槽71内壁的密封筒20使电机二16在带动转轴17启动时，带动位于转轴17外表面的多组扇叶19旋转，从而角度位于密封筒20内腔中的传动油21，使传动油21在离心力的作用向连接筒22中流动，并产生对活塞23的向下推力，带动连接板24、导向柱26和摩擦板28向下移动，同时压缩弹簧27，使摩擦板28与摩擦环9脱离接触，减少摩擦力，使电机二16在启动时快速消除摩擦阻力，包装显示器12正常的上下转动运行。

[0030] 其中，水平跟随机构包括固定安装于支撑柱2外表面的齿轮一4和固定安装于底座1内壁底部的电机一5，电机一5的输出轴固定安装有齿轮二6，齿轮一4与齿轮二6相啮合，摄像头一13安装于显示器12的顶部，摄像头二14设置为四组，并安装于显示器12正面的四角处；

[0031] 水平跟随机构与转环8相互配合，实现显示器12的水平的上下转动，使显示器12的跟随角度范围更大，由于显示器12通过连接块11、转环8和移动座7与支撑柱2连接，其重力产生的旋转力矩不会作用到支撑柱2，所以水平跟随机构可以进行常规设置，有助于降低成本。

[0032] 其中，安装槽71的内壁设有凸起条，凸起条与转环8的两侧相互适配卡接；

[0033] 安装槽71内壁的凸起条与转环8的两侧适配卡接，从而为转环8进行了转动支撑，保证转环8能够顺利的绕着自身轴线在电机二16的驱动下自由转动。

[0034] 其中，转环8呈圆环设计，移动座7的后侧固定安装有防护罩15，防护罩15包裹于转环8的后侧；

[0035] 防护罩15包裹于转环8的后侧，在转环8整体旋转时能够为转环8提供防护功能。

[0036] 其中，摩擦环9设置为两组，并分别位于转环8内壁的两侧，摩擦板28与摩擦环9的接触面均为相适配的圆弧面，摩擦环9与摩擦板28相互抵接；

[0037] 本装置通过设置有两组摩擦环9，使之与摩擦板28产生抵接压力，并同时产生摩擦力，该摩擦力不仅能够提升显示器12在转动时的稳定性，还能够分担电机二16的一部分的负载，在一些极端情况下，如停电和电机二16发生故障，导致其无法再提供动力时，此时，转轴17停转，活塞23不向下发力，通过弹簧27产生向上的推力，推动连接板24、导向柱26和摩擦板28与摩擦环9抵接，产生的摩擦力足以维持显示器12停止所需，从而提升了装置可靠性。

[0038] 其中，导向柱26的底端活动贯穿于固定板25的底部，弹簧27被压缩于连接板24和固定板25之间；

[0039] 固定板25固定不动，通过弹簧27为连接板24和导向柱26提供支撑，当活塞23向下推动连接板24和导向柱26下移时，导向柱26的底端可贯穿通过固定板25的底部。

[0040] 其中，密封筒20设置为两组，并分别位于齿轮四18的两侧，转轴17与密封筒20之间呈密封转动套接；

[0041] 密封筒20内部填充的传动油21能够准确感受电机二16和转轴17的转速，通过扇叶19旋转搅动传动油21，产生离心力，将传动油21甩出密封筒20。

[0042] 其中，活塞23的顶端与传动油21密封抵接，扇叶19与转轴17的切向平行，扇叶19设置为四组，并等角度分布于转轴17的外表面，每相邻两组扇叶19均呈90°夹角；

[0043] 呈切向分布安装的扇叶19能够使得其在密封筒20中产生最大的长度，也随着转轴17的高速转动，产生更大的离心力。

[0044] 工作原理：

[0045] 本装置在工作时，首先，启动电机一5，并带动齿轮二6、齿轮一4、支撑柱2和移动座7，带动转环8和显示器12水平转动，然后，启动电机二16，并带动转轴17、齿轮四18转动，齿轮四18带动齿轮三10和转环8绕转环8的轴线上下转动，从而实现显示器12的上下转动，实现装置多角度跟随的基本功能，本装置由控制器3控制，摄像头一13和摄像头二14同时对使用者拍摄，并将拍摄的实时信息传输至控制器3，形成电信号，此时，控制器3控制电机一5和电机二16转动，实现显示器12的同步多角度跟随功能；

[0046] 注：上述跟踪技术为现有技术，属于本领域技术人员所熟知的部分；

[0047] 当电机二16带动转轴17、齿轮三10和显示器12上下转动时，显示器12自身的重量也会同时作用在转轴17和电机二16上面，当显示器12由转动状态转向停止状态时，弹簧27通过向上推动连接板24，带动导向柱26、摩擦板28向上移动，并与摩擦环9产生抵接摩擦力，从而使显示器12带动连接块11、转环8和摩擦环9在停止转动时抵消来自显示器12自身重力所产生的额外力矩，当显示器12启动时，由电机二16启动后带动转轴17、扇叶19高速旋转，并使传动油21在密封筒20的内腔产生离心力，部分传动油21向下进入连接筒22中，对活塞23产生向下的推力，活塞23带动连接板24、导向柱26和摩擦板28向下移动，同时压缩弹簧
27，摩擦板28与摩擦环9开始脱离接触，解除对摩擦环9和转环8的摩擦阻力，而在电机二16停止移动时，扇叶19不再转动，传动油21则不再受到离心力的作用而失去对活塞23的推力，此时，弹簧27则带动连接板24、导向柱26和摩擦板28复位，使摩擦环9能够重新受到摩擦板
28的抵接摩擦，抵消显示器12在转动时产生的惯性力矩。

[0048] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0049] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。