[发明专利]可调节的视线跟踪人机交互装置

权利要求书

1. 一种可调节的视线跟踪人机交互装置，包括显示屏支架（12）、显示屏（13）、辅助光源（14、15）、摄像机（16）和底座（2），所述显示屏（13）、摄像机（16）、辅助光源（14、15）之间的位置相对固定并连接在显示屏支架（12）上，所述显示屏（13）的位置对应于用户脸部前方，所述辅助光源（14、15）对准用户的眼睛照射并形成反射亮点，所述摄像机（16）的镜头正对用户的眼部，所述摄像机（16）摄取用户眼部动作后，将用户眼部影像数据经由专用的图像采集卡采集到计算机的内存中进行数据处理，经过计算机的数据分析得出的结果通过所述显示屏（13）输出，所述显示屏支架（12）安装在所述底座（2）上，所述底座（2）的下方装有行走机构，所述行走机构包括一组万向轮（1），水平推动底座（2）使所述显示屏（13）发生水平位移变化，即可改变所述显示屏（13）的水平位置，使所述显示屏（13）与用户面部处于相对应的空间位置，其特征在于：所述显示屏支架（12）通过姿态调节机构与所述底座（2）活动连接安装，所述姿态调节机构根据用户面部的不同姿态对显示屏（13）进行多姿态调节,所述姿态调节机构不仅能使所述显示屏（13）进行位移升降动作，还能使所述显示屏（13）进行俯仰和左右偏转的角度变化，从而使所述显示屏（13）的高度位置、左右偏转角度和俯仰角度均与用户的面部姿态相适应，实现面对面的信息人机交互。

2. 根据权利要求1所述的可调节的视线跟踪人机交互装置，其特征在于：所述姿态调节机构至少包括使所述显示屏（13）进行上下竖直动作的升降位移调节机构、使所述显示屏（13）进行俯仰动作的俯仰倾角调节机构和使所述显示屏（13）进行左右偏转动作的左右偏转角调节机构，所述升降位移调节机构、俯仰倾角调节机构和左右偏转角调节机构依次连接并设置在所述底座（2）和所述显示屏支架（12）之间，通过逐级动作传递调整所述显示屏（13）的多种姿态。

3. 根据权利要求2所述的可调节的视线跟踪人机交互装置，其特征在于：所述左右偏转角调节机构为枢转机械机构，包括回转支架（11）、回转调节件（9）和偏转定位螺母（10），所述回转调节件（9）与所述显示屏支架（12）固定连接，所述回转调节件（9）和所述回转支架（11）形成螺旋转动副，所述偏转定位螺母（10）安装于所述回转调节件（9）和所述回转支架（11）之间，旋转控制所述回转调节件（9）即可改变所述显示屏支架（12）的左右偏转角度，通过控制所述偏转定位螺母（10）使所述显示屏支架（12）的左右偏转进行角度保持；

所述俯仰倾角调节机构也为枢转机械机构，包括水平管套（8）、枢转调节件（6）和倾角定位螺母（7），所述枢转调节件（6）的远端与所述回转支架（11）固定连接，所述枢转调节件（6）与所述水平管套（8）同轴枢转且也形成螺旋转动副，所述枢转调节件（6）的枢转轴线与所述左右偏转角调节机构的回转调节件（9）的枢转轴线呈空间垂直位置关系，通过旋转控制所述枢转调节件（6）带动所述回转支架（11）旋转即可改变所述显示屏支架（12）的俯仰倾角，所述倾角定位螺母（7）安装于所述枢转调节件（6）的近端与所述水平管套（8）之间，通过控制所述倾角定位螺母（7）对所述枢转调节件（6）的转角进行限制即可所述显示屏支架（12）的俯仰倾角进行角度保持；

所述升降位移调节机构为气动机械机构，包括气动升降装置（4）及其气动控制手柄（3），所述气动升降装置（4）安装在所述底座（2）上，所述气动升降装置（4）的传动输出端连接所述水平管套（8），所述气动升降装置（4）驱动所述水平管套（8）进行升降进而带动所述显示屏支架（12）进行升降，操作所述气动控制手柄（3）控制所述水平管套（8）进行位移升降和高度位置保持，对所述显示屏（13）的高度位置进行调节。

4. 根据权利要求3所述的可调节的视线跟踪人机交互装置，其特征在于：在所述气动升降装置（4）的传动输出端和所述水平管套（8）之间增加平动位移辅助调节机构，所述平动位移辅助调节机构为滑动机械机构，包括与所述气动升降装置（4）的传动输出端固定连接的水平燕尾槽支座（5）、与所述水平管套（8）固定连接的支撑滑块，所述支撑滑块和所述水平燕尾槽支座（5）形成滑动连接副，所述支撑滑块和所述水平燕尾槽支座（5）之间进行相对位移滑动使所述水平管套（8）沿自身轴线平动，即辅助所述行走机构能对所述显示屏（13）的水平位置进行移动和定位。