專利名稱：一種磁控硅膠形變的盲文點字顯示方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于盲文閱讀工具領(lǐng)域，尤其是盲文點字顯示器領(lǐng)域
背景技術(shù)：
隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，以電子書等形式傳播書刊的方式得到了廣泛 的普及和應(yīng)用。然而，普通的計算機和電子閱讀設(shè)備的圖形顯示器僅能被視覺正常的人群 使用。如何為視覺障礙者和盲人提供可靠的盲文點字顯示器就成了一個不可忽視的研究方 向。盲文點字顯示器的關(guān)鍵在于使盲文觸點能夠在凸起與平整兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，從 而顯示不同的盲文文本。常見的盲文點字顯示技術(shù)主要是通過磁、電或溫度來控制材料形變，從而控制盲 文觸點在凸起與平整兩種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。
其中又可分為通過使材料受力而發(fā)生形變的傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的盲文點字顯示器和 使用智能形變材料的盲文點字顯示器。專利號CN03256935. 1以及專利號CN200510105242. 8都屬于前者。它們都是利用 平行排列的階梯狀壓電片來控制盲文觸點的移動。但此類盲文點字顯示器都存在機械結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，活動部件較多，整體結(jié)構(gòu)的強度低，壓電片的更換不方便，生產(chǎn)流程復(fù)雜，零件制作成 本和加工難度較高等不足。專利號CN00226103. 0 以及專利號 CN 200810047306. 7 都是采用 SMA (Shape Memory Alloy)形狀記憶合金作為形變材料的溫控形變盲文點字顯示器。兩者都是通過 電流使記憶合金材料溫度升高，使材料發(fā)生定向形變，從而使盲文觸點凸起。其中專利號 CN00226103. 0在通電使觸點凸起后，若停止供電，記憶合金并不會立馬自動恢復(fù)原狀，而僅 是隨著溫度的還原而逐漸軟化，用戶需要主動將觸點按下，這不符合盲文點字顯示器的功 能要求。專利號CN200810047306. 7通過驅(qū)動電路控制雙程記憶合金片的加熱，若長時間運 作將造成合金片溫度過高，容易使連接零件變形而導致部件損壞，降低了設(shè)備的耐用性。同 時形狀記憶合金材料的成本較高，有礙于盲文點字顯示器的普及與推廣。隨著國家經(jīng)濟的繁榮，助盲事業(yè)的進一步發(fā)展，盲文點字顯示器越發(fā)成為信息時 代下盲人群眾不可缺少的電子產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種使用硅膠作為形變材料的磁控形變盲文點字顯示方法及裝置。 為了克服現(xiàn)有盲文點字顯示裝置生產(chǎn)難度大，材料成本高，耐用性差等不足，該發(fā)明使用化 學性質(zhì)穩(wěn)定，可塑性好，機械強度高，成本低廉，容易生產(chǎn)的定形硅橡膠材料作為形變部件， 在其中嵌入永磁材料，通過流過線圈的電流控制電磁鐵的磁極方向，使硅膠定向形變，從而 控制盲文觸點的上移、下移，在凸起與平整兩種狀態(tài)間迅速轉(zhuǎn)換。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
一、顯示器結(jié)構(gòu)圖1為該盲文點字顯示器的總體結(jié)構(gòu)。其中1為顯示器的上層表殼。2為觸點孔， 盲文觸點將通過該孔上升或下降。觸點孔的大小排布參照中華人民共和國國家標準GB/ T15720-1995中國盲文標準。3為硅膠層，由特定模具生產(chǎn)的帶有觸點結(jié)構(gòu)的硅膠層被均勻 排布的固定針固定在基板上。4為硅膠層上的觸點結(jié)構(gòu)，如圖2所示可分為觸點頭、形變部 分和永久磁體部分，在顯示器運行時，觸點結(jié)構(gòu)可在磁力的作用下在一定范圍內(nèi)上下移動。 5為驅(qū)動層，上面有相關(guān)電控部件。6為帶鐵芯的電磁線圈，可通過控制線圈電流的方向控 制電磁鐵的磁極。7和8分別為電路層及相關(guān)的電控部件。9為顯示器的底板。在工作時該顯示器需要外部的盲文文本信號源和電源二、驅(qū)動原理當接收到來自外部的盲文文本信號時，電路板上嵌入的盲文點字庫首先將其轉(zhuǎn)換 為觸點的控制信號，再經(jīng)由電路的信號總線發(fā)送至相關(guān)的觸點控制單元(圖1中8)。
觸點控制單元將根據(jù)信號內(nèi)容控制驅(qū)動層上對應(yīng)線圈的供電，從而控制電磁鐵的 磁極。硅膠層上觸點結(jié)構(gòu)中嵌入的永久磁體將因電磁鐵受到向上的排斥力或向下的吸 引力，從而在凸起和平整狀態(tài)間切換。硅橡膠是一種易于生產(chǎn)成本低廉的材料，同時其穩(wěn)定的化學性質(zhì)，優(yōu)秀的形變能 力及強大的耐用性使其成為盲文點字顯示器的理想形變材料。本發(fā)明通過在定形硅膠中嵌 入永久磁體，使其能夠在電磁鐵的作用力下發(fā)生定向形變。這樣就使硅膠和永久磁體的組 合部件擁有了壓電陶瓷或其他一些生產(chǎn)難度較高的智能材料所具有的磁控或電控形變能 力。本發(fā)明能夠大大降低當前盲文點字顯示設(shè)備對高成本材料的依賴性，簡化盲文點字顯 示設(shè)備的生產(chǎn)工藝，有效降低盲文點字顯示設(shè)備的成本，為盲文點字顯示設(shè)備的普及提供 技術(shù)支持。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本盲文點字顯示器的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本盲文點字顯示器的驅(qū)動示意圖。
具體實施例方式在圖2中，觸點頭(1)、固定點(6)、形變部分(7)都是連成一體的硅膠材料。其中 固定點(6)由固定針固定在硅膠層基板(5)上。永久磁體(8)內(nèi)嵌在硅膠材料中。觸點 頭(1)處于顯示器外殼(3)上的觸點出孔(2)內(nèi)，這樣能保證觸點只能夠上下移動。卡門 (4)僅在顯示器刷新盲文時開啟，在完成盲文刷新后恢復(fù)原位，將觸點頭的凸處固定在當前 位置。在圖2所示實施例中，當某個觸點單元接收到凸起信號時，其對應(yīng)的線圈(10)將 通過順時針方向的電流，此時電磁鐵的磁極為上南下北，從而對嵌于硅膠體內(nèi)部的永久磁 體(8)產(chǎn)生排斥力，使觸點向上移動。卡門(4)在觸點上移的過程中為開啟狀態(tài)，在觸點完 成移動后恢復(fù)原位。當卡門恢復(fù)原位后，線圈(10)將停止通電。
當某個觸點單元接收到平整信號時，其對應(yīng)線圈(10)將通過逆時針方向的電流，此時電磁鐵的磁極為上北下南，從而對嵌于硅膠體內(nèi)部的永久磁體(8)產(chǎn)生吸引力，使觸 點向下移動?？ㄩT(4)在觸點下移的過程中開啟，在觸點完成移動后恢復(fù)原位。當卡門恢 復(fù)原位后，線圈(10)將停止通電。
權(quán)利要求
一種盲文點字顯示器，包括觸點層、驅(qū)動層和電路層，其特征是電路層可將來自于外部的盲文文本信號轉(zhuǎn)換為控制信號，控制驅(qū)動層上電磁鐵的磁極方向，從而控制觸點層的盲文顯示。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的盲文點字顯示器，其特征是觸點層采用硅橡膠材料作為形變部 件，在其中嵌入永磁材料，通過電路層控制電磁鐵的磁極方向，使硅膠內(nèi)嵌的永久磁體受到 向上的排斥力或向下的吸引力，從而控制盲文觸點在凸起與平整兩種狀態(tài)間切換。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種磁控硅膠形變的盲文點字顯示方法及裝置。包括觸點層、驅(qū)動層和電路層。其中觸點層采用硅橡膠材料作為形變部件，在其中嵌入永磁材料，通過電路層控制電磁鐵的磁極方向，使硅膠內(nèi)嵌的永久磁體受到向上的排斥力或向下的吸引力，從而控制盲文觸點在凸起與平整兩種狀態(tài)間切換。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，材料成本低廉，耐久度高，容易大規(guī)模的生產(chǎn)，可應(yīng)用于各種需要顯示盲文的盲人設(shè)備上。
文檔編號G09B21/00GK101840647SQ20101013255
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者何然, 吳炳乾, 康清波, 李萬奇, 楊季春, 林娜, 肖微微, 茍良明 申請人:四川大學錦江學院