專利名稱：盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)及逐行驅(qū)動全頁盲文點顯器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)及逐行驅(qū)動全頁盲文點顯器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型旨在提供一種能將電子文本轉(zhuǎn)換成全頁的盲文凹凸點的點顯器，屬 盲文閱讀裝置的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種盲文全頁凹凸點的控制方法以及逐行驅(qū)動全頁盲 文點顯器。
背景技術(shù)：
[0002]整頁的盲文通常包含25行，每行可達40個盲文字符(方)，字符由每方排成兩 列的6列8個點表示。目前投入實際使用的盲文點顯器只能顯示一行字符，閱讀很不方 便，因此開發(fā)全頁盲文點顯器很有必要?，F(xiàn)有的盲文點顯器一般采用頂桿機構(gòu)，通過壓 電陶瓷或電磁鐵(或微型馬達)將頂桿推出面板產(chǎn)生凸點，不同點位上頂桿的推出與否 形成盲文。采用壓電陶瓷方法，雖然耗電少，由于壓電陶瓷本身不能提供約0.4mm(GB/ T15720-1995標(biāo)準(zhǔn)為0.2-0.5mm)的頂桿行程，需要采用輔助的杠桿機構(gòu)，結(jié)果是占用的 平面空間過大，難以實現(xiàn)全頁顯示；采用電磁鐵(或微型馬達)機構(gòu)可以將每一點限制 小于2.8_見方的平面上，是制作全頁點顯器的基本方法，但由于成本、耗電等各種因 素，還沒有一種全頁盲文點顯器投入商用。[0003]盲文點顯器的未來發(fā)展方向是引入電活化聚合物技術(shù)。據(jù)《每日科學(xué)》2009 年11月第1期的文章，美國波士頓的國家盲文出版社最近建立了一家盲文創(chuàng)新中心，致 力于在較低的成本下生產(chǎn)整頁顯示的電子盲文點顯器。該中心的諾埃爾· H ·魯尼恩 表示“電活化聚合物技術(shù)這一令人興奮的成果已經(jīng)完全成熟，能為盲文點顯器的制造 提供真正的解決方案?！比毡緰|京大學(xué)聯(lián)合開發(fā)出了使用有機晶體管的薄膜型盲文顯示 器，用在柔性基板上形成的有機晶體管驅(qū)動高分子材料激勵器，通過電流控制表面產(chǎn)生 或消除突起，形成盲文。這種盲文顯示器厚度可達到約1毫米，重量也僅有幾克，具有 良好的發(fā)展前景。但目前尚未投入商用，且短期內(nèi)成本較高。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)和工藝簡單、使用方便以及節(jié)能的盲文凹凸 點的控制方法以及逐行驅(qū)動全頁盲文點顯器，具體技術(shù)方案如下[0005]一種盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)，包括字符頂桿、桿狀突出、活動板及其控制裝置、 字符頂桿運動控制裝置；[0006]所述桿狀突出連接在字符頂桿下端，字符頂桿在字符頂桿運動控制裝置和桿狀 突出帶動下作上下運動；所述活動板設(shè)有腰孔，字符頂桿垂直穿過腰孔，在活動板的底 層設(shè)有與所述桿狀突出形狀對應(yīng)的凹槽；所述活動板在活動板控制裝置帶動下平移，凹 槽隨活動板移動，桿狀突出進出凹槽，帶動字符頂桿在腰孔內(nèi)上下運動；腰孔的長度方 向與活動板的運動方向一致；所述字符頂桿運動控制裝置包括彈性體和電磁組件，所述 字符頂桿下端還設(shè)有銜鐵，電磁組件通過對銜鐵的施力進而對字符頂桿施力；所述彈性 體和電磁組件對字符頂桿施力方向相反；[0007]對于盲文的凸點狀態(tài)即初始狀態(tài)所述桿狀突出在活動板的凹槽內(nèi)，在彈性體 和腰孔邊沿摩擦對字符頂桿共同施力下，使字符頂桿保持伸出；[0008]對于盲文的第一中間狀態(tài)所述活動板平移，所述桿狀突出被擠在活動板的凹 槽外，桿狀突出受凹槽外部的板體壓迫和彈性體對字符頂桿共同施力下，使字符頂桿回 縮；[0009]對于盲文的第二中間狀態(tài)所述活動板回移，字符頂桿在彈性體和電磁組件共 同施力下，使字符頂桿保持回縮；[0010]對于盲文的凹點狀態(tài)所述活動板復(fù)位；所述桿狀突出在活動板的凹槽外，且 不受活動板的壓力；在彈性體和腰孔邊沿摩擦對字符頂桿共同施力下，使字符頂桿保持 回縮。[0011]所述彈性體是彈簧絲，該彈簧絲支撐在桿狀突出下方；所述電磁組件包括磁 腔、以及磁腔下方設(shè)置的鐵芯和電磁線圈；所述字符頂桿設(shè)在磁腔上方，銜鐵在磁腔 內(nèi)。[0012]所述腰孔內(nèi)壁上設(shè)有彈性接觸面，用來增加腰孔邊沿摩擦力。[0013]因為電磁線圈對銜鐵引力大小和二者距離的平方成反比，距離越大對于產(chǎn)生引 力的電流要求越大，而本結(jié)構(gòu)以及動作過程，是先使銜鐵與鐵芯接觸，再對線圈通電， 所以只需用很小的驅(qū)動電流就可以使銜鐵與電磁鐵芯保持接觸。在活動板移動過程中， 板下的凹槽邊沿對字符頂桿突出產(chǎn)生壓迫使頂桿下移，字符頂桿底端的銜鐵與電磁鐵芯 接觸；上述壓迫消失后，如電磁線圈通電，可保持吸合；上述壓迫消失后，如電磁線圈 不通電，在彈簧絲回彈力的作用下頂桿回復(fù)原位。[0014]一種使用上述盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)的逐行驅(qū)動全頁盲文點顯器，特征是包括多 個方模塊，每個方模塊由設(shè)在模塊殼體內(nèi)的6個盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)按照3行X2列排列 構(gòu)成；[0015]對于同一行的方模塊，[0016]各個盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)的活動板相連構(gòu)成一個活動板條，并受同一活動板控 制裝置驅(qū)動；活動板條上的腰孔的數(shù)量和位置與同一行方模塊中的字符頂桿對應(yīng)，所述 字符頂桿由相應(yīng)的腰孔中伸縮；[0017]對于同一列的方模塊，[0018]每個方模塊中處于同一列的第1、2和3盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)，其電磁組件分別 接在相同的第1、2和3驅(qū)動線上。[0019]所述活動板控制裝置是通過一個電機驅(qū)動的凸輪組轉(zhuǎn)動一周后完成全頁文字的 更換；凸輪組上設(shè)有與方模塊行數(shù)相同數(shù)量的凸輪，每個凸輪開有與方模塊行數(shù)相同 的槽，依行序在各個凸輪的相應(yīng)槽中嵌入撥塊，所述活動板條上設(shè)有與該撥塊對應(yīng)的凸 塊；電機轉(zhuǎn)動時，各個凸輪上的撥塊在依時序撥動凸塊，進而使活動板條平移，隨后釋 放活動板條；各個活動板條上還設(shè)有活動板條復(fù)位彈性體，使活動板條可以復(fù)位。[0020]所述對于每個方模塊中，各個盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)的電磁組件的高電位端分別 連在相應(yīng)的驅(qū)動線上，其低電位連在同一地線上。[0021]在各個方模塊的上方還設(shè)有面板，顯示板上設(shè)有通孔，所述字符頂桿穿在相應(yīng) 的通孔內(nèi)。[0022] 本實用新型以電磁鐵與彈簧絲組合驅(qū)動字符頂桿方法為基礎(chǔ)，采用壓吸的方 法，避免了電磁鐵在吸合時需要較大電流的問題；采用磨擦保持方法，可以在閱讀期間 無需給電磁線圈提供電流；采用逐行驅(qū)動方式，可以在翻頁時逐行供電，減小了瞬間電 流；對每一方進行模塊化，可以降低生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，總體上可以降低使用中的電 耗，減小生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性，降低生產(chǎn)成本，滿足盲人全頁閱讀的需求。


[0023]圖1-1 1-4是盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)示意圖，其中，[0024]圖1-1是初始狀態(tài)(凸點狀態(tài))示意圖、[0025]圖1-2是中間狀態(tài)示意圖、[0026]圖1-3是凹點狀態(tài)示意圖、[0027]圖1-4是回復(fù)到的初始狀態(tài)(凸點狀態(tài))示意圖。[0028]圖2-1 2-4是方模塊結(jié)構(gòu)示意圖，其中，[0029]圖2-1是方模塊俯視示意圖、[0030]圖2-2是方模塊左視剖視示意圖、[0031]圖2-3是方模塊主視剖視示意圖、[0032]圖2-4是方模塊仰視示意圖。[0033]圖3是電磁組件的驅(qū)動電路印制板布線圖。[0034]圖4-1、4-2是活動板條結(jié)構(gòu)示意圖，其中，[0035]圖4-1是活動板條的主視示意圖、[0036]圖4-2是活動板條的仰視示意圖。[0037]圖5-1 圖5-3是活動板控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中，[0038]圖5-1是凸輪撥動活動板條平移狀態(tài)示意圖、[0039]圖5-2是活動板條復(fù)位彈性體使活動板條復(fù)位狀態(tài)示意圖[0040]圖5-3是電機驅(qū)動的凸輪組轉(zhuǎn)動狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
[0041]
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本技術(shù)方案作進一步說明。[0042]全頁盲文點顯器[0043]1、盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)實例說明[0044]圖1-1是本例的全頁盲文點顯器的一個點單元(即盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu))初始狀 態(tài)剖面示意圖。圖中1.1為字符頂桿；1.2是點顯器的面板；1.3是活動板；1.4是常態(tài)下 活動板與頂桿的彈性接觸面(即腰孔內(nèi)壁上的彈性接觸面)；1.5是活動板底部的凹槽； 1.6是與頂桿成十字相交的桿狀突出；1.7是銜鐵，它與字符頂桿下端粘合；1.8是復(fù)位用 彈簧絲；1.9為磁腔；1.10為電磁鐵芯；1.11為電磁線圈；1.12為線圈外封盒。[0045]本例的字符頂桿，上部為直徑1.0_1.2mm的圓柱，且有一個對稱的桿狀突出， 下部的銜鐵為直徑1.8mm、由軟鐵材料制成的圓柱。[0046]如圖1-1，當(dāng)頁面要進行更換時，活動板1.3向左移動，在凹槽槽沿的壓迫下， 桿狀突出帶動頂桿及銜鐵沿磁腔向下運動，行程0.5mm，恰好使銜鐵與電磁鐵芯閉合，到達圖1-2所示狀態(tài)(中間狀態(tài))。[0047]如果此點要顯示凹點，電磁線圈通電，活動板回移時，銜鐵受到引力(引力大 于彈簧絲的彈力)固定不動，活動板完全復(fù)位后斷電，活動板的彈性接觸面與字符頂桿 左側(cè)面緊密接觸，磨擦力使字符頂桿不能回彈，故保持凹點直到下一次頁面更換，如圖1-3所示狀態(tài)(凹點狀態(tài))。[0048]如果此點要顯示凸點，則在上述過程中電磁線圈不通電，因此在活動板回移的 過程中，字符頂桿受彈簧絲回彈力的作用而回位，突出面板，并同時受活動板的彈性接 觸面與字符頂桿左側(cè)面的磨擦力作用使頂桿保持突出。[0049]2、方模塊實例說明[0050]圖2-1 圖2-4，其中，1.10是電磁鐵芯;1.11是電磁線圈;2.3是引腳;2.4是 模塊外盒(本例采用膠木盒)。[0051]按照盲文字符規(guī)則，每6個點單元按照3行X2列排構(gòu)成一個方模塊。一個方 模塊中的6個電磁鐵被封裝在一個膠木盒中，形成一個方電磁元件組模塊，如圖2-1 2-4。各線圈連接到相應(yīng)引腳上，其中一個引腳為6個線圈的公共地線。安裝時，每個 模塊引腳插入到驅(qū)動電路印制板的焊接孔中。[0052]如圖3，印制板是雙面印制板，3.1是行公共地線，同一行中每個線圈均有一端 與此相連，該地線通過行選通開關(guān)接總地線；3.2是線圈的驅(qū)動線，各行對應(yīng)的點單元的 線圈另一端均連相應(yīng)驅(qū)動線上，驅(qū)動線與字符譯碼驅(qū)動電路相連；3.3是焊接孔，安裝 時，方模塊的電磁組件的電磁組件引腳插入其中并焊接。各行對應(yīng)的點用同一根總線， 同一行用一條公共地線。[0053]3、本例的活動板控制裝置說明[0054]如圖4-1、4-2，4.1是用于字符頂桿穿過的腰孔；4.2是在具體工程實現(xiàn)時，安 裝支架用的通孔；1.5是活動板條底部的凹槽。[0055]如圖5-1 圖5-3，5.1是活動板條；5.2是活動板條的復(fù)位彈簧(即復(fù)位彈性 體)；5.3是凸輪，轉(zhuǎn)動時帶動活動板條向左移動約0.6mm后釋放，每一行方模塊對應(yīng)一 個凸輪，各凸輪上的撥塊所在位置不同；5.4是轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)時各凸輪依次帶動活動板條往 復(fù)移動一次；5.5是凸輪軸支架；5.6是齒輪組；5.7是電機。[0056]每40個方模塊構(gòu)成一行，每一行使用一個活動板條，活動板條上有能夠讓頂桿 穿過的、兩端為半園形的腰孔，可以左右移動，如圖4-1、4-2。在前述過程中，活動板 條的一次往復(fù)運動完成一行字的更換。[0057]全頁點顯器共有25行(并不限于25行)，通過一個電機驅(qū)動的凸輪組轉(zhuǎn)動一周 后完成全頁文字的更換。如圖5-1。圖5-3中，凸輪組有與行數(shù)相同個數(shù)的凸輪，每 個凸輪開有25個槽，依行序在每個凸輪的不同槽中嵌入一個撥塊。電機轉(zhuǎn)動時，各個 凸輪上的撥塊在不同的時間依次撥動活動板條上的凸塊，使活動板條向左移動，行程約 0.6mm,隨后釋放活動板條，活動板條在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位。[0058]本例的活動板條上還設(shè)有光電檢測開關(guān)，使活動板條釋放前開關(guān)觸發(fā)，與各電 磁線圈相連的驅(qū)動線被送入與該行文本數(shù)據(jù)對應(yīng)的點電壓，同時該行所有線圈的公共接 地開關(guān)導(dǎo)通，各線圈有的通電流，有的沒有電流，因此字符頂桿有的凸出，有的凹進。 活動板條完全復(fù)位后，公共接地開關(guān)斷開，所有線圈沒有電流。[0059]采用逐行驅(qū)動(每行一個活動板條和一個公共接地開關(guān))可以使各行對應(yīng)的點用 同一個驅(qū)動電路和總線，無論全頁有多少行，只需240個線圈驅(qū)動端口和240根驅(qū)動線。[0060]本例的全頁盲文點顯器具體工作過程如下[0061]1.手動觸發(fā)翻頁按鈕(上翻或下翻)，電機開始轉(zhuǎn)動。[0062]2.來自計算機或U盤的電子文本被轉(zhuǎn)換成盲文字符數(shù)據(jù)(該轉(zhuǎn)換電路和程序在現(xiàn) 有技術(shù)中可以容易實現(xiàn)，在此不進一步加以限制)，第一行的數(shù)據(jù)通過驅(qū)動電路加到相應(yīng) 驅(qū)動線上。[0063]3.第一個凸輪帶動第一行活動板左移0.6mm，字符頂桿被壓到與鐵芯接觸，同 時活動板條通過光電檢測開關(guān)觸發(fā)行總地線開關(guān)，電磁線圈通電。[0064]4.活動板條釋放，在復(fù)位彈簧的作用下回復(fù)原位。在這過程中，部分頂桿由于 相應(yīng)的電磁線圈上通了電流，字符頂桿保持下降位置，另外的字符頂桿由于沒有驅(qū)動電 流，字符頂桿在彈簧絲的作用下上升?；顒影鍡l復(fù)位后，板上的腰孔內(nèi)的左邊沿彈性接 觸面與字符頂桿緊密接觸，使字符頂桿位置固定。同時，活動板條復(fù)位后，行總地線斷 路，線圈電流消失。[0065]5.隨著電機轉(zhuǎn)動，第二個凸輪帶動第二行的活動板左移，重復(fù)上述2、3、4步驟。[0066]6.轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一周后，各行均進行了字符頂桿的上下位置調(diào)整，翻頁結(jié)束。
權(quán)利要求1.一種盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)，其特征是包括字符頂桿、桿狀突出、活動板及其控制 裝置、字符頂桿運動控制裝置；所述桿狀突出連接在字符頂桿下端，字符頂桿在字符頂桿運動控制裝置和桿狀突出 帶動下作上下運動；所述活動板設(shè)有腰孔，字符頂桿垂直穿過腰孔，在活動板的底層設(shè)有與所述桿狀突 出形狀對應(yīng)的凹槽；腰孔的長度方向與活動板的運動方向一致；所述字符頂桿運動控制裝置包括彈性體和電磁組件，所述字符頂桿下端還設(shè)有銜 鐵，電磁組件通過對銜鐵的施力進而對字符頂桿施力；所述彈性體和電磁組件對字符頂 桿施力方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)，其特征是所述彈性體是彈簧絲，該彈 簧絲支撐在桿狀突出下方；所述電磁組件包括磁腔、以及磁腔下方設(shè)置的鐵芯和電磁線
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)，其特征是所述腰孔內(nèi)壁上設(shè)有彈 性接觸面。
4.一種使用權(quán)利1、2或3任一所述盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)的逐行驅(qū)動全頁盲文點顯 器，其特征是包括多個方模塊，每個方模塊由設(shè)在模塊殼體內(nèi)的6個盲文凹凸點控制結(jié) 構(gòu)按照3行X2列排列構(gòu)成；對于同一行的方模塊，各個盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)的活動板相連構(gòu)成一個活動板條，并受同一活動板控制裝 置驅(qū)動；活動板條上的腰孔的數(shù)量和位置與同一行方模塊中的字符頂桿對應(yīng)，所述字符 頂桿由相應(yīng)的腰孔中伸縮；對于同一列的方模塊，每個方模塊中處于同一列的第1、2和3盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)，其電磁組件分別接在 相同的第1、2和3驅(qū)動線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逐行驅(qū)動全頁盲文點顯器，其特征是所述活動板控制裝置是 通過一個電機驅(qū)動的凸輪組轉(zhuǎn)動一周后完成全頁文字的更換；凸輪組上設(shè)有與方模塊行 數(shù)相同數(shù)量的凸輪，每個凸輪開有與方模塊行數(shù)相同的槽，依行序在各個凸輪的相應(yīng)槽 中嵌入撥塊，所述活動板條上設(shè)有與該撥塊對應(yīng)的凸塊；各個活動板條上還設(shè)有活動板 條復(fù)位彈性體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的逐行驅(qū)動全頁盲文點顯器，其特征是所述對于每個方模塊 中，各個盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)的電磁組件的高電位端分別連在相應(yīng)的驅(qū)動線上，其低電 位連在同一地線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6任一所述的逐行驅(qū)動全頁盲文點顯器，其特征是在各個方 模塊的上方還設(shè)有面板，顯示板上設(shè)有通孔，所述字符頂桿穿在相應(yīng)的通孔內(nèi)。
專利摘要盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)，包括字符頂桿、桿狀突出、活動板及其控制裝置、字符頂桿運動控制裝置；所述桿狀突出連接在字符頂桿下端，字符頂桿在字符頂桿運動控制裝置和桿狀突出帶動下作上下運動；所述活動板與字符頂桿垂直，在活動板的底層凹槽；所述活動板受控平移，桿狀突出進出凹槽，帶動字符頂桿上下運動。逐行驅(qū)動全頁盲文點顯器，包括多個方模塊，每個方模塊由設(shè)在模塊殼體內(nèi)的6個盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)按照3行×2列排列構(gòu)成；同一行方模塊，盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)的活動板相連構(gòu)成一個共同運動活動板條；活動板條上設(shè)有與字符頂桿對應(yīng)腰孔；同一列方模塊中，同列的第1、2和3盲文凹凸點控制結(jié)構(gòu)，其電磁組件分別接在相同的第1、2和3驅(qū)動線上。
文檔編號G09B21/00GK201812402SQ20102019251
公開日2011年4月27日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者王鈞銘 申請人:南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院