CN101467193A - 触摸杆显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种触摸杆显示装置包括：用于布莱叶盲文显示的触摸杆20；用于支撑触摸杆和允许触摸杆20前后移动的支撑外壳30；用于使触摸杆的末端20从触觉表面35提高到所需高度(ON状态)的凸轮40；使触摸杆20偏离凸轮40的压缩线圈弹簧10；为了使凸轮40向前转动从而将触摸杆处于ON状态而通过电流加热的形状记忆丝60；使凸轮向后转动从而使触摸杆20下降到触觉表面35的水平(OFF状态)的凸轮返回板50。即使处于ON状态的触摸杆20被用户用力按压，或者断开提供给形状记忆丝60的电流，触摸杆20也不会下降，因为凸轮40的上表面支撑触摸杆20的下表面。所有的触摸杆20都可以通过凸轮返回板50的简单往复运动下降到OFF状态。

Description

触摸杆显示装置
技术领域
本发明涉及用来显示由多个点(例如，4个点)的大致半球形突出部分(或触摸杆)形成的布莱叶盲文数字，或由多个点(例如，6个点或8个点)的大致半球形突出部分(或触摸杆)形成的任意布莱叶盲文字符，或任意布莱叶盲文图形的触摸杆显示装置。更具体的，本发明涉及一种触摸杆显示装置，该装置使用凸轮和形状记忆丝将触摸杆的端部从触觉表面提高到所需高度(“ON”(开)状态)。
背景技术
传统的触摸杆(布莱叶盲文)显示装置在一行用来显示的字符串中排列预定数量的布莱叶显示构件(布莱叶显示单元)，该显示构件机电地提高用于布莱叶盲文显示的多个触摸杆(布莱叶盲文销)的末端。视觉障碍者在这一行上滑动手指来触摸(阅读)，从而将信息传送给视觉障碍者。日本特许专利公开2005-070716提出一种触摸杆显示装置：在该装置的结构中，形状记忆丝(合金)的伸缩转化成凸轮的转动，凸轮将触摸杆推出，从而将形状记忆丝放置在与触摸杆大致垂直的方向上；并且在该装置的结构中，通过凸轮的形状或通过将弹簧和凸轮结合，从而执行肘节运动，在没有维持电流流动的情况下保持触摸杆的ON状态(该状态下，触摸杆的末端从触觉表面提高到高水平位置)。
然而，在日本特许专利公开2005-070716提出的触摸杆显示装置中，用于布莱叶盲文显示的触摸杆之间的放置距离接近，例如约2.5mm至3mm，从而放置螺距很小。因此，如同一专利公开的图3和图4所示，如果结合弹簧13，触摸杆纵向的轴心和凸轮的旋转轴心不会彼此靠近。特别地，凸轮的旋转轴心必须离触摸杆的纵向轴心足够远，从而避免用来将触摸杆推出的凸轮之间相互干扰。然而，形状记忆丝在触摸杆的ON状态下是不传导的，因此如果凸轮的旋转轴心离触摸杆的纵向轴心足够远，凸轮无法固定以及支撑触摸杆，因为当手指用0.1N至0.3N大小的力量触摸以按压触摸杆时，即使处于ON状态的触摸杆位于凸轮表面上，也会有一个转力矩作用在凸轮上而导致凸轮的旋转。为了解决这个问题，弹簧13必须与凸轮结合从而运行凸轮执行肘节运动。
另外，触摸杆不会自动地返回到OFF(关)状态(该状态下，触摸杆的末端大致位于与触觉表面相同的水平)，除非用手指按压触摸杆，否则不会返回到OFF状态。相反地，将用于支撑触摸杆的力设定为支撑力，从而当用强有力的手指力量按压时，触摸杆返回到OFF状态。然而，设定这种支撑力意味着很难将触摸杆稳定地保持在OFF状态。而且，如果通过压缩线圈弹簧让触摸杆一直偏离凸轮而使得触摸杆能够自动地返回到OFF状态，那么需要有一个转力矩作用在凸轮上。因此，在ON状态存在一种风险，那就是应当处于静止状态的凸轮被迫转动。因此，通过使用压缩线圈弹簧不可能运行触摸杆自动地返回到OFF状态。
因此，一旦使用手指按压并且将处于ON状态的所有触摸杆重置到OFF状态后，需要进行一个处理来重新触摸显示的触摸杆(布莱叶盲文)，从而导致极为复杂的触觉操作。当一直显示触摸杆(布莱叶盲文)时，这也是一个巨大障碍。此外，如同一专利公开中的附图所示的，形状记忆丝固定在滑轮的外围并通过支撑滑轮的缆线接地。因此，存在可能会引起不稳定的接触阻抗的风险。应当注意到同一专利的图1和图2中示出了不使用弹簧的触摸杆显示装置，假设把触摸杆放置在2.5mm至3mm的窄小缝隙是非常困难的，从而使得很难形成用于多行多列布莱叶盲文显示的触摸杆显示装置。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种触摸杆显示装置：该装置不需要在形状记忆丝上施加电流或引入肘节机制，例如使用弹簧，就可以将触摸杆保持在ON状态，即使凸轮的旋转轴心离(偏离)触摸杆(布莱叶盲文销)的纵向轴心较远；并且即使用强有力的手指力量按压触摸杆，该装置也可以防止由于凸轮的旋转而使触摸杆从ON状态移到OFF状态；同时该装置允许处于ON状态的触摸杆返回到OFF状态。
根据本发明，实现该目的的触摸杆显示装置包括：用于显示字符和/或图形的触摸杆；用于支撑和允许触摸杆前后移动的支撑外壳；用于将触摸杆的末端从触觉表面提高到所需高度的凸轮；用于将触摸杆偏离凸轮的弹簧；为了在某个方向上让凸轮转动前进从而将触摸杆的末端从触觉表面提高到所需高度而使用的电流加热的形状记忆丝；以及具有与凸轮啮合的凸轮返回构件的凸轮返回装置，和让凸轮返回构件往复运动的凸轮返回构件驱动源，从而当凸轮返回构件驱动源向前移动凸轮返回构件时，该往复运动让凸轮在一个方向上向后转动，从而将触摸杆的末端移动到大致对应于触觉表面的一个水平上。
本发明的触摸杆显示装置的结构允许处于ON状态的凸轮支撑触摸杆，并且即使在使用者的手指用大约1N(牛顿)到10N的强力按压触摸杆的情况下，也能防止触摸杆的末端从ON状态下降到OFF状态。这不再需要用维持电流来保持触摸杆，从而有可能减少能量。另外，通过凸轮返回板的简单往复运动和弹簧的弹力使触摸杆一直偏离凸轮，所有的触摸杆都能够瞬间自动地下降到接近触觉表面，即能够瞬间返回到OFF状态。这能够使得有可能使触摸杆显示装置简化，减小其尺寸，重量和成本。
优选地，形状记忆丝通过电刷使用电流来加热。更加优选地，触摸杆显示装置进一步包括集成地提供在凸轮上用于按压形状记忆丝的导线支撑配件，其中电刷弹性地与导线支撑配件接触，从而通过导线支撑配件使用电流来加热形状记忆丝。这能够使凸轮安全地连接到形状记忆丝上，并降低形状记忆丝上的传导阻抗，从而安全且稳定地提供功率给形状记忆丝。
此外，凸轮返回构件驱动源优选地包括一个发动机，在该发动机中，凸轮返回构件通过发动机的旋转作往复运动。否则，凸轮返回构件驱动源优选地包括一个电磁线圈，在电磁线圈中，凸轮返回构件通过电磁线圈的ON/OFF操作进行往复运动。这能够安全地使处于ON状态的触摸杆的末端下降到接近触觉表面附近。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的触摸杆显示装置的示意性正视图；
图2是触摸杆显示装置的示意性平面图；
图3是示出触摸杆OFF状态的触摸杆显示单元的主要部件的示意性侧面图；
图4是示出触摸杆的ON状态的触摸杆显示单元的主要部件的示意性侧面图；
图5A是示出使用凸轮返回板的发动机的驱动机制的示意性侧面图；
图5B是示出使用凸轮返回板的电磁线圈的驱动机制的示意性侧面图；
图6是沿着截面线S-S切割的图3触摸杆显示单元的主要部件的示意性横截面图；
图7是图6的触摸杆显示单元的主要部件的示意性底视图；
图8是一个控制电路的示意性框图，例如控制施加到形状记忆丝上的电流的电路。
最佳实施方式
图1是根据本发明一个实施例的触摸杆显示装置100的示意性正视图，而图2是触摸杆显示装置100的示意性平面图。触摸杆显示装置100能够显示4个数字布莱叶盲文，并由下述的以预定间隙排成一列的8个触摸杆显示单元200组成(使用两个触摸杆20A，20B)。从而，形成8个触摸杆20A的第一列和8个触摸杆20B的第二列。在由第一个触摸杆20A和第二个触摸杆20B附加的元素上分别加上后缀A和B，尽管这些后缀不加到第一列和第二列共有的元素上。图1是从第一列一侧看到的，排成一列的触摸杆单元200的正视图。
参考图1和图2，附图标记20A(20B)表示由不锈钢制成的分级触摸杆，40A(40B)表示由环氧树脂制成的凸轮，这些凸轮是对应于触摸杆20A(20B)提供的，而10A(10B)表示由钢琴丝制成的压缩线圈弹簧，用于使触摸杆20A(20B)偏离凸轮40A(40B)。在每个凸轮40A(40B)的上表面上形成的凸轮法兰41A(41B)具有平的侧表面41Aa，41Ac(41Ba，41Bc)和曲形侧表面41Ab(41Bb)以支撑和提高各个触摸杆20A(20B)，如下文所述。
在凸轮40A(40B)的下表面上形成凸轮杠杆构件45A(45B)。附图标记50表示具有凸出构件(下文所述的51A，51B)的凸轮返回板(凸轮返回构件)，当水平驱动时，凸出构件接触凸轮杠杆构件45A(45B)，从而在驱动方向上转动凸轮杠杆构件45A(45B)。附图标记30表示由聚苯乙烯树脂制成的支撑外壳，该支撑外壳包括：触摸杆导航构件30P，在其上端具有允许触摸杆20A(20B)通过，并支撑和允许触摸杆20A(20B)前后移动的触觉表面35和开口36；支撑外壳30C用于安装和支撑凸轮40A(40B)的凸轮；以及底部构件30T，用于安装金属外壳80A(80B)和外部连接端子71从而将形状记忆丝60A(60B)和电刷70分别与外部电连接以支撑整个装置，如下文所述。
附图标记65A表示由镀镍铜板制成的导线支撑配件，而60A(60B)表示导线直径为58um的形状记忆丝，其一端由导线支撑配件65A的压紧而被按压，而另一端穿过安装在支撑外壳30的底部构件30T中的金属外壳并通过金属外壳按压，从而可以被拉伸。附图标记70表示由磷青铜板制成的电刷，该电刷与导线支撑配件65A(65B)的旋转轴心弹性接触，80A(80B)表示由铜质制成的外部连接端子，将该端子压紧以固定在形状记忆丝60A(60B)的一端，而71表示形成电刷70一端的外部连接端子。很明显，应当注意到当显示布莱叶盲文数字时，数字的个数不仅仅可以是4个，而且能够任意地设定。
下文将说明本实施例的触摸杆显示装置100及其组成部件。一般来说，布莱叶盲文字符由三行两列的6个凸出点显示，而表示数字的布莱叶盲文字符(布莱叶盲文数字)由两行两列的4个凸出点组成。例如，图1和图2示出了根据显示4个数字的本实施例的触摸杆显示装置100。同样的，在一个通用触摸杆显示装置中，凸出点由直径大约为1.0mm到2.0mm的伸长销20A(20B)形成。为了显示方便，触摸杆20A(20B)的末端通过开口36从支撑外壳30的触摸杆导航构件30P上的触觉表面35提高约0.3mm到0.8mm。
各个触摸杆20A(20B)的末端优选地具有如半球形的曲面表面。触摸杆20A(20B)的材料优选地从不锈钢，以及诸如镍，经过防蚀处理的铝，黄铜，经过防锈处理的铁族元素，具有防菌效果的铜材料，树脂材料等等中选择。此外，由手指接触的触摸杆20A(20B)末端的表面优选地具有低的摩擦阻抗和光滑的精加工表面。更具体地，该表面优选地具有光滑的精加工表明，其中该表面的凹凸部分之间的水平差距不大于1.5um。该光滑的精加工表面允许用户长时间的触摸触摸杆20A(20B)而不会造成手指的龟裂或疼痛。如果触摸杆20A(20B)是由树脂材料形成，优选地从以下树脂材料中进行选择：聚丙烯，聚苯乙烯，ABS，聚酰胺，环氧树脂，丙烯酸，苯酚，氯乙烯，偏氯乙烯等。
为了使触摸杆20A(20B)的末端从触觉表面35提高到所需高度，结合凸轮40A(40B)和形状记忆丝60A(60B)来向前转动40A(40B)。更具体地，形状记忆丝60A(60B)的一端优选地通过由集成地提供在凸轮40A(40B)上的丝线支撑配件65A(65B)来按压，而另一端穿过嵌入在支撑外壳30的底部构件30T中的金属外壳并由金属外壳按压，从而拉伸形状记忆丝60A(60B)。为了使凸轮40A(40B)向前转动(逆时针方向：参考图3和图4)，在形状记忆丝60A(60B)上施加电流，从而使形状记忆丝60A(60B)收缩。
通过在形状记忆丝60A(60B)一端提供的外部连接端子80，弹性连接导线支撑配件65A(65B)的旋转轴心的电刷70，和连接到电刷70的低端的外部连接端子71之间施加电流，将电流施加到形状记忆丝60A(60B)。通过允许电刷与丝线支撑配件65A(65B)的旋转轴心弹性连接，能够使摩擦负载最小化，使转动丝线支撑配件65A(65B)和电刷70之间的接触阻抗稳定。因此，电刷70优选地是具有弹簧属性的以下材料中的一种：磷青铜板，弹簧钢板，黄铜板，镀镍钢板，不锈钢板等。
按压形状记忆丝60A(60B)的丝线支撑配件65A(65B)优选地由相对容易变形的软金属制成，例如铜，黄铜，镀镍软钢板，镀镍铝板等。优选地伸展导线支撑配件65A(65B)的一端以覆盖凸轮40A(40B)的旋转轴心。凸轮40A(40B)和丝线支撑配件65A(65B)的集成优选地通过压力装配并使丝线支撑配件65A(65B)固定到凸轮40A(40B)的一个侧表面形成的弧形槽中完成。很显然，不但可以使用嵌缝方法而且还可以使用粘贴方法这样的任意方法使导线支撑配件65A(65B)按压形状记忆丝60A(60B)。凸轮40A(40B)优选地由非金属材料制成，例如环氧树脂，聚缩醛树脂，聚苯乙烯树脂，聚酰亚胺树脂等树脂材料。
一般来说，触摸杆20A(20B)由用户的手指触摸和感知，该用户使用0.1至0.3N(牛顿)大小的力按压触摸杆20A(20B)末端的表面。然而，如果用户是一个初学者，并且由于诸如在触摸杆20A(20B)末端的表面上施加巨大的按压力这样的原因而让额外的按压力作用到触摸杆20A(20B)上，那么会存在一种风险，那就是触摸杆20A(20B)的末端可能下降到与触觉表面35相同水平的非显示位置(布莱叶盲文字符会消失)。此外，如果凸轮40A(40B)的旋转轴心在某种程度上远离触摸杆20A(20B)的轴心(纵向方向中)，那么通过使触摸杆20A(20B)偏离凸轮40A(40B)的压缩线圈弹簧10A(10B)在凸轮40A(40B)上施加一个旋转力矩。
为了防止从触觉表面提高的触摸杆20A(20B)下降，凸轮的外形优选地能够在其中触摸杆20A(20B)的末端从触觉表面35提高到所需高度的ON状态(称之为上死点)和其中触摸杆20A(20B)下降到与触觉表面35相同或接近的水平(大致对应于触觉表面35的一个水平)的OFF状态(称之为下死点)中防止触摸杆20A(20B)(在其底部)允许凸轮40A(40B)产生一个旋转扭矩。从而，凸轮40A(40B)的上表面上形成的凸轮法兰41A(41B)所具有的外形轮廓(具有下文中所描述的平侧面和曲侧面)可以提高触摸杆20A(20B)，并支撑处于ON状态和OFF状态的触摸杆20A(20B)。这允许凸轮40A(40B)旋转轴心的水平位置存在于处于ON状态和OFF状态的触摸杆20A(20B)的底部的水平范围(圆形表面)，其中触摸杆20A(20B)与凸轮40A(40B)，更具体地，与凸轮法兰41A(41B)接触。
即使断开形状记忆丝60A(60B)的电流，该结构也能够保持触摸杆20A(20B)的末端从触觉表面35提高到预定高度的状态(ON状态)或触摸杆下降到接近触觉表面的状态(OFF状态)。而且，即使将手指额外的按压力应用到处于ON状态的触摸杆20A(20B)上，触摸杆20A(20B)也不会下降。应当注意到在触摸杆20A(20B)的任何位置，通过压缩线圈弹簧10A(10B)使触摸杆20A(20B)一直偏离凸轮40A(40B)从而防止触摸杆不会无意识地的向上移动。触摸杆20A(20B)优选地是梯形的，从而在其周围提供压缩线圈弹簧10A(10B)。
从上面的描述可以明显看到，凸轮40A(40B)使触摸杆20A(20B)前后移动，而形状记忆丝60A(60B)使凸轮40A(40B)向前转动。换句话说，凸轮40A(40B)和形状记忆丝60A(60B)作为制动器，使触摸杆20A(20B)前后移动。优选地使用镍钛合金，包括钼和铌的钛合金等形状记忆合金作为形成形状记忆丝60A(60B)的形状记忆材料。本实施例使用形状记忆丝60A(60B)被电流加热而收缩的性能。如果形状记忆材料具有2％的畸变系数，为了获得0.5mm的收缩量，需要长度约为25mm的导线在本实施例的触摸杆显示装置100中，形状记忆丝60A(60B)的丝线直径设计约为58um。
为了获得触摸杆20A(20B)前后移动的长期稳定性，减小触摸杆显示装置100的尺寸，简化其装配工作等，需要正确处理形状记忆丝60A(60B)的末端。因此，在触摸杆显示装置100中，优选地在支撑外壳30的底部构件30T中嵌入一个可软焊的金属外壳(用铜，黄铜或可焊软钢等金属制成)，并通过金属外壳按压和固定形状记忆丝60A(60B)的末端。优选地将各个按压形状记忆丝60A(60B)的金属外壳按预定间隙放置在底部构件30T上作为外部连接端子80A(80B)，从而拉伸形状记丝线60A(60B)，并从外部连接端子80A(80B)施加电流(即施加ON/OFF信号)使相应的触摸杆20A(20B)前后移动。包括触摸杆导航构件30P，凸轮支撑构件30C和底部构件30T的支撑外壳30优选地通过树脂材料铸模形成。树脂材料优选地是聚丙烯，聚苯乙烯，ABS，聚酰胺，环氧树脂，丙烯酸，苯酚，氯乙烯，偏氯乙烯等。
根据本实施例，触摸杆显示装置100的一个特点是往复运动的凸轮返回板50(凸轮返回构件)使用作为在一个方向上转动凸轮40A(40B)的装置从而向后移动触摸杆20A(20B)(即从ON状态返回到OFF状态的方向)(也就是与基于形状记忆丝60A(60B)的收缩的凸轮40A(40B)的枢轴相对的枢轴)。优选地使用发动机或电磁体(电磁线圈)的驱动力(凸轮返回构件驱动源)使凸轮返回板50作往复运动。凸轮返回板50的往复运动和压缩线圈弹簧10A(10B)的弹簧力能够使凸轮40A(40B)向后转动从而使处于ON状态的所有触摸杆20A(20B)瞬间返回到OFF状态(即，重置)。
图8是控制电路120的示意性框图，例如在作为触摸杆20A(20B)前后移动的制动器的形状记忆丝60A(60B)上施加电流(施加ON/OFF信号)的控制电路。如图8所示，控制电路120包括并行输入/输出单元(PIO)121，中央控制单元(CPU)122，内存123和串行输入/输出接口(SIO)124。PIO121连接到CPU122，并接收来自6点显示键盘125和布莱叶盲文显示控制开关126来的信号，而所接收的信号由CPU122控制并传送到触摸杆驱动制动器127(例如，形状记忆丝60A(60B))。SIO124连接到CPU122和通用串行总线(USB)128。CPU122连接到内存123。CPU122提供一个输出信号给凸轮返回板控制器129以响应从PIO121，SIO124和内存123等接收的信号。凸轮返回板控制器129发送输出信号给凸轮返回板50，并控制凸轮返回板50的往复运动。
在下文中，为了更加详细的描述根据本实施例的触摸杆显示装置100，将参考图3至图7来描述作为触摸杆显示装置100中的一个单元构件的触摸杆显示单元200。图3和图4都是触摸杆显示单元200主要部分的示意性侧面图。图3示出了触摸杆20A，20B的末端下降到接近触觉表面35的水平的一个状态(OFF状态)，而图4示出了触摸杆20A，20B的末端从触觉表面35提高到一个水平的状态(ON状态)。在图3和图4中，触摸杆显示单元200包括显示字符和/或图形的触摸杆20A，20B。
触摸杆显示单元200进一步包括：支撑和允许触摸杆20A，20B前后移动的触摸杆导航构件30P；使触摸杆20A，20B的末端从触摸杆导航构件30P的触觉表面35提高到所需高度的凸轮40A，40B；为了使凸轮40A，40B在某个方向上向前转动从而使触摸杆20A，20B的末端从触觉表面35提高到所需高度而用电流加热的形状记忆丝60A，60B；使凸轮40A，40B在某个方向上向后转动从而使触摸杆20A，20B的末端下降到触觉表面35附近(大致对应于触觉表面35的水平)的凸轮返回板50(凸轮返回构件)。本实施例的一个特征是凸轮40A，40B的外部形状可以防止在触摸杆20A，20B的末端从触觉表面35提高到所需高度的ON状态和触摸杆20A，20B的末端下降到触觉表面35附近的OFF状态中的触摸杆20A，20B使凸轮40A，40B产生旋转扭矩。
更具体的，在凸轮40A，40B的上表面上形成的凸轮法兰41A，41B具有平的侧表面41Aa，41Ac，41Ba，41Bc和曲形的侧表面41Ab，41Bb，这些表面作为外部轮廓来提高触摸杆20A，20B，并支撑处于ON状态和OFF状态的触摸杆20A，20B。这允许凸轮40A(40B)的旋转轴心的水平位置存在于ON状态和OFF状态下的触摸杆20A(20B)的底部的水平范围(圆形表面)，其中触摸杆20A，20B与凸轮40A，40B，更具体的是与凸轮法兰41A(41B)接触。
换句话说，当在ON状态和OFF状态下垂直移动时，允许凸轮40A，40B的旋转轴心穿过触摸杆20A，20B的底部(圆形表面)。应该注意到，在以下描述的图3和图4中，参考字符y表示触摸杆20A，20B在纵向的轴心和凸轮40A，40B的旋转轴心之间的偏移量。根据触摸杆显示单元200的结构，并进一步根据本实施例的触摸杆显示装置100，这个偏移量y很小，触摸杆20A，20B在纵向上的轴心离凸轮40A，40B的旋转轴心不会很远(也不会要求其很远)。因此，触摸杆显示单元200的厚度，以及图3和图4径向上的触摸杆显示装置100的厚度会很小。
图3中，在相同方向上排列一对凸轮40A，40B，并在相同方向上转动，从而可以前后移动两个触摸杆20A，20B，触摸杆20A和20B形成布莱叶盲文数字的一列。此外，这种设计使得只有当使触摸杆20A，20B从触觉表面35提高到所需高度时(使它们处在ON状态)，在形状记忆丝60A，60B上施加电流使其收缩。凸轮返回板(凸轮返回装置)使用发动机或电磁线圈(电磁体)作为凸轮返回板50的驱动源(凸轮返回构件驱动源)使触摸杆20A，20B下降到触觉表面35附近(切换到OFF状态)。这将参考图5A和图5B进行说明。
图5A是示出使用凸轮返回板50的发动机55的驱动机制的示意性侧面图，而图5B是示出使用凸轮返回板50的电磁线圈58的驱动机制的示意性侧面图。如图5A所示，当使用发动机55时，在发动机55上安装偏心盘56，而偏心盘56通过连接板57连接到凸轮返回板50。偏心轴56随着发动机55的转动而转动，从而将偏心盘56的转动转化成凸轮返回板50的往复运动(水平运动)。另一方面，当使用如图5B所示的电磁线圈58时，电磁线圈58的电磁线圈芯59与凸轮返回板50连接，从而使凸轮返回板50通过电磁线圈的ON/OFF操作进行往复运动(水平运动)。
应当注意，尽管没有示出，但是可以使用发动机情况中的另一个方法，如下所示。凸轮返回板通过压缩线圈弹簧(不同于压缩线圈弹簧10A，10B)和凸轮(不同于凸轮40A，40B)夹在其两个末端之间。位于凸轮返回板的一个末端处的压缩线圈弹簧水平推拉凸轮返回平板。另一方面，凸轮与发动机同轴装配。当发动机旋转时，凸轮返回板的另一末端在凸轮的一个侧表面上滑动。通过凸轮的侧表面将凸轮返回板压向压缩线圈弹簧，从而随着发动机的转动而转动。在凸轮的侧表面上形成一个曲形的凸出部分，从而当曲形的凸出部分接触凸轮返回板时允许凸轮返回板移向压缩线圈弹簧，并在曲形凸出部分不接触凸轮返回板(当凸轮的另一个曲形部分接触凸轮返回板)时，通过压缩线圈弹簧的力量允许凸轮返回板远离压缩线圈弹簧。通过这种机制使凸轮返回板往复运动(水平移动)。
图3示出了一种状态，在这种状态中，没有对形状记忆丝60A，60B施加电流，因此形状记忆丝60A，60B不会收缩。因此，凸轮40A，40B不会提高触摸杆20A，20B。从而，在这种状态下，触摸杆20A，20B的末端下降到触觉表面35的附近。这种情况下，能够允许凸轮40A，40B的旋转轴心的水平位置存在于处于触摸杆20A，20B的底部接触凸缘41A，41B的平坦表面41Aa，41Ba的OFF状态的触摸杆20A，20B的底部(圆形表面)的水平范围。这使得触摸杆20A，20B稳定地保持在OFF状态。应当注意到凸轮返回板50的凸出构件51A，51B分别对应于凸轮40的凸轮杠杆构件45A，45B。它们相关联是由于凸轮返回板50的运动使凸出构件51A，51B分别与凸轮杠杆构件45A，45B啮合。然而，在图3所示状态中，凸出构件51A，51B不会与凸轮杠杆构件45A，45B啮合。
另外，考虑凸轮40A，40B的平板厚度方向上的放置和厚度尺寸从而防止在转动时一对左右凸轮40A，40B相互干扰。例如，在图3中，当仅仅逆时针转动右凸轮40A而使左凸轮40B静止时，右凸轮40A与左凸轮40B接触，从而彼此干扰。为了防止这一点，将左右凸轮40A，40B的凸轮法兰41A，41B厚度设计成稍小于凸轮40A，40B厚度的一半。另外，凸轮法兰41A，41B形成在偏离图3图上的后侧和前侧之间的凸轮40A，40B的侧表面的凸轮40A，40B上形成的位置。注意到与这些凸轮法兰41A，41B的厚度相关的元素的最佳尺寸是：各个触摸杆20A，20B的直径约为2mm，各个凸轮40A，40B的厚度约为1mm，而各个凸轮法兰41A，41B的厚度约为0.45mm。
被电流加热时，形状记忆丝60A，60B收缩。因此，如图4所示，凸轮40A，40B逆时针驱动。从而凸轮法兰41A，41B的曲形侧表面41Ab，41Bb在触摸杆20A，20B的底部上滑动。凸轮法兰41A，41B提高触摸杆20A，20B，从而使触摸杆20A，20B从触觉表面35提高到所需高度(如约0.5mm)，获得ON状态。如上所述，这种情况能够使凸轮40A，40B的旋转轴心的水平位置存在于ON状态下的触摸杆20A，20B底部(圆形表面)的水平范围，在ON状态下，触摸杆20A，20B接触凸轮法兰41A，41B的平坦表面41Ac，41Bc。这使得触摸杆20A，20B稳定地保持在ON状态下。更具体地，即使断开提供给形状记忆丝60A，60B的电流，在凸轮40A，40B上没有施加旋转扭矩，使得触摸杆20A，20B不会下降到触觉表面35。
接下来，在图4中，为了使触摸杆20A，20B下降到触觉表面35附近，使用运用图5A所示的发动机55或者图5B所示的电磁线圈的驱动机制(凸轮返回构件驱动源)。图4中，当用这种驱动机制使凸轮返回板50(凸轮返回构件)左移(凸轮返回板50的前向移动)时，凸轮返回平板50的凸出构件51在与凸轮杠杆构件45A，45B啮合的同时，拉动凸轮杠杆构件45A，45B。结果，图4中凸轮40A，40B顺时针转动，从而压缩线圈弹簧10A，10B的弹簧力使触摸杆20A，20B返回到OFF状态。此后，通过上述图4右端的驱动机制，当移动(凸轮返回平板50的返回)凸轮返回板50时，即恢复，那么触摸杆显示单元200从图4的状态返回到图3的状态。凸轮40A，40B的这种顺时针转动使收缩的形状记忆丝60A，60B机械地并且用力拉长。随后，凸轮返回板50返回到图4的右边，从而触摸杆显示单元200返回到图3状态(称之为重置状态或备用状态)。
接下来参考图6和图7，将描述丝线支撑配件65A如何支撑形状记忆丝60A(60B)，以及支撑外壳30的凸轮支撑构件30C如何支撑凸轮40A(40B)。图6是沿着截面线S-S切割的图3触摸杆显示单元200的主要部件的示意性横截面图；而图7是图6的触摸杆显示单元200的主要部件的示意性底视图。虽然图6和图7示出了在其上加有后缀A的触摸杆显示单元的一部分元件(如触摸杆20A)，他们与加有后缀B的其他元件(如触摸杆20B)是相同的。如图6所示，通过压紧使导线支撑配件65A(65B)(由镀镍铜材制成)的一端按压形状记忆丝60A(60B)，凸轮支撑配件的主要部分与凸轮40A(40B)集成，与凸轮40A(40B)的一个外表面排在一起，从而覆盖凸轮40A(40B)的旋转轴心。电刷70(例如，由磷青铜板制成)与导线支撑配件65A(65B)的旋转轴心弹性接触。这使得有可能最小化转动导线支撑配件65A(65B)和电刷70之间的摩擦负载，并稳定两者之间的接触阻抗。
如图6所示，电刷70优选地在其某部分具有银制的大致半球形接触装置72A(72B)，从而与丝线支撑配件65A(65B)弹性接触。凸轮40A(40B)由立在作为支撑外壳30的壁部分的凸轮支撑构件30C上的轴90A(90B)转动支撑。分别与相邻的两个丝线支撑配件65A，65B弹性接触的电刷70彼此之间优选地至少部分相连，并具有公用的外部连接端子71。这会增加电刷70的刚度，并固定其安装位置。此外，这使外部导线的连接端子个数减少了一个，从而减少了焊接的工作量。如图7所示，用于分别将形状记忆丝60A(60B)和传导物(如电刷70)弹性连接到外面的外部连接端子71和金属外壳80A(80B)连接到支撑外壳30的底部构件。
如上所述，根据本实施例的由排列多个(8个)这样的触摸杆显示单元200形成的触摸杆显示单元200和触摸杆显示装置100的一个特点是形成的凸轮40A，40B的旋转轴心存在于ON状态和OFF状态下的触摸杆20A，20B的底部(具有最大直径)。因此，例如在ON状态，即使用户手指在触摸杆20A，20B上施加额外的按压力，并且即使断开施加到形状记忆丝60A，60B上的电流，也有可能使触摸杆20A，20B稳定地保持在ON状态，并防止它们下降到OFF状态。
这消除了使触摸杆20A，20B保持在ON状态所需的维持电流，能够减少所需能量。此外，各自触摸杆20A，20B的形状记忆丝60A，60B的使用范围限制到最少，使得形状记忆丝60A，60B的使用数量和驱动形状记忆丝60A，60B所消耗的能量最小化。另外，通过凸轮返回板50简单的往复运动和压缩线圈弹簧10A，10B的弹簧力使触摸杆20A，20B一直偏向凸轮40A，40B，所有触摸杆20A，20B可以瞬时自动下降到触觉表面35附近，即可以瞬间返回到OFF状态。这使得有可能将触摸杆显示装置简化，减小其尺寸，重量和成本。
应该认识到本发明并不限于上述实施例，在本发明的精神和范围内可以作出各种修改。例如，虽然上述实施例示出了使用八行两列(原文如此，修正为：两行八列)的触摸杆20A，20B的触摸杆显示装置实例，但是还可能使用任意n行m列的触摸杆。本发明的上述描述中使用了优选实施例，但是这种说明并不意味着限制本发明。对于看过该说明书的本领域技术人员来说，各种修改是显而易见的。因此，所附权利要求应理解为涵盖落入本发明的精神和范围的所有修改和变化。
工业应用性
根据本发明的触摸杆显示装置可以用作ATM(自动取款机)，自动售货机，电梯等的布莱叶盲文显示端子。此外，本发明不仅可以用于狭义上的布莱叶盲文显示，而且可以用于布莱叶盲文图形的二维或三维显示等。

Claims (5)

1.一种触摸杆显示装置，包括
用于显示字符和/或图形的触摸杆；
用于支撑触摸杆和允许触摸杆前后移动的支撑外壳；
用于使触摸杆的端部从触觉表面提高到所需高度的凸轮；
用于使触摸杆偏离凸轮的弹簧；
为了在一个方向上向前转动凸轮从而使触摸杆的端部从触觉表面提高到所需高度而用电流加热的形状记忆丝；和
凸轮返回装置，包括与凸轮啮合的凸轮返回构件，和让凸轮返回构件往复运动从而使凸轮返回构件驱动源将凸轮返回构件前移时，将凸轮在一个方向上向后转动而将触摸杆的端部移到相应于触觉表面的一个水平的凸轮返回构件驱动源。
2.如权利要求1所述的触摸杆显示装置，其中，形状记忆丝通过电刷由电流加热。
3.如权利要求2所述的触摸杆显示装置，进一步包括用于按压形状记忆丝而在凸轮上集成的丝线支撑配件，其中，电刷与丝线支撑配件弹性接触，从而通过丝线支撑配件由电流加热形状记忆丝。
4.如权利要求1所述的触摸杆显示装置，其中，凸轮返回构件驱动源包括一个发动机，其中凸轮返回构件随着发动机的转动而作往复运动。
5.如权利要求1所述的触摸杆显示装置，其中，凸轮返回构件驱动源包括一个电磁线圈，其中凸轮返回构件通过电磁线圈的ON/OFF操作进行往复运动。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103413504A (zh) * 2013-07-29 2013-11-27 中国科学院电工研究所 一种机械式点阵显示器
CN104036672A (zh) * 2014-06-19 2014-09-10 游启麟 一种高续航低成本的便携式盲文点显器
CN107066101A (zh) * 2017-05-05 2017-08-18 浙江理工大学 触针自锁的触觉显示装置
CN107924644A (zh) * 2015-09-10 2018-04-17 V·R·查里 触觉图形显示器
CN110379286A (zh) * 2019-07-22 2019-10-25 焦作师范高等专科学校 一种适用于教学的机构运动模型

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5232329B2 (ja) * 2010-03-16 2013-07-10 アルプス電気株式会社 突体を有する電子機器
US8770981B2 (en) * 2010-04-30 2014-07-08 Board Of Trustees Of Northern Illinois University Actuation mechanism for braille displays
US9812033B2 (en) 2013-03-06 2017-11-07 Venkatesh R. Chari Tactile graphic display
KR101597913B1 (ko) * 2014-10-30 2016-03-03 김주윤 브레일 디스플레이, 이를 포함하는 전자 기기 및 지독 방향 설정 방법
KR101746469B1 (ko) * 2015-03-27 2017-07-03 주식회사 오파테크 점자 액츄에이터 및 이를 이용한 점자 출력 장치
WO2016190624A1 (ko) * 2015-05-27 2016-12-01 주식회사 트라이앵글와이드 핀을 포함하는 디스플레이 소자, 핀을 사용하는 디스플레이 시스템, 그리고 이의 디스플레이 방법
CN105100346B (zh) * 2015-08-10 2018-02-02 京东方科技集团股份有限公司 盲文显示终端、系统及方法
CN109154866A (zh) 2016-04-27 2019-01-04 株式会社Dot 信息输出设备
US10446058B2 (en) * 2016-05-24 2019-10-15 Blind Instruments, LLC Tactile pin actuator
KR101896088B1 (ko) * 2017-06-15 2018-09-06 주식회사 닷 정보 출력 장치
US10692400B2 (en) * 2017-08-08 2020-06-23 Educational Media Consulting, Llc Method of mechanically translating written text to Braille on computer programmed machine using motion haptic stimulation technology
WO2020215141A1 (pt) * 2019-04-25 2020-10-29 Universidade Estadual De Campinas Célula braille e dispositivo para comunicação em braille compreendendo a célula
US11640769B2 (en) * 2020-05-29 2023-05-02 Abenezer Ayana Modular refreshable braille display system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453012A (en) * 1992-09-30 1995-09-26 Robotron Pty Ltd Braille display
JPH09127859A (ja) * 1995-10-31 1997-05-16 Ricoh Co Ltd 点字表示装置
JP2802257B2 (ja) * 1996-05-13 1998-09-24 ケージーエス株式会社 点字セルモジュール
US6705868B1 (en) * 1998-03-18 2004-03-16 Purdue Research Foundation Apparatus and methods for a shape memory spring actuator and display
JP3624785B2 (ja) * 2000-03-21 2005-03-02 株式会社東北テクノアーチ 点字ピン駆動装置
JP3597129B2 (ja) * 2000-11-17 2004-12-02 Ｎｅｃアクセステクニカ株式会社 点字表示装置
EP1429307B1 (en) * 2002-12-10 2005-06-22 Askk Co.,Ltd. Rotating braille display device
JP2005070716A (ja) * 2003-08-27 2005-03-17 Advanced Peripherals Technologies Inc 点字表示装置
JP3959492B1 (ja) * 2006-02-03 2007-08-15 株式会社アスク 触覚ピン表示装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103413504A (zh) * 2013-07-29 2013-11-27 中国科学院电工研究所 一种机械式点阵显示器
CN103413504B (zh) * 2013-07-29 2015-09-23 中国科学院电工研究所 一种机械式点阵显示器
CN104036672A (zh) * 2014-06-19 2014-09-10 游启麟 一种高续航低成本的便携式盲文点显器
CN107924644A (zh) * 2015-09-10 2018-04-17 V·R·查里 触觉图形显示器
CN107066101A (zh) * 2017-05-05 2017-08-18 浙江理工大学 触针自锁的触觉显示装置
CN107066101B (zh) * 2017-05-05 2023-07-18 浙江理工大学 触针自锁的触觉显示装置
CN110379286A (zh) * 2019-07-22 2019-10-25 焦作师范高等专科学校 一种适用于教学的机构运动模型

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Publication number Publication date
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