CN102176293B - 点阵式磁控凸点盲文显示器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种点阵式磁控凸点盲文显示器，由表壳、触点模块组成点触点阵列及线路板组成。其中触点模块包括触点外壳、底座、线圈、铁芯、顶杆、永磁体、定位销、触点及弹簧。在外部电路提供的驱动力作用下，电磁体推动永磁体产生的作用力与弹簧的作用力共同作用下实现定位销滑片在底座位置的变化及锁定，从而实现触点状态在平整与凸起间的转换与锁定。底座上的弹性金属片构成反馈通路可用于反馈触点所处的状态。通过在触点外壳、底座、顶杆、永磁体、定位销、触点及弹簧的表面喷涂聚四氟乙烯来降低部件运动时的摩擦力，缩短触点反应时间及降低错误显示率。该显示器可用于各种盲文显示设备上。

Description

点阵式磁控凸点盲文显示器

技术领域

本发明属于盲文阅读工具领域，尤其是点字盲文、图形显示器领域。

背景技术

盲文点字显示器的关键技术在于盲文触点的凸起与平整两种状态的转换及锁定，从而实现盲文文本的显示。

常见的盲文点字显示技术主要是通过磁、电或温度来控制材料的形变，从而控制盲文触点在凸起与平整之间的转换。

专利号CN03256935.1及专利号CN200510105242.8都是利用平行排列的阶梯状压电片来控制盲文触点的移动。但此类盲文点字显示器都存在机械结构复杂，活动部件较多，整体结构的强度低，压电片的更换不方便，生产流程复杂，零件制作成本高和加工难度大的不足。

专利号CN00226103.0以及专利号CN200810047306.7专利号CN201010132557.2都是采用SMA(Shape Memory Alloy)形状记忆合金作为形变材料的温控形变盲文点字显示器。两者都是通过电流使记忆合金材料温度升高，使材料发生定向形变，从而使盲文触点凸起。其中专利号CN00226103.0在通电使触点凸起后，若停止供电，记忆合金并不会立刻自动恢复原状，而今是随着温度的还原而逐渐软化，用户需要主动将触点按下，这不符合盲文点字显示器的功能要求。专利号CN200810047306.7通过驱动电路控制双程记忆合金片的加热，若长时间运作将造成合金片温度过高，容易使链接零件变形而导致部件损坏，降低了设备的耐用性。同时形状记忆合金材料的成本高，有碍于盲文点字显示器的普及与推广。

专利号CN201010132557.2采用电磁体推动永磁体方式实现触点的凸起与平整，但并未提供触点凸起与平整两种状态锁定的实现方法和装置。

发明内容

为了克服现有盲文点字显示装置生产难度大，材料成本高，触点状态锁定困难的不足，本发明提供采用磁力作为驱动力，使用简单机械装置实现触点的状态在凸起、平整间转换及状态锁定，从而实现盲文点字显示的装置。装置同时提供触点状态反馈信号，便于外部电路实现对触电状态的检测，对错误显示点进行纠正。

本发明通过以下技术方案实现。

显示器结构：

图1是本点阵式磁控凸点盲文显器的结构图，图2是显示器部件侧面视图，图3是显示器部件侧面俯视图。图4为各部件俯视图。图5为纵剖面组装图。显示器由线路板3、触点模块组成的阵列及表壳1组成。触点模块包括触点外壳4、底座5、线圈6、铁芯7、顶杆8、永磁体9、定位销10、触点11及弹簧12。表壳1上有触点孔2，触点将过该孔上升或下降。线路板3上布有连接电磁线圈和状态反馈线路的导线23，交叉处绝缘，分别与电磁线圈和底座5上的金属片13相连通。

图2为该盲文点字显示器触点模块零件的结构图。4为触点外壳，上部有用于触点通过的孔。5为底座，上部有旋转下降斜面17；在一侧旋转斜面缺口15处有两片相互绝缘的弹性金属片13通过导线分别与线路板上的两条反馈线相连通。14为底座上的定位槽，用于固定底座与顶杆的相对位置。6为线圈。7为铁芯。8为顶杆，其外径与底座内径相同，边缘有两对旋转升降斜面16，中部有套筒19，下部有卡位凸点18，组装时嵌入底座定位槽14中，用于固定顶杆与底座的相对位置。9永磁体。10为定位销，定位销的滑片21厚度大于底座与顶杆的边缘厚度之和，外径与底座外径相同，中部有转轴20。定位销滑片到达顶杆边缘最低点时，顶杆中部套筒19不会接触定位销圆盘平面。11为触点，底部有孔，使其置于定位销之上时，底面不与定位销上部表面相接处，可减小定位销旋转时受到的摩擦力。12为弹簧。

图5是显示器纵剖面组装图，从上到下依次为1、4、12、11、10、8、9、5、6、7、3。右侧图片为去除触点外壳4且旋转一定角度后的剖面图，便于清楚显示构造。

除线路板3、弹性金属片13、线圈6、铁芯7外，其他所有零件内外表面均应喷涂聚四氟乙烯涂层以降低摩擦力，有利于提高触点反应速度及降低错误显示率。

驱动原理：

当接收到外来显示信号时，电路板上的控制单元通过寻址首先将信号其转换为驱动电流，控制电磁铁的通断。

触点初始状态为平整，状态由平整向凸起转换过程：

触点初始为平整状态，即定位销的滑片位于底座的边缘缺口处。永磁体9受到电磁体6、7向上的排斥力推动顶杆8向上运动，由于顶杆与定位销10同轴且通过滑片21斜面接触，顶杆又推动定位销10向上运动，定位销推动触点11向上运动，压缩弹簧12。当顶杆的边缘斜面高过底座的边缘时，定位销的滑片在弹簧作用下沿顶杆边缘斜面17旋转90度至顶杆边缘缺口处，触点凸起，驱动电流切断后，在弹簧作用下，触点、定位销、顶杆向下运动，定位销滑片沿底座边缘斜面滑动旋转90度至底座缺口对面，同时推动顶杆向下运动，触点锁定在凸起状态。两金属片13在滑片21离开后分离，使底座上的两条信号反馈线开路，通过外部电路可读出触点的状态。

触点初始状态为凸起，状态由凸起向平整转换过程：

触点初始为凸起状态，即定位销的滑片位于底座边缘缺口对面处。永磁体9受到电磁体6、7向上的排斥力推动顶杆8向上运动，由于顶杆与定位销10同轴且通过滑片21斜面接触，顶杆又推动定位销10向上运动，定位销推动触点11向上运动，压缩弹簧12。当顶杆的边缘斜面高于底座的边缘时，定位销的滑片在弹簧作用下沿顶杆边缘斜面17旋转90度至顶杆边缘缺口处，触点凸起，驱动电流切断后，在弹簧作用下，触点、定位销、顶杆向下运动，定位销滑片沿底座边缘斜面滑动旋转90度至底座缺口处，同时推动顶杆向下运动，触点锁定在平整状态。两金属片13收到滑片21挤压接触，底座上的两条信号反馈线短路，通过外部电路可读出触点的状态。

本发明实现触点状态装换时，不用改变电流方向，实现了触点状态的锁定，同时可以提供触点状态检测信号。

 附图说明

图1是本盲文点字阵列显示器的结构图

图2是本盲文点字阵列显示器部件侧面视图

图3是本盲文点字阵列显示器部件侧面俯视图

图4是本盲文点字阵列显示器部件俯视图

图5是本盲文点字阵列显示器纵剖面组装图。

具体实施方式：根据图2、3、4、5，触点外壳4底面及顶面正方形边长与底座5的外径相同，外壳底部突出部分用于固定底座5。底座5是空心圆柱体，顶部有2个旋转下降的斜面17，缺口处与缺口对面处有一定的高度差，此高度差决定了触点凸起与平整状态间的高度差。顶杆8外径与底座内径相同，边缘有两对旋转升降斜面16。定位销10的转轴20插入顶杆套筒19后，定位销滑片21到达顶杆边缘斜面16最低点时，套筒19不会接触定位销圆盘平面。滑片21厚度大于底座与顶杆边缘厚度之和，外径与底座相同，但与套筒间仍有间隙。触点11，底部有孔，置于定位销之上时，底面不与定位销上部表面相接处，可减小定位销旋转时受到的摩擦力。

将触点按照阵列形式安装在线路板上，连通线圈导线与反馈信号线。通过连接外部寻址、驱动及状态检测电路实现文字或图形的显示。

Claims (3)

1.一种点阵式磁控凸点盲文显示器，由线路板、触点模块阵列和表壳组成，其特征是：线路板接收驱动电流控制排列成点阵形式的每个触点模块可以在不改变驱动电流方向情况下，实现触点在凸起与平整状态间的转换和锁定，每个触点模块状态可以独立锁定，触点模块的状态信号可以反馈给外部电路，实现盲文及图形的显示及状态反馈，触点模块包括：触点外壳、底座、线圈、铁芯、顶杆、永磁体、定位销、触点及弹簧，所述线圈、铁芯与永磁体作用产生的驱动力和弹簧产生的驱动力共同作用下使顶杆(8)推动定位销(10)在底座(5)和顶杆的升降边缘上旋转运动，由于底座和顶杆升降边缘的相对位置保持错开，使定位销滑片(21)在顶杆和底座边缘上产生相对运动，同时由于旋转时定位销滑片所处底座边缘位置存在高低差异，从而实现触点状态在凸起与平整间的转换及锁定。

2.根据权利1所示的点阵式磁控凸点盲文显示器，其特征是：触点模块中的底座上有两片弹性金属片，当定位销滑片(21)挤压或离开金属片使它们接触或分离，实现触点状态信号对外部电路的反馈。

3.根据权利1所示的点阵式磁控凸点盲文显示器，其特征是：触点模块中的触点外壳、底座、顶杆、永磁体、定位销、触点及弹簧的表面喷涂聚四氟乙烯以降低部件运动时的摩擦力。