CN102290008A - 一种程控磁翻转数字显示装置 - Google Patents

Abstract

一种程控磁翻转数字显示装置，包括箱体、多个结构相同的数字显示方阵和程控电子线路。每个数字显示方阵包括多个结构相同的点阵组件，每个点阵组件包括多个结构相同的点阵单元和点阵单元支撑机构。点阵单元包括：磁翻转机构和电磁铁；磁翻转机构包括：显示面、支体和永磁体。点阵单元支撑机构，包括两个平行设置的侧板和多个隔板，两个侧板分别在相同位置向上延设有多个轴座。两个侧板之间有多个隔板，多个隔板将两个侧板之间的空间分隔成多个电磁铁室，在每个电磁铁室中安装一个电磁铁，每个磁翻转机构的转轴穿过两个侧板上相互对应的一对轴座上的两个安装通孔。本发明节能、无辐射、成本低且视觉友好，对现代显示技术的进步有重要意义。

Description

一种程控磁翻转数字显示装置

技术领域

本发明涉及将磁学、机械设计和自动控制技术应用于数字显示装置领域，特别涉及一种程控磁翻转数字显示装置。

背景技术

显示技术是现代信息技术的重要组成部分，是信息系统与人交互联系不可逾越的环节。随着信息技术的飞速发展，显示装置已日益成为人们工作、学习、娱乐的亲密伙伴。目前的各种显示装置，从显示原理到实现的技术途径，可以分成许多的类型。从用电子枪扫描的显像管到液晶显示屏、等离子显示屏、射光管投影到发光二级管点阵等形形色色，争奇斗艳，渗入了社会的各个角落，成为人们了解世界、掌握信息、传播知识和享受文明的窗口。

但是现有的显示技术仍存在着许多不尽人意之处，有些缺陷制约着显示技术的进一步推广和大规模应用：

1、能耗大。2007年，全球一共销售了1.67亿台家用电视机，微型计算机显示器1.26亿台，其中约4000万台是在中国市场销售的。这些显示器的功耗均在40W左右(视尺寸不同而不同)，按照平均每天开机4小时计算，每天就将消耗52亿度电。

2、成本高。目前液晶显示器占微型计算机产品总成本的比重已达到50％以上、占家用电视机产品总成本比重更高达80％-90％、各种发光显示的广告牌，显示部分占产品总成本的75-90％。

3、辐射问题。目前大多数显示器，无论是采用电子枪发射电子束，还是采用液晶板发光等，都会成为某种射线的辐射源。尽管现有产品在技术上采取了很多的措施降低辐射，减少辐射损害，但一直无法从根本解决。

4、发光闪烁和光污染问题。目前大多数显示都是通过高达每秒25次以上的快速扫描或50赫兹以上的交变电流使显示件发光的。这种情况产生的一个共同问题是发光闪烁，极容易使人的眼睛产生疲劳，产生光污染。人们长时间观看屏幕会非常不适，甚至损害健康。

一种程控磁翻转数字显示装置就是避开现有显示装置用指针，LED或液晶等来进行显示的设计思路而创造的一种低能耗、高环保、无辐射、不闪烁，制造和运行成本都较低的显示装置。

发明内容

本发明的目的在于提供弥补目前显示装置的上述缺陷的一种程控磁翻转数字显示装置。

采用的技术方案是：一种程控磁翻转数字显示装置，包括箱体、多个结构相同的“数字显示方阵”和程控电子线路。在箱体内装设有固定板和平板，所述的平板上开设有多个套装“数字显示方阵”的窗口。

箱体的前面板为透明面板，透明面板固定在箱体上，在箱体的后面装设一个后盖板，后盖板将各种零部件封闭在箱体内。

其技术要点在于：“数字显示方阵”包括多个点阵组件，多个点阵组件在“数字显示方阵”中平行纵向设置，每个点阵组件作为“数字显示方阵”中的一列。

每个点阵组件包括多个结构相同的点阵单元和点阵单元支撑机构；所述的点阵单元包括：磁翻转机构和电磁铁。磁翻转机构包括：显示面、支体和永磁体。支体内设置有永磁体槽，将永磁体装设于永磁体槽内。在支体上通过转轴通孔装设有转轴，所述的转轴与支体固定连接；在转轴的两端分别装设有垫片。

点阵单元支撑机构，包括两个平行设置的侧板和多个隔板，两个侧板分别在相同位置向上延设有多个轴座；两个侧板之间固定有多个隔板。多个隔板将两个侧板之间的空间分隔成多个电磁铁室，电磁铁室的数量与磁翻转机构数量对应；在每个电磁铁室中安装一个电磁铁，多个磁翻转机构的多个转轴穿过两个侧板上相互对应的每对轴座上的两个安装通孔。

将多个点阵组件平行纵向地固定在固定板上。程控电子线路为已知技术。

其优点在于：1、节能：在不变换显示内容的情况下，本发明靠永磁体的磁力保持显示内容不变，此时能耗几乎为零。对于告示牌、通知栏、户外广告等设施，采用本发明，可节电90％以上。对于无法保持电力持续供应的边远地区，本发明使自由变换显示成为可能。

2、无辐射：现有的所有显示装置从原理上讲几乎都是发光显示，产生辐射几乎无法避免。本发明所涉及的是反光显示，通过反射日光实现显示，所以不产生任何射线，不产生电子垃圾，是一种无污染、无辐射的装置。

3、成本低：本发明装置结构简单，全部采用环保材料，制造费用低，加工容易，适于批量生产，在显示内容不做高频变换的应用领域，可以大幅降低运行成本，适用于大面积的显示内容变换频率较低的各种领域。

4、无闪烁，视觉友好：由于本发明采用反光显示原理，了解本装置显示的内容和观察任何真实物品一样，视觉非常友好，没有任何闪烁，不会产生视觉疲劳。

附图说明

图1为一种程控磁翻转数字显示装置的侧视图。

图2为磁翻转机构结构图。

图3为一种程控磁翻转数字时钟面板示意图。

具体实施方式：

从时钟的发展历史来看，从最早出现的我国东汉时期张衡制造的漏水转浑天仪机械钟，发展到19世纪石英电子钟，时钟技术在应用研究、国防、和国民经济建设中得到普遍的应用，如航空航天、通讯、卫星发射、信息高速公路、地质测绘、导航通信、电力传输和科学计量等。随着现代社会的高速发展，时间的概念显得更为重要，特别是现代数字通信网的发展，各种政治、文化、科技和社会信息的协调都是建立在严格的时间同步基础上的。

现以时钟为例给出一种程控磁翻转数字显示装置的一个实施例：一种程控磁翻转数字时钟。

一种程控磁翻转数字时钟，包括箱体18、四个结构相同的“数字显示方阵”14和程控电子线路。箱体18是由非金属板材制成的箱式方形体，在箱体18内装设有固定板15和平板30，本实施例中所述的平板30上开设的多个套装“数字显示方阵”的窗口32为四个窗口：第一窗口19、第二窗口20、第三窗口21和第四窗口22。平板30下方标有产品名称、专利号及研制单位等内容。

箱体18的前面板为一个非金属板材制作的透明面板24，透明面板24固定在箱体18上，在箱体18的后面装设一个塑料制成的后盖板25，后盖板25将各种零部件封闭在箱体18内。

“数字显示方阵”14包括五个点阵组件，五个点阵组件在“数字显示方阵”14中平行纵向设置，每个点阵组件作为“数字显示方阵”中的一列。

每个点阵组件包括多个结构相同的点阵单元和点阵单元支撑机构；所述的点阵单元包括：磁翻转机构和电磁铁13。磁翻转机构包括：显示面1、支体2和永磁体23。永磁体23包括第一永磁体3和第二永磁体6。显示面1和支体2为塑料注塑而成，显示面1为白色，支体2为黑色。支体2内设置有永磁体槽7，将第一永磁体3的S极和第二永磁体6的N极相对地装设于永磁体槽7内，两个永磁体上的第一球面凹槽26和第二球面凹槽27分别与转轴5紧密接触。在支体2上通过转轴通孔8装设有转轴5，所述的转轴5与支体2固定连接；在转轴5的两端分别装设有垫片4。

点阵单元支撑机构，包括两个平行设置的侧板9和八个隔板10。侧板9为塑料制成，两个侧板9分别在相同位置向上延设有七个轴座31；两个侧板9之间等距离固定有八个塑料隔板10。两个侧板9、十四个轴座31和八个隔板10为一次注塑成型的整体结构。多个隔板10将两个侧板9之间的空间分隔成七个电磁铁室11。在每个电磁铁室11中安装一个电磁铁13，电磁铁13的工作电压12伏，线圈电阻约为270欧姆，匝数为2000-2500匝，半径为4-5毫米。通电时电磁铁13的铁芯端点表面约可产生50-80克的电磁力，通电时铁芯端点中心的磁感应强度约为100-200高斯。磁翻转机构的七个转轴5穿过两个侧板9上相互对应的七对轴座31上的七对安装通孔12。

使用自攻钉通过多个第一螺钉孔16和多个第二螺钉孔17将各个点阵组件固定在固定板15上。

其工作原理为：在未通电或没有信号输入的情况下，磁翻转机构中的永磁体和电磁铁中的铁芯相互吸合，使显示的内容得到保留；输入反向电流时，电磁铁产生的极性使磁翻转装置翻转为显示状态，即显示面1垂直于水平面，显示面1支撑于第二支撑面29上；输入正向电流时，电磁铁产生的极性使磁翻转装置翻转为非显示状态，显示面1支撑于第一支撑面28上，即显示面1在显示位置基础上向后翻转一个角度，该角度大于90度，小于120度。给电磁铁输入的脉冲电流方向，根据显示需要，由程控电子线路控制，程控电子线路为已知技术，故不重复叙述。

处于显示状态的多个白色显示面1位于同一平面上，显示字体为白色。一种程控磁翻转数字时钟共显示四个数字也就是前两位数字显示“小时”，后两位数字显示“分钟”。例如08:08，即8点零8分。

产品操作方法：一种程控磁翻转数字时钟的分辨率可自行选择采用3*5或5*7等各种“数字显示方阵”，四组“数字显示方阵”组合起来，通过程控电子线路实现控制后，即可制成时钟。使用时只要接通时钟电源，用手工调节赋予归零信号或根据即时的时间输入相应时间信号，时钟即可显示并自动工作。除交流供电外，还可用12V或6V的干电池、蓄电池、锂电池等各种直流电源为时钟供电。以800*500程控磁翻转数字时钟为例，程控磁翻转数字时钟每小时耗电小于等于0.005度。4安/时的电池可用一个月以上。

Claims (2)

1.一种程控磁翻转数字显示装置，包括箱体(18)、多个结构相同的数字显示方阵(14)和程控电子线路；在箱体(18)内装设有固定板(15)和平板(30)，所述的平板(30)上开设有多个套装数字显示方阵的窗口(32)，箱体(18)的前面板为一个透明面板(24)，透明面板(24)固定在箱体(18)上，在箱体(18)的后面装设后盖板(25)；其特征在于：

每个数字显示方阵(14)包括多个结构相同的点阵组件，所述的多个点阵组件在数字显示方阵(14)中平行纵向设置，每个点阵组件作为数字显示方阵(14)中的一列；

每个点阵组件包括多个结构相同的点阵单元和点阵单元支撑机构；所述的点阵单元包括：磁翻转机构和电磁铁(13)；磁翻转机构包括：显示面(1)、支体(2)和永磁体(23)；支体(2)内设置有永磁体槽(7)，将永磁体(23)装设于永磁体槽(7)内；在支体(2)上通过转轴通孔(8)装设有转轴(5)，所述的转轴(5)与支体(2)固定连接；在转轴(5)的两端分别装设有垫片(4)；

点阵单元支撑机构，包括两个平行设置的侧板(9)和多个隔板(10)，两个侧板(9)分别在相同位置向上延设有多个轴座(31)；两个侧板(9)之间固定有多个隔板(10)，多个隔板(10)将两个侧板(9)之间的空间分隔成多个电磁铁室(11)，电磁铁室(11)的数量与磁翻转机构数量对应；在每个电磁铁室(11)中安装一个电磁铁(13)，每个磁翻转机构的转轴(5)穿过两个侧板(9)上相互对应的一对轴座(31)上的两个安装通孔(12)；

将多个点阵组件平行纵向地固定在固定板(15)上。

2.根据权利要求1所述的一种程控磁翻转数字显示装置，其特征在于：每个数字显示方阵(14)包括五个点阵组件，五个点阵组件平行纵向设置；每个点阵组件作为数字显示方阵(14)的一列，每个点阵组件包括两个平行设置的侧板(9)和七个点阵单元，两个侧板(9)在相同位置分别向上延设有七个轴座(31)，两个侧板(9)之间固定有八个隔板(10)，八个隔板(10)将两个侧板(9)之间的空间分隔成七个电磁铁室(11)；在每个电磁铁室(11)中安装一个电磁铁(13)，将七个磁翻转机构的七个转轴(5)分别穿过两个侧板(9)上相互对应的七对轴座(31)上的七对安装通孔(12)。

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