CN103839458B - 一种盲文系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盲文系统，属于盲人信息交流技术领域。它包括五指盲文字符的书写工具、五指盲文字符的书写方法、五键键盘的按压操作结果、五指盲文的阅读工具、五指振套的结构、五指振套阅读五指盲文的方法和五指盲文字符的书写、记录和阅读过程等内容。本发明利用人体五个手指的按压功能和皮肤的触觉感知功能以及人体对时间的感觉识别功能，通过手指按压将机械信号转变为电信号，把电信号送入电脑处理，再将电信号转变为机械振动信号，通过感知触觉性振动剌激来实现盲人之间的信息交流。解决了现有盲文字符书写、阅读速度慢，容易出错，且盲文不好保存，不便出版的问题。

Description

一种盲文系统

技术领域

本发明涉及一种盲文系统，属于盲人信息交流技术领域。

背景技术

国际通用的现行盲文是braille发明的，由6个凸起点位表示的盲文字符，共有63个盲文字符，具备完整的信息表达功能。但现行盲文字符以实物形态的“方”为中心，对实现这个中心需要运用的人体生理功能考虑较少，落后于现代信息化发展步伐，因此存在如下缺点：

1、书写困难：现行盲文的书写要用锥笔、写字板，在写字板上夹上盲文纸，在规定的位置用锥笔锥出凸起点，一个字（方）最多要锥6个点。在锥的过程中要不断地换位，还要换行，整个过程要双手操作，要标准坐姿。因此书写速度慢，也容易出错。

2、阅读困难：盲文的阅读是利用食指指尖约1平方厘米的皮肤触觉感知6个点位是否有凸起，凸起的状态等信息辨别字符（方）。不经过艰苦训练学不会，在阅读时还要换列、换行，因此阅读速度慢，还容易出错。

3、记录困难：盲文记录在盲文纸上，纸张要求高，记载密度低，不好保存，价格昂贵，不便携带，出版物也不多。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种利用人体五个手指的按压功能和皮肤的触觉感知功能以及人体对时间的感觉识别功能，通过手指按压将机械信号转变为电信号，把电信号送入电脑处理，再将电信号转变为机械振动信号，通过感知触觉性振动剌激来实现盲人之间信息交流的盲文系统。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种盲文系统，其特征在于，它包括以下内容：

（1）五指盲文字符的书写工具：按键和五键键盘的结构

五键键盘有五个按键，五个按键按手指自然布局排布，每个手指管理一个按键，五个按键分别称为拇指按键、食指按键、中指按键、无名指按键和小指按键；按键由按键面、上导电触头、复位弹簧、引出电线和下导电触头构成，按键面的下面固装有上导电触头，按键面和上导电触头由复位弹簧支撑，复位弹簧的两侧制作有两个下导电触头，两个下导电触头上分别连接引出电线。

五键键盘与电脑通过接口连接，每个按键在按压期间输出电流导通信号，放弃按压期间不输出电流导通信号，五个按键的电流导通和中断信号分别通过五个通道接口输入到电脑进行处理、储存、传输、转换和提取。

（2）五指盲文字符的书写方法

用五个手指在五键键盘上执行按压操作书写五指盲文，按压操作方法如下：

、按压操作分为不按压、短按压、长按压和短促双击按压四种类型，如下表所示：

、五个手指按键按压规则如下表所示：

（3）、五键键盘的按压操作结果

根据排列组合和按压操作类型，得出五键键盘的按键在按压操作中生成93种按压操作信号状态，即93个五指盲文字符，如下表所示：

上表中每行表示五键键盘一次按压操作生成的电流输出结果，每个结果是与五个按键对应的五个电流信号状态，每个电流信号状态有确定位置，不能相互交换；因此，五键键盘一次按压操作的输出结果是一个以五个电流信号为元素的一维数组，表中每一行代表一个数组；1号到31号表示短电流信号数组，32号到62号表示长电流信号数组，63号到93号为短促双击电流信号数组。

表中每行表示一个五指盲文字符，即五个手指按照按压操作规则每次按压的结果是写出一个五指盲文字符。

（4）五指盲文的阅读工具：五指振套的结构

五指振套有五个振动指套，分别为拇指振动指套、食指振动指套，中指振动指套，无名指振动指套，小指振动指套；五个振动指套分别套在对应的手指上，用电流驱动时振动指套发生振动，没有电流驱动时不发生振动。所述的振动指套由电驱动振动体、弹性指套和驱动电线构成，弹性指套上装有电驱动振动体，电驱动振动体上连接有驱动电线，弹性指套套装在手指上；五指振套通过五个通道的接口与电脑连接，接受从电脑中提取的一组五个电流信号驱动对应振动指套发生振动。

（5）五指振套阅读五指盲文的方法

从存储五指盲文字符的电脑中提取一个五指盲文字符，一个五指盲文字符有五个电流信号，通过有五个通道的接口输送到五个对应振动指套激发振动，对佩戴振动指套的五个手指施加触觉性振动剌激。

由于施加在手指上的一组振动剌激被动地受制于五指盲文字符的特性，所以五指振套的振动也具有两个特性：

只有四种信号类型，如下表所示：

五个振动指套的振动遵守下表所示规则：

在一个五指盲文字符的驱动下，五个振动指套会产生一组振动状态，佩戴振动指套的人能通过感知哪些手指上有振动和振动类型识别五指盲文所携带的电流信号状态，从而阅读五指盲文。

（6）、五指盲文字符的书写、记录和阅读过程：

五键键盘的一次按压操作写入一个携带全部按压操作信息的五指盲文字符，五指盲文字符输送到电脑中记录，从电脑中提取五指盲文字符驱动振动指套，产生携带五指盲文字符信息（也是按压操作信息）的振动剌激组合，佩戴者用五个手指皮肤触觉功能识别哪些手指上有振动剌激、用时间感觉功能识别振动信号的类型，从而复原这些信息，阅读五指盲文字符。

本发明与现行盲文相比的有益效果在于：

1、本发明有效利用了人体的运动和感觉生理功能：

一是利用五个手指的按压功能，这是人体的基本生理功能，童年时期已经充分发育，灵活自如，有效利用人体生理潜能书写五指盲文，远优于现行盲文的书写方法。

二是利用了人体对五个手指的感觉识别功能，一个人绝对不会把施加在食指上的剌激识别为中指上的剌激，因此识别速度和准确率远高于现行盲文的指尖摸读法。

三是利用了人体的时间感觉功能，人可以准确地判断某个剌激的时间属性，正因为如此，人们才能够用莫尔斯点、划电码发报，才能够执行鼠标双击操作，本发明利用人体的时间感觉把按压操作和振动剌激分为三种类型，将字符库扩大为93个字符，比现行的盲文多30个字符。

2、本发明的书写和阅读遵循同一规则，不同的只是书写是按压运动，阅读是振动感觉，但信号结构完全相同，使用者学会书写就学会了阅读，因此便于学习掌握。而且五键键盘和五指振套与五个手指为一一对应关系，在使用中不必要移动手指，具有极好的人体工程学性能。解决了现行盲文书写和阅读操作方式不同，需要分别学习，而且难度很大的问题。

3、本发明不仅书写快速准确，一次按压写出一个字符，不易出错，而且阅读也快速准确，一次振动阅读一个字符，便于学习掌握。本发明不仅盲人可以使用五指盲文，健康人也可使用，从而扩展了盲人与健康人之间的沟通渠道。

4、现行盲文的书写和阅读需要双手操作，有严格书写和阅读姿势要求。本发明使用五键键盘书写，利用五指振套阅读，只需要单手操作，坐、卧甚至行走中也可以操作，而且体积小，便于携带，方便盲人移动办公。另外，现行盲文是记录在盲文纸上，本发明的盲文是记录在电脑等电子介质上，不仅可以节省大量纸张，而且有利于盲文信息化处理。

附图说明

图1为按键结构示意图；

图2为五键键盘的结构示意图；

图3为振动指套的结构示意图；

图4为五指振套的结构示意图；

图5为五指盲文书写、记录和阅读全过程.

图中：1、手指，2、按键面，3、上导电触头，4、复位弹簧，5、引出电线，6、下导电触头，7、拇指按键，8、食指按键，9、中指按键，10、无名指按键，11、小指按键，12、拇指双股电线，13、食指双股电线，14、中指双股电线，15、无名指双股电线，16、小指双股电线，17、通讯端口，18、端口电缆，19、电脑，20、书写手，21、电驱动振动体，22、弹性指套，23、驱动电线，24、拇指振套，25、食指振套，26、中指振套，27、无名指振套，28、小指振套，29、五指振套输出端口，30、阅读手，31、五键键盘端口，32、五指振套端口，33、五键键盘端口连接电脑电缆，34、电脑连接五指振套端口电缆，35、五键键盘，36、五指振套。

具体实施方式

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

该盲文系统包括以下内容：

（1）五指盲文字符的书写工具：按键和五键键盘的结构

五键键盘有五个按键，五个按键按手指自然布局排布，每个手指管理一个按键，五个按键分别称为拇指按键9、食指按键10、中指按键11、无名指按键12和小指按键13；按键由按键面2、上导电触头3、复位弹簧4、引出电线5和下导电触头6构成，按键面2的下面固装有上导电触头3，按键面2和上导电触头3由复位弹簧4支撑，复位弹簧4的两侧制作有两个下导电触头6，两个下导电触头6上分别连接引出电线5。

五键键盘与电脑19通过接口连接，每个按键在按压期间，手指1按压按键面2时按键克服复位弹簧4的弹力下行，上导电触头3与下导电触头6接触，电路导通，通过引出电线5输出电流导通信号。放弃按压期间手指1不按压按键面2时，上导电触头3与下导电触头6不接触，不输出电流导通信号，五个按键把接受的机械按压操作转化为电流导通或中断信号，由拇指双股电线12，食指双股电线13，中指双股电线14，无名指双股电线15和小指双股电线16送到通讯端口17处理转换，然后通过端口电缆18送到电脑19保存。

（2）五指盲文字符的书写方法

用五个手指在五键键盘上执行按压操作书写五指盲文，按压操作方法如下：

、按压操作分为不按压、短按压、长按压和短促双击按压四种类型，如下表所示：

、五个手指按键按压规则如下表所示：

（3）、五键键盘的按压操作结果

根据排列组合和按压操作类型，得出五键键盘的按键在按压操作中生成93种按压操作信号状态，即93个五指盲文字符，如下表所示：

上表中每行表示五键键盘一次按压操作生成的电流输出结果，每个结果是与五个按键对应的五个电流信号状态，每个电流信号状态有确定位置，不能相互交换；因此，五键键盘一次按压操作的输出结果是一个以五个电流信号为元素的一维数组，表中每一行代表一个数组；1号到31号表示短电流信号数组，32号到62号表示长电流信号数组，63号到93号为短促双击电流信号数组；

把表中每行信号定义为一个五指盲文字符，共有93个五指盲文字符。因为五指盲文字符是电信号，因此可以通过端口送入电脑处理，保存；五个手指在五键键盘每作一次按压操作就写入一个五指盲文字符，字符保存在电脑中。

（4）五指盲文的阅读工具：五指振套的结构

五指振套有五个振动指套，分别为拇指振套24、食指振套25，中指振套26，无名指振套27，小指振套28；五个振动指套分别套在对应的手指上，用电流驱动时振动指套发生振动，没有电流驱动时不发生振动。所述的振动指套由电驱动振动体21、弹性指套22和驱动电线23构成，弹性指套上装有电驱动振动体21，电驱动振动体21上连接有驱动电线23，弹性指套22套装在手指1上；五指振套通过五个通道的接口与电脑19连接，接受从电脑19中提取的一组五个电流信号驱动对应振动指套发生振动。（参见附图4）

（5）五指振套阅读五指盲文的方法

从存储五指盲文字符的电脑中提取一个五指盲文字符，一个五指盲文字符有五个电流信号，通过有五个通道的接口输送到五个对应振动指套激发振动，对佩戴振动指套的五个手指施加触觉性振动剌激。

由于施加在手指1上的一组振动剌激被动地受制于五指盲文字符的特性，所以五指振套的振动也具有两个特性：

只有四种信号类型，如下表所示：

五个振动指套的振动遵守下表所示规则：

在一个五指盲文字符的驱动下，五个振动指套会产生一组振动状态，佩戴振动指套的人能通过感知哪些手指上有振动和振动类型识别五指盲文所携带的电流信号状态，从而阅读五指盲文。

（6）、五指盲文字符的书写、记录和阅读过程：

五键键盘的一次按压操作写入一个携带全部按压操作信息的五指盲文字符，五指盲文字符输送到电脑中记录，从电脑中提取五指盲文字符驱动振动指套，产生携带五指盲文字符信息（也是按压操作信息）的振动剌激组合，佩戴者用五个手指皮肤触觉功能识别哪些手指上有振动剌激、用时间感觉功能识别振动信号的类型，从而复原这些信息，阅读五指盲文字符。（参见附图5）

下面通过一个具体的实施例对本发明作进一步的描述如下：

由于五指盲文字符是抽象符号，在实际应用时需要把每个五指盲文字符与有具体意义的符号形成一一对应关系（赋值），下表是对应举例：

该表用31个短电流信号中的26个五指盲文字符与26个英文字母构成对应关系。

根据上表，假定某甲想写入英文单词china。他可以用五键键盘作5次短按压，写出五个五指盲文字符，这五个字符代表c，h，i，n，a,如下表所示：

上表依次写出的五个盲文字符通过端口送入电脑处理、储存。电脑通过端口把五个盲文字符送到某乙佩戴的五个振动指套上激发出五次振动，如下表所示：

某乙通过感受手指上的振动剌激，根据振动状态与英文字母的对应关系，他就能读出这个五个英文字母是c,h,I,n,a。组成单词china.

从本例可见，某甲和某乙两人可以完全不需要视觉和听觉帮助，利用五个手指的按压功能和五个手指的触觉功能进行文字交流。

Claims (1)

1.一种盲文系统，其特征在于，它包括以下内容：

（1）、五指盲文字符的书写工具：按键和五键键盘的结构

五键键盘有五个按键，五个按键按手指自然布局排布，每个手指管理一个按键，五个按键分别称为拇指按键、食指按键、中指按键、无名指按键和小指按键；按键由按键面、上导电触头、复位弹簧、引出电线和下导电触头构成，按键面的下面固装有上导电触头，按键面和上导电触头由复位弹簧支撑，复位弹簧的两侧制作有两个下导电触头，两个下导电触头上分别连接引出电线；

五键键盘与电脑通过接口连接，每个按键在按压期间输出电流导通信号，放弃按压期间不输出电流导通信号，五个按键的电流导通和中断信号分别通过五个通道接口输入到电脑进行处理、储存、传输、转换和提取；

（2）、五指盲文字符的书写方法

用五个手指在五键键盘上执行按压操作书写五指盲文，按压操作方法如下：

、按压操作分为不按压、短按压、长按压和短促双击按压四种类型，如下表所示：

、五个手指按键按压规则如下表所示：

（3）、五键键盘的按压操作结果

根据排列组合和按压操作类型，得出五键键盘的按键在按压操作中生成93种按压操作信号状态，即93个五指盲文字符，如下表所示：

上表中每行表示五键键盘一次按压操作生成的电流输出结果，每个结果是与五个按键对应的五个电流信号状态，每个电流信号状态有确定位置，不能相互交换；因此，五键键盘一次按压操作的输出结果是一个以五个电流信号为元素的一维数组，表中每一行代表一个数组；1号到31号表示短电流信号数组，32号到62号表示长电流信号数组，63号到93号为短促双击电流信号数组；

（4）、五指盲文的阅读工具：五指振套的结构

五指振套有五个振动指套，分别为拇指振动指套、食指振动指套，中指振动指套，无名指振动指套，小指振动指套；五个振动指套分别套在对应的手指上，用电流驱动时振动指套发生振动，没有电流驱动时不发生振动；所述的振动指套由电驱动振动体、弹性指套和驱动电线构成，弹性指套上装有电驱动振动体，电驱动振动体上连接有驱动电线，弹性指套套装在手指上；五指振套通过五个通道的接口与电脑连接，接受从电脑中提取的一组五个电流信号驱动对应振动指套发生振动；

（5）、五指振套阅读五指盲文的方法

从存储五指盲文字符的电脑中提取一个五指盲文字符，一个五指盲文字符有五个电流信号，通过有五个通道的接口输送到五个对应振动指套激发振动，对佩戴振动指套的五个手指施加触觉性振动剌激；

施加在手指上的一组振动剌激被动地受制于五指盲文字符的特性，所以五指振套的振动具有两个特性：

只有四种信号类型，如下表所示：

五个振动指套的振动遵守下表所示规则：

在一个五指盲文字符的驱动下，五个振动指套会产生一组振动状态，佩戴振动指套的人能通过感知哪些手指上有振动和振动类型识别五指盲文所携带的电流信号状态，从而阅读五指盲文；

（6）、五指盲文字符的书写、记录和阅读过程：

五键键盘的一次按压操作写入一个携带全部按压操作信息的五指盲文字符，五指盲文字符输送到电脑中记录，从电脑中提取五指盲文字符驱动振动指套，产生携带按压操作信息的振动剌激组合，佩戴者用五个手指皮肤触觉功能识别哪些手指上有振动剌激、用时间感觉功能识别振动信号的类型，从而复原这些信息，阅读五指盲文字符。