CN104112381B - 一种盲用电子书 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盲用电子书，包括盲文显示层、阀门层、回收通路保持装置、电流变液腔体、泵体和驱动控制装置。本发明实施例提供的盲用电子书采用射流形式、以动态冲压力作为盲文凸点显示所需动力，不需要增加专门的附属机构就避免了电流变液的沉积现象。此外，应用本发明实施例提供的盲用电子书，控制裕度大，对电流变液的屈服强度要求不高，可以使用零场黏度低的电流变液，成本低；且由于控制灵活，对系统精度要求低，进一步降低了盲用电子书的整体成本，有利于盲用电子书的商品化。

Description

一种盲用电子书

技术领域

本发明涉及触觉感知装置，特别涉及一种盲用电子书。

背景技术

随着计算机和网络技术的普及，信息时代已经来临，然而对于视障人群而言，目前主要通过听的方式使用电子信息，难以享受到阅读的快乐。

为了建立“信息无障碍”的和谐社会，满足视障人群的阅读要求，需要将电子存储的数据转换为盲文字符显示，即需要盲用电子书。一个标准的盲文字符由2×3的点阵构成，点阵中的每个点称为一个基本点位。通过不同基本点位的有无凸起来表示不同含义。要显示盲文字符就需要控制不同基本点位的凸起。

为了智能控制基本点位的凸起，引入了电流变液阀。电流变液阀是由两个电极及其间完全处于电极覆盖之下的电流变液构成，电流变液只能从电极对之间流过。当电极上电，即外加电场时，两个电极之间的电流变液由液态快速变为类固态，此时电流变液阀处于关断状态，不传递力；当电极断电，即零场时，两电极之间的电流变液由类固态快速变为液态，此时电流变液阀处于开通状态，可传递力。通过电流变液阀的开启和关断来控制基本点位的凸起和复位。

而电流变液是一种智能材料，其是通过在基液中添加特定的纳米级颗粒形成的。电流变液中添加的纳米级颗粒比基液密度大，使用一段时间后会发生颗粒积聚沉积现象，导致电流变液阀本身的性能减弱甚至丧失。电流变液阀性能的降低或丧失，会严重地影响盲文字符基本点位的正常显示，从而影响盲用电子书的寿命，使得盲用电子书无法实现商品化目标。

目前，根据盲文国家标准，其基本点位在动力作用下的显示高度只能是0.2-0.5mm，可见盲用电子书中用于控制基本点位的运动距离很小，这么短的运动距离不足以冲刷沉降的电流变液颗粒，疏通流道。

现有技术中通常为盲用电子书增加专门的附属机构来避免电流变液的沉积现象，这样，既增加了盲用电子书本身结构的复杂性，又增加了成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种盲用电子书，其不需要增加专门的附属机构就可以避免电流变液的沉积现象。

本发明实施例提供了一种盲用电子书，包括：

盲文显示层，用于在电流变液射流柱的冲压力作用下显示盲文字符中凸起的基本点位；

阀门层，包括若干电流变液阀和阀门支撑体，所述电流变液阀通过所述阀门支撑体固定，每个电流变液阀包括至少一控制电极对，所述控制电极对之间的电流变液通道与盲文字符的基本点位一一对应；所述电流变液阀的通断用于控制所述基本点位凸起与否；

回收通路保持装置，与所述盲文显示层和所述阀门层分别固定联接，以使盲文显示层和阀门层之间分离以保留一电流变液回收通路；

电流变液腔体，位于阀门层的下方，与所述阀门层紧密连接，用于存储电流变液；

泵体，一端与盲文显示层和阀门层之间的电流变液回收通路连通，另一端与电流变液腔体连通；在驱动控制装置的控制下，持续向电流变液腔体施加使基本点位凸起的动力，使电流变液腔体内的电流变液在动力作用下穿过阀门层和电流变液回收通路，生成电流变液射流柱以推动盲文显示层的基本点位凸起；吸收电流变液回收通路底部的电流变液，将其传送到电流变液腔体；

驱动控制装置，控制泵体是否启动，以及控制阀门层内各电流变液阀的控制电极对通电与否、以及通电电压的高低，来控制电流变液阀的通断及电流变液的黏度变化。

其中，所述盲文显示层包括：滑柱层和第一变形膜层，其中，

所述滑柱层，包括若干作为盲文基本点位的滑柱，每个滑柱与电流变液阀的控制电极对之间的电流变液通道一一对应；

所述第一变形膜层，与所述滑柱层的底端紧密连接，根据电流变液射流柱的冲压力产生变形，以使与所述电流变液阀对应的滑柱凸起。

其中，所述盲文显示层还包括：第二变形膜层，与所述滑柱层的顶端紧密连接。

其中，所述滑柱的底部还设置有限位台阶，以限制滑柱凸起的高度。

其中，所述盲文显示层包括：压力传送通道层和第三变形膜层，其中，

所述压力传送通道层，包括若干压力传送通道，压力传送通道与电流变液阀控制电极对之间的电流变液通道一一对应；

所述第三变形膜层，与所述压力传送通道层顶端紧密连接，根据电流变液射流柱的冲压力产生变形。

其中，回收通路保持装置包括：基座和固定板，其中，

所述阀门层固定在所述基座内；

所述盲文显示层固定在所述固定板上；

所述固定板与所述基座固定联接；所述固定板与基座之间的距离能够保证所述盲文显示层与所述阀门层之间保留电流变液回收通路。

其中，所述基座和固定板之间为一整体结构；或者，所述基座和固定板之间通过联接件固定。

其中，所述回收通路保持装置为保持电流变液回收通路高度固定不变的固定支撑装置，或者，所述回收通路保持装置为可调节电流变液回收通路高度的可变支撑装置。

其中，当所述回收通路保持装置为可调节电流变液回收通路高度的可变支撑装置时，所述回收通路保持装置包括：电机，第一螺旋装置、第二螺旋装置及定位装置，其中，

所述电机，与第二螺旋装置连接，在电机的带动下所述第二螺旋装置做旋转运动；所述第二螺旋装置为外螺旋装置；

所述第一螺旋装置，为内螺旋装置，固定在盲文显示层上，且所述第二螺旋装置在所述第一螺旋装置内旋转；

所述定位装置，固定在第一装置上，与所述第二螺旋装置有周向旋转运动而无轴向位移；

当所述第二螺旋装置在所述电机的带动下旋转时，所述第一螺旋装置带动所述盲文显示层沿所述第二螺旋装置的轴向运动。

其中，所述第一装置为阀门支撑体；或者，

所述第一装置为电流变液腔体外壳；或者，

所述第一装置为阀门支撑体与电流变液腔体外壳的结合体。

本发明实施例提供的盲用电子书采用射流形式、以动态冲压力作为盲文凸点显示所需动力，不需要增加专门的附属机构就可以避免电流变液的沉积现象。此外，应用本发明实施例提供的盲用电子书，控制裕度大，对电流变液的屈服强度要求不高，可以使用零场黏度低的电流变液，成本低；且由于控制灵活，对系统精度要求低，进一步降低了盲用电子书的整体成本，有利于盲用电子书的商品化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明一实施例的盲用电子书的结构示意图；

图2是图1所示盲用电子书一个点位的工作原理示意图；

图3是根据本发明另一实施例盲用电子书的一个点位的工作原理示意图；

图4是根据本发明再一实施例盲用电子书的一个点位的工作原理示意图；

图5是根据本发明实施例的一种回收通路保持装置的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的另一种回收通路保持装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，其是根据本发明一实施例的盲用电子书的结构示意图，图2是图1所示盲用电子书一个点位的工作原理示意图。参见图1和图2，本发明实施例所提供的盲用电子书包括：盲文显示层100、阀门层200、回收通路保持装置300、电流变液腔体400、泵体500和驱动控制装置600，其中，

盲文显示层100，用于在电流变液射流柱的冲压力作用下显示盲文字符中凸起的基本点位；

在一种可能的实施例中，上述盲文显示层包括：滑柱层110和第一变形膜层120，参见图2，其中，

所述滑柱层110，包括若干作为盲文基本点位的滑柱111，每个滑柱111与电流变液阀的控制电极对之间的电流变液通道212一一对应；

所述第一变形膜层120，与所述滑柱层110的底端紧密连接，根据电流变液射流柱的冲压力产生变形，以使与所述电流变液阀对应的滑柱111凸起。

在再一种可能的实施例中，上述盲文显示层还可以包括：第二变形膜层130，与所述滑柱层110的顶端紧密连接，具体参见图3。这样，盲文凸点点位摸起来会更圆润，使用舒适度更好。

在使用滑柱的实施例中，滑柱向上，该滑柱所对应的基本点位凸起，此点有显示，滑柱不动，则该滑柱所对应的基本点位未凸起，该点无显示。

在上述两种情况的基础上，滑柱111的底部还设置有限位台阶1111，以限制滑柱凸起的高度，避免基本点位凸起过高而不符合盲文国家标准要求。在滑柱层的底端设置变形膜层的好处是使滑柱111与电流变液隔离，使滑柱免受电流变液污染。

在另一种可能的实施例中，所述盲文显示层可以包括：压力传送通道层140和第三变形膜层150，参见图4，其中，

所述压力传送通道层140，包括若干压力传送通道141，压力传送通道141与电流变液阀的控制电极对之间的电流变液通道212一一对应；

所述第三变形膜层150，与所述压力传送通道层顶端紧密连接，根据电流变液射流柱的冲压力产生变形。

在使用压力传送通道的实施例中，若电流变液进入压力传送通道顶起变形膜，则该压力传送通道所对应的基本点位凸起，该点有显示，若变形膜没变化，则该压力传送通道所对应的基本点位没凸起，该点无显示。

以上只是几个可能的实施例而已，本文并不对盲文显示层的具体实现结构做限定，任何可以根据电流变液的动力实现盲文基本点位凸起与否的结构都可以应用于本申请中。

阀门层200，包括若干电流变液阀210和阀门支撑体220，所述电流变液阀210通过所述阀门支撑体220固定，每个电流变液阀包括至少一控制电极对211，所述控制电极对211之间的电流变液通道212与盲文字符的基本点位一一对应；所述电流变液阀210的通断用于控制所述基本点位凸起与否；

回收通路保持装置300，与所述盲文显示层和所述阀门层分别固定联接，以使盲文显示层和阀门层之间分离、始终保留一电流变液回收通路700；

回收通路保持装置的具体结构在后面说明。

电流变液腔体400，位于阀门层200的下方，与所述阀门层200紧密连接，用于存储电流变液；

泵体500，一端与盲文显示层100和阀门层200之间的电流变液回收通路700连通，另一端与电流变液腔体400连通；在驱动控制装置600的控制下，持续向电流变液腔体400施加使基本点位凸起的动力，使电流变液腔体内的电流变液在动力作用下穿过阀门层200和电流变液回收通路700，生成电流变液射流柱，以推动盲文显示层的基本点位凸起；吸收电流变液回收通路700底部的电流变液，将其传送到电流变液腔体400；

上述泵体与电流变液回收通路700之间的连接可以有一条或多条通路实现，本文中并不对泵体与电流变液回收通路700之间的连接通路的条数做限定。

上述泵体可以采用循环泵。

驱动控制装置600，控制泵体是否启动，以及控制阀门层200内各电流变液阀的控制电极对通电与否、以及通电电压的高低，来控制电流变液阀的通断及电流变液的黏度变化。

下面结合图1、2所示实施例，以一个基本点位为例对本发明实施例再做详细说明。

在电流变液阀210断电时，在驱动控制装置600的控制下，泵体500向电流变液腔体400持续施加压力，使得电流变液腔体400中的电流变液在压力作用下从电流变液阀210的电流变液通道212内射流而出，形成射流柱。该射流柱穿过电流变液回收通路700，冲击第一变形模层120，该第一变形膜层120受到射流柱的冲击，产生变形，挤压滑柱111，使得基本点位凸起，形成盲文凸点。与此同时，泵体500吸收电流变液回收通路700底部的电流变液，将其传送到电流变液腔体400，这样，电流变液就在电流变液腔体400、电流变液回收通路700和泵体500之间形成循环。

在泵体持续施加压力的情况下，电流变液一直在循环流动，处于一种运动状态，因此不需要增加专门的附属机构就可以避免电流变液的沉积现象。而且，泵体一致处于稳态工作，而稳态时器件的效率、功耗都是最优状态，因此，不但降低了成本，还实现了节能减排。

在电流变液阀210上电时，虽然泵体500仍然向电流变液腔体400持续施加压力，但由于电流变液黏度增加，流动阻力增大，此时会产生以下四种情况：

1、处于类固体状态的电流变液的黏度阻力非常大，在泵体持续施加压力的情况下，已经没有液体从电流变液通道212内流出，电流变液通道212已经处于堵死状态，没有液体触碰到第一变形膜层120，这样，第一变形模层120没有任何变化，该电流变液通道212所对应的基本点位不会凸起，显示为“无”；

2、处于类固体状态的电流变液的黏度阻力很大，在泵体持续施加压力的情况下，虽然有液体从电流变液通道212内流出，但其状态仅仅是从电流变液通道212内挤压出去，不会触碰到第一变形模层120，这样，第一变形模层120没有任何变化，该电流变液通道212所对应的基本点位不会凸起，显示为“无”；

3、处于类固体状态的电流变液的黏度阻力较大，在泵体持续施加压力的情况下，虽然有液体从电流变液通道212内射流而出，也触碰到了第一变形模层120，但并没有使第一变形模层120发生变形，这样，第一变形模层120没有任何变化，该电流变液通道212所对应的基本点位不会凸起，显示为“无”；

4、处于类固体状态的电流变液的黏度阻力较大，在泵体持续施加压力的情况下，虽然有液体从电流变液通道212内射流而出，触碰到了第一变形模层120，也使第一变形模层120发生了变形，但该变形程度不足以将滑柱顶起，这样，该电流变液通道212所对应的基本点位不会凸起，显示为“无”。

零场黏度低的电流变液具有较小的电流变液黏度阻力，零场黏度高的电流变液具有较大的电流变液黏度阻力。由以上四种工况可知，本发明实施例对所用电流变液性能要求，有很宽的裕度。一方面，拓宽了对电流变液性能的选择余地，能够使用零场黏度低的电流变液，降低了成本；另一方面，由于性能选择裕度大、控制更灵活，对系统的精度要求降低，进一步降低了盲用电子书的整体成本。

上述回收通路保持装置300可以有多种实现方式，例如，回收通路保持装置可以是保持电流变液回收通路高度固定不变的固定支撑装置，或者，回收通路保持装置也可以是可调节电流变液回收通路高度的可变支撑装置。

以下仅以两种可能的实现方式做说明，本文并不对回收通路保持装置的具体结构做限定。

参见图5，其是根据本发明实施例的一种回收通路保持装置的结构示意图，在图5所示实施例中，回收通路保持装置是保持电流变液回收通路高度固定不变的固定支撑装置，本实施例中回收通路保持装置可以包括：

基座310和固定板320，其中，

阀门层200固定在所述基座310内（具体固定方式图未视），具体的，可以通过紧固件如螺钉等固定；当然，电流变液腔体既可以与基座固定，也可以不与基座固定，因为电流变液腔体已经与阀门层紧密连接；

盲文显示层100固定在固定板320上（具体固定方式图未视），具体的，可以通过紧固件如螺栓螺母、销钉等固定；

固定板320与基座310固定联接；具体的，基座310和固定板320之间为一整体结构；或者，基座310和固定板320之间通过联接件如销钉等方式固定。

上述固定板320与基座310之间的距离能够保证所述盲文显示层与所述阀门层之间保留电流变液回收通路700。

本文并不对上述涉及的具体固定方式做限定，任何可能的固定方式都可以应用于本申请中。

参见图6，其是根据本发明实施例的另一种回收通路保持装置的结构示意图，在图6所示实施例中，回收通路保持装置为可调节电流变液回收通路高度的可变支撑装置，本实施例中回收通路保持装置可以包括：

电机330，第一螺旋装置340、第二螺旋装置350及定位装置360，其中，

电机330，与第二螺旋装置350连接，在电机330的带动下第二螺旋装置350做旋转运动；第二螺旋装置350为外螺旋装置，如螺杆等；

第一螺旋装置340，为内螺旋装置，如螺母等，固定在盲文显示层上，且第二螺旋装置350在所述第一螺旋装置340内旋转；

定位装置360，固定在第一装置上，与所述第二螺旋装置有周向旋转运动而无轴向位移；

上述定位装置360包括显示层定位块和电流变液回收通路定位块（图6中未示出），其中，显示层定位块是用于盲文显示层上下移动时定位的，电流变液回收通路定位块用于保证无论盲文显示层如何上下移动电流变液回收通路始终存在。

上述第一装置可以是阀门支撑体220；或者，上述第一装置为电流变液腔体400的外壳；或者，上述第一装置为阀门层阀门支撑体220与电流变液腔体外壳的结合体；

当第二螺旋装置350在所述电机330的带动下旋转时，第一螺旋装置340带动盲文显示层100沿所述第二螺旋装置350的轴向运动。运动的方向与电机转动的方向对应。例如，电机正转时，第一螺旋装置340带动所述盲文显示层100向下运动，使得电流变液回收通路700的高度变小；电机反向转时，第一螺旋装置340带动盲文显示层100向上运动，使得电流变液回收通路700的高度变大。当然，无论电流变液回收通路700的高度如何变化，该电流变液回收通路700是始终存在的。

应用图6所示回收通路保持装置，电流变液回收通路700的高度是可变化的，通常，该电流变液回收通路的高度可以由泵体500的出口压力，电流变液通道截面，流体黏度等因素确定。根据计算出的电流变液回收通路的高度，通过图6所示装置调节电流变液回收通路到达指定高度。当然，本文并不对电流变液回收通路高度的计算方式及涉及的条件做限定，只要根据实际应用情况可以计算出需要的电流变液回收通路高度即可。

本发明实施例提供的盲用电子书采用射流形式、以动态冲压力作为盲文凸点显示所需动力。利用电流变液在外加电场控制下，粘度可变的性质，一方面，通过调节电流变液通道内的黏度阻力，获得电流变液阀的阻力变化，只要获得的阻力能够使射流柱的动力不足以推动基本点位凸起，就可以实现盲文字符显示的两态控制；另一方面，通过调节电流变液回收通路的高度，使射流柱的动力不足以推动基本点位凸起，实现盲文字符显示的两态控制。因而，应用本发明实施例提供的盲用电子书，控制裕度大，对电流变液的屈服强度要求不高，可以使用零场黏度低的电流变液，成本低；且由于控制灵活，对系统精度要求低，进一步降低了盲用电子书的整体成本，有利于盲用电子书的商品化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种盲用电子书，其特征在于，包括：

盲文显示层，用于在电流变液射流柱的冲压力作用下显示盲文字符中凸起的基本点位；

阀门层，包括若干电流变液阀和阀门支撑体，所述电流变液阀通过所述阀门支撑体固定，每个电流变液阀包括至少一控制电极对，所述控制电极对之间的电流变液通道与盲文字符的基本点位一一对应；所述电流变液阀的通断用于控制所述基本点位凸起与否；

回收通路保持装置，与所述盲文显示层和所述阀门层分别固定联接，以使盲文显示层和阀门层之间分离以保留一电流变液回收通路；

电流变液腔体，位于阀门层的下方，与所述阀门层紧密连接，用于存储电流变液；

泵体，一端与盲文显示层和阀门层之间的电流变液回收通路连通，另一端与电流变液腔体连通；在驱动控制装置的控制下，持续向电流变液腔体施加使基本点位凸起的动力，使电流变液腔体内的电流变液在动力作用下穿过阀门层和电流变液回收通路，生成电流变液射流柱以推动盲文显示层的基本点位凸起；吸收电流变液回收通路底部的电流变液，将其传送到电流变液腔体；

驱动控制装置，控制泵体是否启动，以及控制阀门层内各电流变液阀的控制电极对通电与否、以及通电电压的高低，来控制电流变液阀的通断及电流变液的黏度变化。

2.根据权利要求1所述的盲用电子书，其特征在于，所述盲文显示层包括：滑柱层和第一变形膜层，其中，

所述滑柱层，包括若干作为盲文基本点位的滑柱，每个滑柱与电流变液阀的控制电极对之间的电流变液通道一一对应；

所述第一变形膜层，与所述滑柱层的底端紧密连接，根据电流变液射流柱的冲压力产生变形，以使与所述电流变液阀对应的滑柱凸起。

3.根据权利要求2所述的盲用电子书，其特征在于，所述盲文显示层还包括：

第二变形膜层，与所述滑柱层的顶端紧密连接。

4.根据权利要求2或3所述的盲用电子书，其特征在于，所述滑柱的底部还设置有限位台阶，以限制滑柱凸起的高度。

5.根据权利要求1所述的盲用电子书，其特征在于，所述盲文显示层包括：压力传送通道层和第三变形膜层，其中，

所述压力传送通道层，包括若干压力传送通道，压力传送通道与电流变液阀控制电极对之间的电流变液通道一一对应；

所述第三变形膜层，与所述压力传送通道层顶端紧密连接，根据电流变液射流柱的冲压力产生变形。

6.根据权利要求1所述的盲用电子书，其特征在于，回收通路保持装置包括：

基座和固定板，其中，

所述阀门层固定在所述基座内；

所述盲文显示层固定在所述固定板上；

所述固定板与所述基座固定联接；所述固定板与基座之间的距离能够保证所述盲文显示层与所述阀门层之间保留电流变液回收通路。

7.根据权利要求6所述的盲用电子书，其特征在于，

所述基座和固定板之间为一整体结构；或者，

所述基座和固定板之间通过联接件固定。

8.根据权利要求1所述的盲用电子书，其特征在于，

所述回收通路保持装置为保持电流变液回收通路高度固定不变的固定支撑装置，或者，

所述回收通路保持装置为可调节电流变液回收通路高度的可变支撑装置。

9.根据权利要求1所述的盲用电子书，其特征在于，当所述回收通路保持装置为可调节电流变液回收通路高度的可变支撑装置时，所述回收通路保持装置包括：电机，第一螺旋装置、第二螺旋装置及定位装置，其中，

所述电机，与第二螺旋装置连接，在电机的带动下所述第二螺旋装置做旋转运动；所述第二螺旋装置为外螺旋装置；

所述第一螺旋装置，为内螺旋装置，固定在盲文显示层上，且所述第二螺旋装置在所述第一螺旋装置内旋转；

所述定位装置，固定在第一装置上，与所述第二螺旋装置有周向旋转运动而无轴向位移；

当所述第二螺旋装置在所述电机的带动下旋转时，所述第一螺旋装置带动所述盲文显示层沿所述第二螺旋装置的轴向运动。

10.根据权利要求9所述的盲用电子书，其特征在于，

所述第一装置为阀门支撑体；或者，

所述第一装置为电流变液腔体外壳；或者，

所述第一装置为阀门支撑体与电流变液腔体外壳的结合体。