CN105139724B - 一种便携式盲用书写与标记装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便携式盲用书写与标记装置，包括笔尖、笔壳、加热组件、送料组件、送料通道、控制电路板、操作面板以及供电组件，送料通道与送料组件、笔尖连接，送料通道穿过加热组件，笔尖包括弹簧座护罩、笔芯护罩、前笔芯、后笔芯、弹簧座、弹簧和电容传感器，笔芯护罩内的台阶通孔上分别设有锥形孔和出料口；前笔芯下端伸出出料口，后笔芯与弹簧座弹性连接，电容传感器的两电极分别位于后笔芯和弹簧座上。该装置通过笔尖结构、送料组件和加热装置，实现了脱离点字板引导的盲文书写与标记，在保证书写质量的同时，大大简化了盲文书写装置的配置，其具有体积小、书写便捷省力、可灵活应用于多种场合等优势，值得在视障人士中应用推广。

Description

一种便携式盲用书写与标记装置

技术领域

本发明涉及盲用辅助器具领域，具体涉及一种便携式盲用书写与标记装置。

背景技术

视障人士是残疾人中最为弱势的群体，要使视障人士平等的参与社会生活，就必须通过教育来提高视障人士的文化素质。盲文，又称点字、凸字，其最小单位为“方”，由六个点按一定凹凸起伏的规律排列组合而成，是专为视障人士设计、依靠触觉感知的文字，亦是视障人士学习与书面交流的主要工具。因此，盲文手工书写装置更是他们必备的辅助用文具。

传统盲文的书写主要是通过点字板、点字笔、盲文纸或其他纸张来实现的。现有点字板包括荷叶式连接的压板及模板，并在压板上布局有若干书写窗口，且在该书写窗口的边缘设置有书写的导向凹缘，在模板上设置有与压板的书写窗口对应的若干方单位的凹点，每方凹点按照盲文“2×3”的结构设置，而点字笔设置有与凹点匹配的金属笔尖。视障人士书写盲文时，先将盲文纸夹在点字板的压板与模板之间固定，通过书写窗口的导向凹缘，实现对点字笔的笔尖导向及限位功能，并对应于模板上相应的凹点，在盲文纸的反面扎出对应的凸点来，且按从右向左的规则进行书写，从而实现盲文的书写功能；视障人士摸读时，需要将盲文纸翻转过来，再按从左向右的规则用手触摸而实现摸读功能。

一个多世纪以来，世界上通用的盲文都采用这种“写凹摸凸”或“反写正读”书写与摸读形式。这种书写方式中书写与摸读的顺序不一致，俗称，由此给视障人士的使用造成诸多不便，如不能同时实现摸读与书写，还降低了盲文书写速度、增加了初学盲文的难度，更容易出现写错字的情况。另外，由于点字笔的笔尖带有锥度且较为锋利，又采用坚硬的金属材料制成，于是，视障人士在书写时会发生点字笔笔尖扎伤手的事故。

而后，针对上述特点，点字笔与点字板的结构得到了改进，即将点字板底板上的凹点改为凸点，将点字笔的笔尖改进为对应凸点的半圆凹球面，从而使书写与摸读的方向、点位完全一致，即将书写与摸读的符型统一，不仅符合人类大脑的记忆规律，更减轻了盲人学习和记忆的难度。尽管改进后的盲文书写器采用正写正摸方式，使书写、摸读、校对都可以在盲文纸的正面从左向右实现，但该凸点盲文书写器也存在诸多不足，如书写过程费力费时，只能实现单面书写，造成浪费的同时，所书写盲文点字纸张还存在体积大、寿命短和易磨损等缺点。

基于上述的特点，一些原理独特的盲文手工书写装置应运而生，如在点字板的点位孔中设置可上下活动的凸点原件，在点字笔尖设置磁铁，利用凸点原件与磁铁的磁性配合，以实现在盲文纸上书写盲点的需求；或在点字笔中设计储料装置，并在点字板孔位中释放可快速凝固的化学原料，从而在纸上形成结合牢固的实心盲文点。

综上所述，到目前为止，所有盲用书写装置均需要点字笔与点字板配合使用，尚无一种便携式盲用书写与标记装置，可以脱离点字板的引导，实现在任意纸张上盲文点字的快速书写，或在任意物品表面设置盲用触知标记，或直接绘制可供盲人触摸辨识的连续线条或图形图案的功能。

发明内容

为解决以上现有技术的不足，本发明提出了一种便携式盲用书写与标记装置，用于快捷、方便的实现盲文手工书写与盲用标记设置。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种便携式盲用书写与标记装置，包括笔尖、连接笔尖的笔壳、加热组件、送料组件、送料通道、控制电路板、操作面板以及供电组件，笔尖、加热组件、送料组件、操作面板以及供电组件分别与控制电路板连接，送料通道一端与送料组件连接，另一端与笔尖连接，送料通道穿过位于送料组件和笔尖之间的加热组件；

其中，笔尖包括弹簧座护罩、笔芯护罩、位于笔芯护罩内的前笔芯和后笔芯、弹簧座、弹簧和电容传感器，笔芯护罩内设有台阶通孔，台阶通孔包括一段孔和二段孔，一段孔下端孔口为锥形孔，二段孔下端孔口为锥形的出料口；圆柱护罩内部设置有盲孔，且孔底设有连通送料通道的阵列通孔；前笔芯上设有与锥形的出料口相配合的锥面，其下端伸出出料口外，后笔芯一端与弹簧连接，另一端上抵靠于前笔芯上，且其上设有与锥形孔相配合密封的锥面，后笔芯通过弹簧与固设于弹簧座护罩内的弹簧座弹性连接，电容传感器的一电极位于后笔芯上，另一电极位于弹簧座上。

进一步地，加热组件包括支板A、护罩、加热体、铝管和支板B，护罩、加热体和铝管由外至里依次套设，并固定于支板A与支板B之间，送料通道依次穿过支板A、铝管和支板B。

进一步地，送料组件包括步进电机、连接步进电机的主动轮、连接主动轮的从动轮和送料管，主动轮和从动轮位于送料管的两侧，送料管的一端与送料通道连接，另一端设有位于笔壳上端的进料口。

进一步地，操作面板与喇叭位于笔壳外表面，操作面板包括分别与控制电路板连接的退料键、调速键、材料选择键、语音提示开关键、指示灯以及盲用标识。

进一步地，供电组件包括电池与充电接口，电池封装于笔壳之内，充电接口位于笔壳外表面上。

进一步地，送料管内填充书写原料，书写原料为PLA线、ABS材料或石蜡。

本发明的有益效果为：

1、采用了送料组件、加热装置与笔尖结构，实现了脱离点字板引导的盲文书写与标记，在保证书写质量的同时，大大简化了盲文书写装置的配置。

2、可直接在任意纸张或表面上书写实心盲文凸点、记号以及线条图案，书写后触知效果好，不易磨损，纸张两面均可进行书写，且书写过程便捷省力，更可灵活修改，适用于视障人士学习生活中的多种场合。

3、体积小、结构紧凑，操作全程进行语音提示，是视障人士享受现代化信息技术与文化发展的重要途径。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的外观结构立体图；

图2是本发明的外观结构立体图；

图3是本发明的内部结构示意图；

图4是图3中的笔尖前笔芯复位状态的内部结构示意图；

图5是图3中的笔尖前笔芯复位状态的外部结构示意图；

图6是图3中的笔尖前笔芯顶起状态的内部结构示意图；

图7为图3中的笔尖前笔芯顶起状态的外部结构示意图；；

其中，100、笔尖；101、前笔芯；102、后笔芯；103、弹簧座；104、笔芯护罩；105、弹簧；106、电容传感器；107、弹簧座护罩；108、出料口；200、笔壳；300、加热组件；301、支板A；302、护罩；303、加热体；304、铝管；305、支板B；400、送料组件；401、步进电机；402、主动轮；403、从动轮；404、进料口；405、送料管；500、控制电路板；600、操作面板；601、退料键；602、调速键；603、材料选择键；604、语音提示开关键；605、指示灯；700、供电组件；701、电池；702、充电接口；800、喇叭。

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作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。

如图1-4共同所示：一种便携式盲用书写与标记装置，包括笔尖100、连接笔尖100的笔壳200、加热组件300、送料组件400、送料通道、控制电路板500、操作面板600以及供电组件700，笔尖100、加热组件300、送料组件400、操作面板600以及供电组件700分别与控制电路板500连接，送料通道一端与送料组件400连接，另一端与笔尖100连接，送料通道穿过位于送料组件400和笔尖100之间的加热组件300；

其中，如图3-4共同所示，所述笔尖100包括弹簧座护罩107、笔芯护罩104、位于笔芯护罩104内的前笔芯101和后笔芯102、弹簧座103、弹簧105和电容传感器106，笔芯护罩104内设有台阶通孔，台阶通孔包括一段孔和二段孔，一段孔下端孔口为锥形孔，二段孔下端孔口为锥形的出料口108；圆柱护罩107内部设置有盲孔，且孔底设有连通所述送料通道的阵列通孔；所述前笔芯101上设有与所述锥形的出料口108相配合的锥面，其下端伸出所述出料口108外，所述后笔芯102一端与弹簧105连接，另一端上抵靠于前笔芯101上，且其上设有与所述锥形孔相配合密封的锥面，后笔芯102通过弹簧105与弹簧座护罩107内的弹簧座103弹性连接上，电容传感器106的一电极位于后笔芯102上，另一电极位于弹簧座103上。

如图3所示，作为加热组件300的优选技术方案，其包括支板A301、护罩302、加热体303、铝管304和支板B305，所述护罩302、加热体303和铝管304由外至里依次套设，并固定于支板A301与支板B305之间，所述送料通道依次穿过支板A301、铝管304和支板B305，护罩302、笔芯护罩104和弹簧座护罩107用于保护操作人员不被高温书写原料及加热组件烫伤，铝管304优选为厚壁铝管，抗变形强度高。

其中，如图1-2共同所示，操作面板600与喇叭800固定于笔壳200外表面上，操作面板600上设置有：退料键601、调速键602、材料选择键603、语音提示开关键604与指示灯605；且所有按键表面均需设置可供视障人士触知的盲用标识；退料键601用于控制步进电机401反转，步进电机401带动主动轮402，主动轮402同时驱动从动轮403，将盲文书写原料向进料口404挤压泵送，从而完成退料；调速键602用于调整步进电机401转轴的旋转速度，从而控制盲文点的大小；步进电机401转轴的旋转速度可分档设置，根据点击调速键的次数，确定步进电机401转轴的旋转速度；材料选择键603用于控制加热组件300中加热器303的加热温度，因不同盲文书写原料具有不同的融化温度，根据点击材料选择键603的次数，确定盲文书写时所使用的材料及加热温度；语音提示开关键604用于切换操作过程中的语言提示功能与振动提示功能；其中，语音提示功能利用人工语音提示使用者当前盲用书写与标记装置的工作状态以及所进行的操作动作；振动提示利用振动的长短、次数以及强弱提示使用者当前盲用书写与标记装置的工作状态以及所进行的操作动作；指示灯605用于提示该盲用书写与标记装置的工作状态。当该盲用书写与标记装置电池电量低时，指示灯显示红色；当充电结束时，指示灯显示绿色；预热时，指示灯为橙色；预热结束后，指示灯为蓝色；喇叭800用于语音提示的播放。

其中，如图3所示，供电组件700包括电池701与充电接口702，其中电池701封装于笔壳200之内，用于供给该盲用书写与标记装置使用过程中加热组件与送料组件所消耗的电量，充电接口702位于笔壳200表面上，用于将电池701与220V电源连接。

如图4-7共同所示，本发明的最佳技术方案的工作原理为：使用前，过充电接口702将电池701与220V电源连接，直至提示电池701电量充满。使用时，根据点击材料选择键603的次数，确定所使用的材料。材料选择结束后，将前笔芯101顶起后再复位，此过程中，后笔芯102被推入弹簧座103内后复位，由于后笔芯102与弹簧座103相对表面间的距离发生变化，由此造成弹簧座103和后笔芯102之间的电容传感器106的两个电极的电容值发生瞬时变化，从而通过控制电路板500启动加热组件300中的加热体303开始加热。当提示预热结束后，将原料插入送料管405的进料口404内，书写原料可为PLA线、ABS材料或石蜡等受热时为液体，常温状态下为固体的原料；再次顶起前笔芯101并保持，后笔芯102被推入弹簧座103内，由于后笔芯102与弹簧座103间的距离缩小，由此造成其中间的电容传感器106的电容值改变，从而通过控制电路板500启动送料组件400中的步进电机401正转，同时维持加热组件300中的加热体303继续加热。此时，笔芯护罩104、弹簧座护罩107及支板A301的内部空心结构与出料口108及送料管405相互贯通。步进电机401带动主动轮402，主动轮402同时驱动从动轮403，将原料挤压泵送至加热组件300的铝管304中，经过加热融化为液态后，经笔芯护罩104、弹簧座护罩107及支板A301的内部贯通的送料通道，从笔尖100的出料口108流出，液体状态的原料从出料口108被挤出，遇到室温空气后迅速凝固，从而定型。此后，使前笔芯101复位，使笔芯护罩104的出料口与前笔芯101的锥面相配合密封，笔芯护罩104下的锥形孔与后笔芯102上的锥面相配合密封，从而关闭出料口108；同时，后笔芯102亦从弹簧座103内复位，使电容传感器106的电容值恢复，以控制电路板500停止送料组件400中步进电机401的正向转动。当使用结束后，点击退料键601，控制电路板500启动送料组件400中的步进电机401反转，步进电机401带动主动轮402，主动轮402同时驱动从动轮403，将原料沿送料通道向向进料口404挤压输送送，从而完成退料。

采用本发明进行盲文书写，包括如下实施步骤如下：顶起前笔芯101并保持至加热融化为液态的原料从笔尖100的出料口108流出后立即复位，液态原料滴落至纸面后遇室温空气后迅速凝固，从而定型为以盲文点。而后，移动该盲用书写与标记装置，再顶起前笔芯101并复位，从而完成下一个盲文点的书写。由此，视障人士便可以根据盲文书写规则，在任意纸张上即刻书写出可摸读盲文点字。

采用本发明进行盲用可触知标记、连续线条或图像图案绘制时，包括如下实施步骤如下：保持前笔芯101顶起的状态并移动该盲用书写于标记装置，加热融化为液态的原料从笔尖100的出料口108连续流出至纸面上，遇到室温空气后迅速凝固，从而定型成与移动路径一致的可供视障人士辨识的可触知标记、连续线条或图形图案。

本发明具有如下有益效果：

1、采用了步进电机、加热装置与辅助结构，实现了脱离点字板引导的盲文书写与标记，在保证书写质量的同时，大大简化了盲文书写装置的配置。

2、本发明可直接在任意纸张或表面上书写实心盲文凸点、记号以及线条图案，书写后触知效果好，不易磨损，且书写过程便捷省力，更可灵活修改，适用于视障人士学习生活中的多种场合。

3、本发明体积小、结构紧凑，操作全程进行语音提示，是视障人士享受现代化信息技术与文化发展的重要途径。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种便携式盲用书写与标记装置，其特征在于：包括笔尖(100)、连接笔尖(100)的笔壳(200)、加热组件(300)、送料组件(400)、送料通道、控制电路板(500)、操作面板(600)以及供电组件(700)，笔尖(100)、加热组件(300)、送料组件(400)、操作面板(600)以及供电组件(700)分别与控制电路板(500)连接，送料通道一端与送料组件(400)连接，另一端与笔尖(100)连接，送料通道穿过位于送料组件(400)和笔尖(100)之间的加热组件(300)；

其中，所述笔尖(100)包括弹簧座护罩(107)、笔芯护罩(104)、位于笔芯护罩(104)内的前笔芯(101)和后笔芯(102)、弹簧座(103)、弹簧(105)和电容传感器(106)，笔芯护罩(104)内设有台阶通孔，台阶通孔包括一段孔和二段孔，一段孔下端孔口为锥形孔，二段孔下端孔口为锥形的出料口(108)；圆柱护罩(107)内部设置有盲孔，且孔底设有连通所述送料通道的阵列通孔；所述前笔芯(101)上设有与所述锥形的出料口(108)相配合的锥面，其下端伸出所述出料口(108)外，所述后笔芯(102)一端与弹簧(105)连接，另一端上抵靠于前笔芯(101)上，且其上设有与所述锥形孔相配合密封的锥面，后笔芯(102)通过弹簧(105)与弹簧座护罩(107)内的弹簧座(103)弹性连接上，电容传感器(106)的一电极位于后笔芯(102)上，另一电极位于弹簧座(103)上。

2.根据权利要求1所述的便携式盲用书写与标记装置，其特征在于：所述加热组件(300)包括支板A(301)、护罩(302)、加热体(303)、铝管(304)和支板B(305)，所述护罩(302)、加热体(303)和铝管(304)由外至里依次套设，并固定于支板A(301)与支板B(305)之间，所述送料通道依次穿过支板A(301)、铝管(304)和支板B(305)。

3.根据权利要求1所述的便携式盲用书写与标记装置，其特征在于：所述送料组件(400)包括步进电机(401)、连接步进电机(401)的主动轮(402)、连接主动轮(402)的从动轮(403)以及送料管(405)，主动轮(402)和从动轮(403)位于送料管(405)的两侧，送料管(405)的一端与所述送料通道连接，另一端设有位于笔壳(200)上端的进料口(404)。

4.根据权利要求1所述的便携式盲用书写与标记装置，其特征在于：所述操作面板(600)与喇叭(800)位于笔壳(200)外表面，操作面板(600)包括分别与控制电路板(500)连接的退料键(601)、调速键(602)、材料选择键(603)、语音提示开关键(604)、指示灯(605)以及盲用标识。

5.根据权利要求1所述的便携式盲用书写与标记装置，其特征在于：所述供电组件(700)包括电池(701)与充电接口(702)，电池(701)封装于所述笔壳(200)之内，充电接口(702)位于笔壳(200)外表面上。

6.根据权利要求1所述的便携式盲用书写与标记装置，其特征在于：所述送料管(405)内填充书写原料，书写原料为PLA线、ABS材料或石蜡。