CN1059221A - 电磁翻转字段数码显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁翻转字段数码显示器，它由 数码显示器部分和控制电路部分组成，显示器包括面 盖板，主模座，挡板，磁翻转字段和电磁线圈，电路部 分包括磁翻转字段的翻转控制电路和控制电路的驱 动电路，通过字段控制信号使字段作180度的双向 翻转，磁翻转字段的一个半体有醒目色调，实现数码 控制和显示，显示器具有字型大，能见度好，寿命长等 优点，它可广泛用于机场，交通，公共场所作为数码显 示用。

Description

本发明属于显示技术领域，尤其是涉及数码显示，即采用电磁翻转式的字段数码显示器。

目前，已有技术采用的数码显示器有LED、LCD数码显示器，以及铁路、空港、加油机上采用的自动控制电动翻板式数码显示器。但是，对LED和LCD数码显示器来说，存在着显示亮度，寿命、字型大小以及在掉电后不能进行信息自锁等问题。对于自控电动翻板式显示器，也存在结构复杂，体积大，机动性差等缺点。本发明采用电磁翻转字段数码显示，利用电磁原理，有选择地自动控制驱动七段字段的数码显示，这种显示器具有比较精密的机械结构与可靠的外围驱动控制电路，可以与任何数字显示仪器或计算机等部件的输出信号接口，并且具有与LED数码管完全兼容的性能。

本发明的电磁翻转字段数码显示器的主要特点是：寿命长，字型大，在亮度大的显示环境中具有很好的能见度，而且，在掉电后仍有锁存能力，不易丢失掉电以前瞬间的有关数据。

本发明的目的在于提供一种新型的电磁翻转数码显示器的字段显示机构。同时，本发明的目的还在于对显示器的控制电路板提供一个驱动电路板，把直接驱动线圈的大电流与信号控制接口分开，使驱动磁翻转字段转动的控制电流大幅度下降，从而实现具有LED数码管完全兼容的性能。

本发明的目的将通过下述的技术构思，以及配合附图所作的对发明的具体描述来实现。

附图1  为电磁翻转数码显示器的结构主视图。

附图2  为图1的俯视图。

附图3  为所述显示器的主模座示意图。

附图4  为所述显示器的面盖板的主视图。

附图5  为图4的俯视图。

附图6  为所述显示器的挡板示意图，其中a为主视图，b为侧视图。

附图7  为所述显示器的电磁翻板字段结构示意图。其中a为主视图，b为侧视图。

附图8  为所述显示器的电磁翻板字段翻转控制电路的驱动电路的示意图。

附图9  为一般控制电磁线圈极性的原理图。

附图10  为所述显示器的电磁翻转控制电路的驱动电路。

本发明的电磁翻转数码显示器包括机械部分和电路部分两方面的内容。机械部分主要包括：面盖板1，主模座2，挡板5，电磁翻转字段6，线圈骨架7，线圈铁心8，线圈卡子9。其中，主模座2（见图3）是整个磁翻转显示器机械部分中的一个核心部件，七个字段6分别以一定的顺序，如图示的“8”字样中的每一个字段空区，套在各个端轴21上，同一个字段两个对称的端面轴位于同一轴向上，并且要求较高的轴向同轴度。在每一组的端轴上面设置了一个定位轴22，与面盖板上的定位孔31（图4）相配，使装配好的字段6在主模座上位置固定而不易脱落。字段6呈圆柱形，其两端略带圆锥形，字段6的两端具有同轴的端轴孔54（图7），它们与主模座的端轴21相配合，包括同轴度以及孔位，孔径的适配。字段6适配在端轴21上，并且受定位挡55的限制可绕端轴21在顺逆两方向上作180度转动，字段6由沿轴向的两个半体组成，两个半体的颜色有明显色差，如橘红色和黑色。字段作一个方向转动时，一个半体位于主模座的前表面上，当转到另一方向时，另一半体位于模座的前表面上。字段6在磁场的控制下只作180度的绕轴径向翻转，不能在主模座上作轴向移动。

图7表示电磁翻转字段的示意图，字段的中间部分呈圆柱形，两端略呈锥形收缩，端轴孔54与主模座上的端轴21相配合，字段的一个半体51用橘红色ABS材料制成，另一半体52用黑色ABS材料制成，在字段的中间空区安置磁铁53，改变电磁线圈的方向得到不同的极性以实现字段绕端轴的180度翻转，定位挡55对字段翻转180度作定位限制用。

面盖板1（图4，5）是一个由塑料，如ABS材料构成的部件，该部件的作用是固定主模座轴端组的位置，同时使显示器只表露欲显示字段的字型。为防止反光，面盖板表面作喷砂处理。

挡板5（图6）的一端部呈方型平面，正好位于“8”字形的上下两个空间区位置，而另一端有四个插脚，它们可以依靠相互弹性安插在显示器的电磁翻转控制电路板3上，挡板5与面盖1由同一种材料制成，为了防止反光，在其表面也作相应的喷砂处理。

显示器中致使显示字段作翻转转动的电磁线圈是由线圈骨架7，线圈铁心8和线圈卡子9组成。电磁线圈安置在电磁翻转控制电路板3上，其位置正好相对应于显示器显示字段部位，如对于“8”字形显示器，具有七个显示字段6，则在控制板3上正对着七个字段位置设置七个电磁线圈，以便在进行电磁翻转控制时，使与电磁线圈相对应位置上的显示字段作180度的显示转动。

显示器的另一组成部分是电路部分。下面将结合显示器原理对本发明涉及的电路部分作进一步的描述。

本发明所述的显示器，如“8”字形显示有七个字段，但对每字段的驱动电路是完全相同的，因此，仅对其中的一般电路的控制和控制电路的驱动电路作描述。

图9是一个字段的一般控制电磁线圈极性的原理图。其中，2，3两端共接+5V电源，1，4两端分别接控制产生S，N极的两路信号输入线，例如：当1输入信号，则线圈Ⅰ通电，根据电磁感应定理，产生S极电磁场，由此驱动字段作某一定向转动，当2输入信号，则线圈Ⅱ通电，产生N极电磁场，由此驱动字段作相反的定向运动。一个七个字段的显示器需有14根信号输入线，如果与目前数字显示仪器，计算机输出接口时，还需要加上许多硬件电路。此外，当产生某一磁场时，在线圈中需有80mA左右的电流通过，对于这样大的负载驱动能力是任何计算机或其它数字显示仪器所不能达到的。为了解决上述两个问题，即使本发明的数码器跟使用LED一样，可以在任何电路上都能直接应用，可在接口与控制线圈电路之间增设一个驱动电路板4，把直接驱动线圈的大电流与信号控制接口线分开，由于增加了一个驱动电路将使驱动电磁翻转字段翻转的控制电流下降到1mA以下，而且根据7个控制线圈14个输入信号端的相互逻辑关系，设计应用了非门电路，使驱动电路跟驱动LED数码管一样，完全达到兼容。下面将结合图8，10对电磁翻转字段数码显示器中控制电磁线圈极性翻转的控制电路的驱动电路作简要说明。在图8中，L₁，L₂为同一字段正、反两个线圈绕组，当L₁通电时，如果产生N极磁场，则在L₂通电时，会产生S极磁场，V_i为输入信号，T₁，T₂为L₁，L₂两个线圈的开关管，由V_i信号控制，由于T₁，T₂两管的基板输入电流很小，通常小于1mA，所以可与任何数字电路的集成电路，与计算机的输出信号相接口。

在字段6的壳内装有一个永磁铁，由于磁铁定向安置，故可用L₁，L₂驱动它作正转或反转，即，使字段面上橘红色部分朝外，或字段本色，如黑色，朝外。

工作过程中，L₁与L₂只有一个通电，不会同时通电。当V_i输入高电平时，T₁导通，产生N极磁场，使字段的某一面，如橘红色面朝外。由于输入信号经非门反向送到T₂管的基极，故T₂截止，L₂不通电。如要使字段另一面朝外（如黑色面朝外），则V_i输入低电平，此时，T₁截止，T₂导通，L₂通电。

在驱动电路中，为了提高电路的工作可靠性，开关管T₁，T₂将采用达林顿开关集成电路MC1413，见附图10，其中，IC₁与IC₃为达林顿开关集成电路组件，IC₃与IC₄为74LSO₄非门电路组件具体连接线路由图10示出。接口信号由S端输入，相对应于七个字段经过开关集成电路以及非门电路，由七个输入端a、b、c、d、e、f、g分别输入控制七段字段显示所控制信号，从而在数码显示器上，根据数码字段控制信号（数字电路）的要求，在显示器上显示出所需显示的字码。由于增加了控制驱动电路，也使输入的小电流驱动开关电路控制电磁线圈工作。使本发明所述的显示器，跟使用LED一样，在任何电路上都能直接使用。

实施例：

在选用的实施例中，显示器的面盖板，主模座，挡板，字段，均用黑色的ABS工程塑料一次注塑成型，显示字段的两个半体分别用橘红色和黑色ABS塑料制成，整个显示器的模件的外表面均作表面喷砂处理，线圈的骨架和卡子用普通的电绝缘塑料模制成型，铁芯用一般的标准电磁铁芯，电磁线圈是用φ0.15mm的染色线绕制，控制板上相应于七段字段位置设置七个电磁线圈，控制板与主模座用螺钉连接，驱动电路板的一端边与控制板相连接。控制电路和驱动电路中所用的开关管是市售的达林顿开关集成电路MC1413，所用的非门电路是74LSO4集成电路组件。字码显示仪器或计算器的输入信号由端入端S输入，该输入信号所相应的字码将在显示器上准确、及时的得到显示，而且在掉电后，显示器能自锁掉电瞬时的数字信息。

本发明所述的显示器具有字段转动灵活、寿命长、字型大，适合在亮度大的环境中使用，可以在任何数字电路上用驱动LED一样的条件去驱动电磁翻转字段数据显示器，可广泛用于机场、车站、公共广场，以及各种需要实时进行数字显示的场合。

Claims (5)

1、一种电磁翻转字段数码显示器，它由数码显示器部分和显示控制电路部分组成，其特征是：所述的显示器部分包括面盖板1，主模座2，挡板5，磁翻转字段6，线圈骨架7，线圈铁心8，线圈卡子9，所述的显示控制电路部分包括磁翻转字段的控制电路和控制电路的驱动电路，其中驱动电路有达林顿开关集成电路组件，非门电路组件，由接口输入的信号相对应于七个字段经过开关集成电路以及非门电路，由七个输入端a-g分别输入控制七段字段显示所需的控制信号。

2、如权利要求1所述的显示器，其特征是：所述的面盖板，主模座，挡板，磁翻转字段均用ABS工程塑料一次注模成型，它们的前表面经过喷砂处理。

3、如权利要求1或2所述的显示器，其特征是：所述的磁翻转字段呈圆柱形，由沿轴向的两个半体组成，两端略向外缩径，两个半体用有明显色差的塑料制成，其中间部位固定设置一块永久磁铁。

4、如权利要求1所述的显示器，其特征是：所述的电磁线圈分别固定在与字段相对应位置的控制电路板上。

5、如权利要求1所述的显示器，其特征是：所述的挡板5其一侧表面呈方形，位于“8”字形的上下两个空间区位置，另一端有四个插脚，依靠相互弹性固定安置在显示器的控制电路板上。

Images