CN107533810A - 盲字致动器及利用它的盲字输出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了盲字致动器及利用它的盲字输出装置。本发明的盲字致动器包含：电磁铁，其设置在底面，根据电流的流通，极性发生变化；旋转构件，其上表面形成为倾斜面，在下表面设置有永磁铁，上述旋转构件通过上述永磁铁与电磁铁的引力或斥力发生作用而旋转；以及盲字凸起，其底面以与旋转构件的倾斜面接触的方式形成为倾斜面，当旋转构件旋转时，上述盲字凸起沿着旋转构件的倾斜面上升或下降。根据这样的结构，本发明的致动器向电磁铁施加电流而使其与旋转构件的永磁铁的斥力或引力发生作用，从而使旋转构件旋转，旋转的旋转构件的上表面使盲字凸起的底面上升而输出盲字，之后即使阻断向电磁铁的电流供给，盲字凸起也被旋转构件支承而维持输出状态，因此能够显著减少盲字输出所耗的电力。

Description

盲字致动器及利用它的盲字输出装置
技术领域
本发明涉及盲字致动器及利用它的盲字输出装置。
背景技术
近年来，智能手机和智能触摸板等各种便携式电子装置的普及正在急增，人们能够随时随地检索、浏览所需的信息。然而，由于这样的通常的便携用电子装置是以正常人为基准设计的，所以存在盲人难以利用的问题。
近年来，已经开发了用于向盲人提供信息的装置，其中代表之一为盲字表。盲字表是盲人通过感应在表的表面凸出的盲字凸起而能够掌握时间的装置，盲字表利用永磁铁和电磁铁以如下方式输出信息，即，向设置在要凸出的盲字凸起周边的电磁铁施加电流而在电磁铁与永磁铁之间形成斥力或引力，从而输出信息。
但是，在这样的盲字表之类的大部分利用电磁铁的盲字输出装置的情况下，在用户解读盲字期间需要维持盲字凸起的凸出状态，因此需要向电磁铁持续供给电流而维持电磁铁的状态，而且，在用户触摸盲字而沿着与盲字凸出的方向相反的方向施加力时也需要维持盲字凸起的凸出状态，因此需要向电磁铁持续施加相对高的电流，所以电力消耗非常大。因此，这样的现有技术存在难以应用到利用有限的电池电力的便携用电子仪器的问题。
发明内容
发明要解决的课题
本发明要解决的课题在于提供一种用较少的消耗电力也能够使盲字凸出，维持盲字的凸出状态的盲字致动器及利用它的盲字输出装置。
用于解决课题的方案
用于解决上述课题的本发明的优选实施例的盲字致动器，其包含：电磁铁，其设置在底面，根据电流的流通，极性发生变化；旋转构件，其上表面形成为倾斜面，在下表面设置有永磁铁，上述旋转构件通过上述永磁铁与上述电磁铁的引力或斥力发生作用而旋转；以及盲字凸起，其底面以与上述旋转构件的倾斜面接触的方式形成为倾斜面，当上述旋转构件旋转时，上述盲字凸起沿着上述旋转构件的倾斜面上升或下降。
另外，本发明的另一个优选实施例的盲字致动器中，在上述盲字凸起的侧面可以形成有引导部，上述引导部防止上述盲字凸起的旋转，并且使上述盲字凸起仅进行上下移动。
另外，本发明的另一个优选实施例的盲字致动器还可以包含在内部收容上述旋转构件和上述盲字凸起的壳体，在上述壳体的与上述引导部对应的位置，沿着长度方向形成有与上述引导部结合的引导槽。
另外，本发明的另一个优选实施例的盲字致动器中，上述旋转构件可以旋转180度左右。
另外，本发明的另一个优选实施例的盲字致动器中，上述旋转构件和上述盲字凸起能够形成为圆筒状，上述电磁铁和上述永磁铁能够沿着上述旋转构件的截面的圆周排列成圆形。
另外，本发明的另一个优选实施例的盲字致动器的特征在于，上述电磁铁和上述永磁铁所占的圆周上的长度之和为上述旋转构件的圆周长度的50％。
另外，本发明的另一个优选实施例的盲字致动器中，上述电磁铁可以由第1电磁铁和第2电磁铁构成，上述第1电磁铁和上述第2电磁铁能够以彼此相向的面和彼此相反的面分别具有相同的极性的方式而被供给电流。
另外，本发明的另一个优选实施例的盲字致动器中，在上述旋转构件的上表面的最高点和上述盲字凸起的底面的最低点，沿着水平形成有切断面，在上述盲字凸起凸出的状态下，上述旋转构件的切断面和上述盲字凸起的切断面彼此接触而可以支承上述盲字凸起。
另外，本发明的另一个优选实施例的盲字致动器还可以包含贯穿上述旋转构件和上述盲字凸起的中心的中心轴。
另外，本发明的另一个优选实施例的盲字致动器中，可以对上述旋转构件的上表面的边缘和上述盲字凸起的底面的边缘进行圆形处理。
另一方面，用于解决上述课题的本发明的优选实施例的盲字输出装置，其包含：基底部，其形成有多个单元；上述的盲字致动器，其分别设置在上述多个单元；盖部，其与上述基底部结合；以及驱动电路，其根据要向用户输出的信息，向设置在上述多个单元的盲字致动器的电磁铁供给电流，从而控制设置在各单元的盲字致动器。
发明效果
本发明的盲字致动器包含：电磁铁，其设置在底面，根据电流的流通，极性发生变化；旋转构件，其上表面形成为倾斜面，在下表面设置有永磁铁，上述旋转构件通过上述永磁铁与电磁铁的引力或斥力发生作用而旋转；以及盲字凸起，其底面以与旋转构件的倾斜面接触的方式形成为倾斜面，当旋转构件旋转时，上述盲字凸起沿着旋转构件的倾斜面上升或下降。根据这样的结构，本发明的致动器向电磁铁施加电流而使其与旋转构件的永磁铁的斥力或引力发生作用，从而使旋转构件旋转，旋转的旋转构件的上表面使盲字凸起的底面上升而输出盲字，之后即使阻断向电磁铁的电流供给，盲字凸起也被旋转构件支承而维持输出状态，因此能够显著减少盲字输出所耗的电力。
附图说明
图1是表示本发明的优选实施例的盲字致动器的整个结构的图。
图2a是表示本发明的优选的第1实施例的、固定设置在底面的电磁铁和设置在旋转构件的永磁铁的结构的图，图2b是表示本发明的优选的第2实施例的、固定设置在底面的电磁铁和设置在旋转构件的永磁铁的结构的图。
图3是说明本发明的优选实施例的、本发明的旋转构件旋转的方式的图。
图4是表示本发明的另一个实施例的盲字致动器的结构的图。
图5是表示本发明的又一个实施例的盲字致动器的结构的图。
图6a和图6b是表示利用本发明的优选实施例的盲字致动器的盲字输出装置的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
图1是表示本发明的优选实施例的盲字致动器的整个结构的图。
参照图1，本发明的盲字致动器基本包含电磁铁(400)、旋转构件(100)及盲字凸起(200)，也可以附加包含壳体(300)。
首先，电磁铁(400)固定设置在盲字致动器的底面(500)，根据流入的电流的方向，极性发生变化。电磁铁(400)可以用在铁芯之类的磁芯卷绕线圈的形态的通常电磁铁(400)来体现。
旋转构件(100)是如下构件，即，上表面(110)形成为倾斜面，在下表面(120)设置有永磁铁(130)，设置在下表面的永磁铁(130)与电磁铁(400)的引力或斥力发生作用而沿着顺时针方向或逆时针方向旋转，从而使盲字凸起(200)上升或下降。参照图2，对旋转构件(100)的结构进一步具体地说明。
盲字凸起(200)的底面(210)以与旋转构件(100)的倾斜面接触的方式形成为倾斜面，当旋转构件(100)旋转时，盲字凸起(200)沿着旋转构件(100)的倾斜面上升或下降。在本发明的优选实施例中，盲字凸起(200)的倾斜面形成的倾斜角与旋转构件(100)的倾斜面形成的倾斜角相同地形成，由此旋转构件(100)的倾斜面和盲字凸起(200)的倾斜面彼此紧贴。但是，两个倾斜面也可以不完全紧贴。
另外，在盲字凸起(200)的侧面形成有引导部(220)，该引导部(220)防止盲字凸起(200)与旋转构件(100)一同旋转，并且使盲字凸起(200)仅进行上下移动。
另一方面，本发明的盲字致动器还可以包含在内部收容盲字凸起(200)和旋转构件(100)的壳体(300)，如图1所示，在壳体(300)的侧面中的与在盲字凸起(200)的侧面形成的引导部(220)对应的位置，沿着长度方向形成有与引导部(220)结合的引导槽(310)。
参照图1，对本发明的盲字致动器的操作过程进行说明，首先在盲字未凸出的状态(参照图1的(a))下，旋转构件(100)的作为上表面(110)的倾斜面和盲字凸起(200)的作为底面(210)的倾斜面彼此紧贴。像这样，盲字未凸出的状态是向电磁铁(400)未供给电流的状态。在该状态下，旋转构件(100)的上表面(110)的最高点(111)与盲字凸起(200)的底面(210)的最高点(211)、旋转构件(100)的上表面(110)的最低点(112)与盲字凸起(200)的底面(210)的最低点相接，或者设置在一直线上。
然后，在要凸出盲字凸起(200)的情况下，向固定在底面(500)的电磁铁(400)供给电流而在设置于旋转构件(100)的下表面(120)的永磁铁(130)与电磁铁(400)之间的引力或斥力发生作用，从而使旋转构件(100)旋转180度。
当旋转构件(100)旋转时，形成在上表面(110)的倾斜面的方向旋转180度，在该过程中，如图1的(b)所示，原本紧贴的旋转构件(100)的上表面(110)和盲字凸起(200)的底面(210)彼此错开，并且旋转构件(100)的倾斜面(110)使盲字凸起(200)的倾斜面(210)上升，从而使盲字凸起(200)向外部凸出。在盲字凸起(200)凸出的状态下，旋转构件(100)的上表面(110)的最高点(111)与盲字凸起(200)的底面(210)的最低点(212)相接或者设置在一直线上，旋转构件(100)的上表面(110)的最低点(112)与盲字凸起(200)的底面(210)的最高点(211)设置在一直线上。
当旋转结束时，向电磁铁(400)供给的电流的供给被阻断。即使像这样阻断电流供给，也可以通过残留在电磁铁(400)的剩余磁力和与底面(500)的摩擦力，维持旋转构件(100)的当前状态，此外，通过与旋转构件(100)的摩擦力，盲字凸起(200)被旋转构件(100)支承而也可以维持其的凸出状态。另外，即使用户从盲字凸起(200)的上部向下部施加压力，由于施加的压力是沿着垂直方向传递的，所以盲字凸起(200)通过被维持固定状态的旋转构件(100)支承而也可以维持其的凸出状态。
另一方面，为了将凸出的盲字凸起(200)如图1的(a)所示再次还原到原状态(为了放进内部)，以电磁铁(400)的极性与使盲字凸起(200)凸出的情况相反的方式供给电流。通过这样，旋转构件(100)与使盲字凸起(200)凸出的情况相反地旋转，凸出的盲字凸起(200)下降而如图1的(a)所示还原到原状态。
像这样，本发明仅在变更盲字凸起(200)的状态时，也就是说，仅在使盲字凸起(200)凸出或者将凸出的盲字凸起(200)放进内部时，供给电流，在维持凸出状态期间不供给电流，因此与现有技术相比，能够显著减少消耗电力。
另一方面，本发明的优选实施例中，为了在旋转构件(100)旋转时，尽量减少与盲字凸起(200)的摩擦力并使盲字凸起(200)柔和地上升，能够对旋转构件(100)的上表面(110)的边缘和盲字凸起(200)的底面(210)的边缘进行圆形处理。
图2a和图2b是表示本发明的优选的第1和第2实施例的、固定设置在底面(500)的电磁铁(400)和设置在旋转构件(100)的永磁铁(130)的结构的图。
首先，参照图2a对第1实施例进行说明，本发明的盲字凸起(200)和旋转构件(100)均形成为圆筒状，电磁铁(400)和永磁铁(130)沿着旋转构件(100)的截面的圆周排列成圆形，电磁铁(400)和永磁铁(130)所占的圆周上的长度之和为旋转构件(100)的圆周长度的50％。因此，旋转构件(100)能够旋转180度左右。
如图2a的(b)和(c)所示，本发明的电磁铁(400)由2个电磁铁(400)(第1电磁铁(410)和第2电磁铁(420))构成。像图1的(a)所示的状态那样，在内侧收容盲字凸起(200)而与旋转构件(100)紧贴的状态下，第1电磁铁(410)与永磁铁(130)接触，像图1的(b)所示那样，在盲字凸起(200)凸出的状态下，第2电磁铁(420)与永磁铁(130)接触。
在此，第1电磁铁(410)和第2电磁铁(420)如图2a的(b)所示分别具有磁芯和卷绕在磁芯周围的电线，能够以如下方式驱动，即，通过控制向各电磁铁(400)供给的电流方向，从而使磁力线的方向彼此相反(即，彼此相向的极具有相同的极性)。
另外，第1电磁铁(410)和第2电磁铁(420)能够以如下方式构成，如图2a的(c)所示，只有磁芯以分离的方式存在，共有包围磁芯周围的电线，上述电线是以磁力线方向彼此相反的方式卷绕在磁芯周围的。
以下，对利用图2a的(c)所示的第1电磁铁(410)和第2电磁铁(420)而体现的例子进行说明。本领域技术人员应理解，图2a的(b)所示的例子除了分别控制向第1电磁铁(410)和第2电磁铁(420)供给的电流方向而控制极性的情况以外，与利用图2a的(c)所示的电磁铁(400)驱动的方式相同。
另一方面，对图2b所示的第2实施例进行说明，盲字凸起(200)和旋转构件(100)均形成为圆筒状，永磁铁(130)能够以N极和S极朝向垂直于旋转构件(100)的下表面的方向并且交替设置的方式形成或设置在旋转构件(100)的整个下表面。
在图2b的(a)所示的例子中，4个永磁铁(300)以其极性彼此交替设置的方式形成或设置在旋转构件(100)的下表面，在与永磁铁(300)接触的底面(500)与永磁铁(300)的极性对应地固定设置有4个电磁铁(400)。
另外，在图2b的(b)所示的例子中，2个永磁铁(300)以彼此不同的极性设置的方式形成或设置在旋转构件(100)的下表面，在与永磁铁(300)接触的底面(500)与永磁铁(300)的极性对应地固定设置有2个电磁铁(400)。
图3是说明本发明的优选实施例的、本发明的旋转构件(100)旋转的方式的图。以下，参照图2a所示的第1实施例对本发明的旋转构件(100)旋转的方式进行说明。
参照图3，在图1的(a)所示的状态下，如图3的(a)所示，对所有电磁体(400)没有供给电流，因此电磁铁(400)不具有极性，设置在旋转构件(100)的永磁铁(130)与第1电磁铁(410)接触。
此时，如图1的(b)所示，为了通过使旋转构件(100)旋转180度，从而使盲字凸起(200)上升而向外部凸出，以如下方式供给电流，即，第1电磁铁(410)的与永磁铁(130)的接触面与永磁铁(130)的斥力发生作用，与第1电磁铁(410)的接触面相反的第2电磁铁(420)的一面与第1电磁铁(410)的接触面具有相同的极性，从而与永磁铁(130)的引力发生作用。
参照图3的(b)，与第1电磁铁(410)的接触面相接的永磁铁(130)的极性为S极，因此当以在第1电磁铁(410)的接触面形成S极的方式向第1电磁铁(410)供给电流时，在第1电磁铁(410)与永磁铁(130)之间的斥力发生作用，旋转构件(100)开始沿着箭头方向旋转。
对于旋转的永磁铁(130)，在第2电磁铁(420)的S极与永磁铁(130)的N极之间的引力发生作用而永磁铁(130)的N极与第2电磁铁(420)的S极接触，从而旋转构件(100)旋转180度左右。(参照图3的(c))
最后，当永磁铁(130)与第2电磁铁(420)接触时，也就是说，当凸出盲字(200)上升而向外部凸出时，向电磁铁(400)供给的电流被阻断，盲字凸起(200)被旋转构件(100)支承而维持其的凸出状态。(参照图3的(d))
另一方面，在第1电磁铁(410)和第2电磁铁(420)不共有卷绕的电线，而是分别卷绕有电线而各极性被控制的情况下可知，在盲字凸起(200)收容在内部的状态下，当以在与永磁铁(130)的S极接触的第1电磁铁(410)的接触面形成S极、在第2电磁铁(420)的相反面也形成S极的方式供给电流时，旋转构件(100)以与图3所示的方式相同的方式旋转。
另一方面，在驱动本发明的致动器的驱动电路能够以数ms单位控制电流供给的情况下，利用1个电磁铁(400)就能操作。具体而言，在图3的(a)所示的状态下，在仅具有一个长度为连接第1电磁铁(410)和第2电磁铁(420)的长度的电磁铁(400)的情况下，以在与永磁铁(130)的S极接触的电磁铁(400)的面形成S极的方式瞬间施加电流脉冲。但是，此时施加的电流脉冲的大小优选大于图3所示的电流的大小。
当在电磁铁(400)的接触面瞬间形成S极时，永磁铁(130)通过斥力而开始旋转，即使脉冲的工作周期结束而形成在电磁铁(400)的极性消失，永磁铁(130)也通过惯性持续旋转。在永磁铁(130)的移动超过需要移动的整个圆周长度的50％的瞬间，为了在电磁铁(400)的相反面形成S极，供给与之前供给的电流的方向相反的方向的电流。通过这样，在永磁铁(130)的N极与形成在电磁铁(400)的相反面的S极之间的引力发生作用而永磁铁(130)的N极与电磁铁(400)的相反面接触，永磁铁(130)和设置有永磁铁(130)的旋转构件(100)旋转180度，从而盲字凸起(200)向外部凸出。在这样的例子中，最初施加的电流脉冲的大小及宽度、供给与施加的电流脉冲不同方向的电流的时间差等可以是考虑旋转构件(100)的重量、材质等而事先计算的或通过多个实验事先被定义的。
另一方面，在图2a和图2b所示的第2实施例的情况下，只有电磁铁(400)和永磁铁(130)的设置与第1实施例不同，使永磁铁旋转的技术思想是相同的，因此省略对其的具体说明。
另一方面，图4所示的本发明的优选的另一个实施例中，为了将旋转构件(100)旋转时与壳体(300)侧面接触而受到的摩擦力的影响、盲字凸起(200)联动旋转时与壳体(300)侧面接触而受到的摩擦力的影响最小化，还可以包含从底面(500)垂直形成而贯穿旋转构件(100)和盲字凸起(200)的中心的中心轴(550)。此时，为了使中心轴(550)与旋转构件(100)和盲字凸起(200)之间的摩擦力最小化，优选在中心轴(550)涂布有润滑剂。
另一方面，图5所示的本发明的优选的另一个实施例中，在旋转构件(100)旋转而盲字凸起(200)凸出的状态下，为了进一步坚固地维持凸出状态，能够在旋转构件(100)的上表面(110)的最高点(111)和上述盲字凸起(200)的下表面(220)的最低点(212)沿着水平形成切断面(113、213)。
如图5所示，当在旋转构件(100)的上表面(110)的最高点(111)和上述盲字凸起(200)的下表面(220)的最低点(212)沿着水平形成切断面(113、213)时，在盲字凸出的状态下两个切断面(113、213)相接而产生摩擦力。因此，即使在用户轻轻接触盲字凸起(200)而盲字凸起(200)微微旋转的情况下，由于被切断面(113、213)支承，所以也能够阻挡沿着倾斜面下降。但是，在该情况下，考虑切断面的摩擦力，需要电磁铁(400)的强度与没有切断面的情况相比大。
图6a和图6b是表示利用本发明的优选实施例的盲字致动器的盲字输出装置(600)的结构的图。
参照图6a和图6b，本发明的盲字输出装置(600)包含基底部(610)、盖部(620)、驱动电路(630)。
在基底部(610)形成有多个单元(612)，在多个单元(612)分别设置有一个本发明的优选实施例的盲字致动器，
在盖部(620)形成有能够使盲字凸起(200)凸出的盲字槽(622)，该盲字槽(622)与基底部(610)结合而防止整个盲字致动器向外部凸出。
驱动电路(630)根据要向用户输出的信息，向设置在多个单元(612)的盲字致动器的电磁铁(400)供给电流，从而控制设置在各单元(612)的盲字致动器。此时，驱动电路(630)可以设置在基底部(610)的内部。
以上，以优选实施例为中心对本发明进行了说明。本领域技术人员应理解，本发明能够在不脱离本发明的本质特性的范围内进行适当变形。因此，上述实施例只是用于说明，并不是限定的。本发明的范围体现在本发明请求保护的范围，在与其同等的范围内的所有变形应包含在本发明。

Claims (11)

1.一种盲字致动器，其特征在于，包含：
电磁铁，其设置在底面，根据电流的流通，极性发生变化；
旋转构件，其上表面形成为倾斜面，在下表面设置有永磁铁，所述旋转构件通过所述永磁铁与所述电磁铁的引力或斥力发生作用而旋转；以及
盲字凸起，其底面以与所述旋转构件的倾斜面接触的方式形成为倾斜面，当所述旋转构件旋转时，所述盲字凸起沿着所述旋转构件的倾斜面上升或下降。
2.根据权利要求1所述的盲字致动器，其特征在于，
在所述盲字凸起的侧面形成有引导部，所述引导部防止所述盲字凸起的旋转，并且使所述盲字凸起仅进行上下移动。
3.根据权利要求2所述的盲字致动器，其特征在于，
还包含：
壳体，其在内部收容所述旋转构件和所述盲字凸起，
在所述壳体的与所述引导部对应的位置，沿着长度方向形成有与所述引导部结合的引导槽。
4.根据权利要求1所述的盲字致动器，其特征在于，
所述旋转构件旋转180度左右。
5.根据权利要求1所述的盲字致动器，其特征在于，
所述旋转构件和所述盲字凸起形成为圆筒状，
所述电磁铁和所述永磁铁沿着所述旋转构件的截面的圆周排列成圆形。
6.根据权利要求5所述的盲字致动器，其特征在于，
所述电磁铁和所述永磁铁所占的圆周上的长度之和为所述旋转构件的圆周长度的50％。
7.根据权利要求5所述的盲字致动器，其特征在于，
所述电磁铁由第1电磁铁和第2电磁铁构成，
所述第1电磁铁和所述第2电磁铁以彼此相向的面和彼此相反的面分别具有相同的极性的方式而被供给电流。
8.根据权利要求1所述的盲字致动器，其特征在于，
在所述旋转构件的上表面的最高点和所述盲字凸起的底面的最低点，沿着水平形成有切断面，在所述盲字凸起凸出的状态下，所述旋转构件的切断面和所述盲字凸起的切断面彼此接触而支承所述盲字凸起。
9.根据权利要求1所述的盲字致动器，其特征在于，
还包含：
中心轴，其贯穿所述旋转构件和所述盲字凸起的中心。
10.根据权利要求1所述的盲字致动器，其特征在于，
对所述旋转构件的上表面的边缘和所述盲字凸起的底面的边缘进行了圆形处理。
11.一种盲字输出装置，其特征在于，包含：
基底部，其形成有多个单元；
权利要求1至10中任一项所述的盲字致动器，其分别设置在所述多个单元；
盖部，其与所述基底部结合；以及
驱动电路，其根据要向用户输出的信息，向设置在所述多个单元的盲字致动器的电磁铁供给电流，从而控制设置在各单元的盲字致动器。
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