CN107657906A - 一种基于磁流体的盲人阅读智能电子书及其显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盲人阅读的技术领域，更具体地，涉及一种基于磁流体的盲人阅读智能电子书，包括顺序连接的底壳、线圈集板、磁流体集板以及薄膜，所述磁流体集板上设有若干整齐排列的磁流体盒，所述磁流体盒内设有磁流体，所述线圈集板上设有若干可作用于磁流体使磁流体呈凸起状态的线圈；当某个线圈通有电流时，线圈附近将产生磁场，使其所对应的磁流体盒内的磁流体呈凸起状态。本发明以磁流体作为盲文响应装置，具有反应灵敏、体积小，能耗低的特点，对比于其它市面上的盲人电子书系统，制作成本低，方便用户随身携带；且盲人可以选择阅读模式为语音阅读、触感阅读或语音阅读与触感阅读结合的方式，方便电子书在不同场合的使用。
Description
技术领域
本发明涉及盲人阅读的技术领域，更具体地，涉及一种基于磁流体的盲人阅读智能电子书及其显示方法。
背景技术
对于盲人而言，阅读相比正常人困难的多，他们对外界信息一般通过语音或者特制的盲文书获取，但仅凭语音获取信息是局限的，识字能力得不到提高，自学能力也无法充分发挥。而盲文书制作工艺复杂，价格是普通书籍的几倍之多，市面上盲文书销售又较少，盲人较难寻觅书籍信息，哪怕获得了盲文书，携带也较为不便。对于未接受过盲文教育的人来说，不识盲文，无法读懂盲文书。
目前，当前存在的便携式盲文阅读器普遍为两种设计：一种是用盲文雕刻有控制按钮的控制区，当使用者触摸到按钮时，可将阅读区中显示的内容转化为语音输出；一种是通过操作功能按键，按选择需要，即能将优盘中数据信息通过USB通信模块传给FPGA主控模块，执行相应软件，完成相应的功能，盲人能通过盲文点显屏快速方便地阅读。然而，前者无法满足教学要求，盲人仅凭获取的语音信息难以与对应的文字相联系，使识字认字能力得不到提高，以及在一些如复杂数学公式的特殊情况，仅通过语音无法较好的理解；后者虽解决了前种设备出现的缺陷，但盲文点显屏科技含量高，研发难度大，对于普通家庭无法承担昂贵的设备费用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以磁流体单元为盲文相应装置的反应灵敏、体积小易于携带、能耗低的盲人阅读智能电子书及其显示方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种基于磁流体的盲人阅读智能电子书，包括顺序连接的底壳、线圈集板、磁流体集板以及薄膜，所述磁流体集板上设有若干整齐排列的磁流体盒，所述磁流体盒内设有磁流体，所述线圈集板上设有若干通电后作用于磁流体使磁流体呈凸起状态的线圈；所述薄膜覆盖于所述磁流体集板上，所述薄膜上设有若干与所述磁流体盒配合的薄膜微孔。
本发明的基于磁流体的盲人阅读智能电子书，当某个线圈通有电流时，线圈附近将产生磁场，使其所对应的磁流体盒内的磁流体呈凸起状态；若无电流通过时，线圈附件将无磁场，磁流体状态不发生改变；薄膜位于磁流体集板的上方，将磁流体束缚在磁流体集板中，防止流出；利用磁流体受线圈作用而运动的特性，通过磁流体的凹凸状态可为盲人带来不同的触感，从而可辨认文字信息。
进一步地，所述线圈、所述薄膜微孔均与所述磁流体盒一一对应，且所述薄膜微孔设于所述磁流体盒的中心处。当线圈附近产生磁场，磁流体在磁场的作用下会向上凸起，在每个磁流体小盒中央都有一个薄膜微孔，当磁流体在磁场作用向上凸起时，磁流体顶尖部分会突出，从而在电子书屏幕上形成凹凸状态。
进一步地，所述磁流体包括若干直径为纳米量级的磁性固体颗粒，所述磁性固体颗粒在线圈无电流通过时平整堆砌于所述磁流体盒内。磁性固体颗粒对磁场的反应灵敏，当线圈有电流通过时，磁性固体颗粒受磁场作用呈凸起状态；当线圈无电流通过时，磁性固体颗粒平整堆砌在磁流体盒内；且这样设置的电子书具有反应灵敏、体积小、能耗低的特点。
进一步地，所述磁性固体颗粒的直径小于所述薄膜微孔的直径，所述磁性颗粒固体堆砌的高度小于所述磁流体盒的高度。当线圈通有电流时，磁流体在磁场的作用下会向上凸起，磁流体顶尖部分会突出于薄膜。
进一步地，所述薄膜为可塑形和恢复形变的弹性膜结构。薄膜具有一定的弹性，当磁流体状态发生改变时既可塑形也可恢复形变，并将磁流体束缚在磁流体集板中，防止流出。
进一步地，所述底壳上设有锂电池以及用于将普通文字转换为语音信息和盲文信息的电子书系统，所述电子书系统电连接于所述锂电池的输出端。电子书系统的设置使盲人同时接受语音阅读和触感阅读，解决了盲人仅凭获取的语音信息乃以与对应文字相联系使识字能力得不到提高的问题。
进一步地，所述电子书系统包括单片机、控制元件、扬声器以及功能按钮：
单片机，用于录入将普通文字转换为语音信息和盲文信息相应的程序；
控制元件，接收单片机发送的信号，用于将单片机传递的信息转换为对线圈通电状态的控制；
扬声器，接收单片机发送的信号，用于将单片机传递的信息转换为语音信息输出；
功能按钮，向单片机发送信号，用于控制电源开关、声音大小、控制语音信息是否输出、控制盲文信息是否输出以及用于前后翻页。
进一步地，所述功能按钮上设有与所述功能按钮的功能对应的盲文点。功能按钮上刻有盲文点便于盲人准确地控制电源开关、声音大小、语音是否输出、前后翻页等功能。
进一步地，所述线圈、所述磁流体盒、所述薄膜微孔的数量均为横向40~60个、纵向50~70个；所述磁流体在所述线圈作用下凸起形成盲文点，横向1~3个盲文点、纵向2~5个盲文点形成为一个盲文。这样设置的电子书体积小，易于随身携带，方便用户使用。
本发明还提供了一种基于磁流体的盲人阅读智能电子书的显示方法，包括一下步骤：
S1. 由单片机识别电子书当前页的文字信息；
S2. 在步骤S1后，单片机将文字信息转化为语音信息并传输至扬声器播放；
S3. 在步骤S1后，单片机将文字信息转化为盲文代码并传输至控制元件；
S4. 在步骤S3后，控制元件接收来自单片机的信号，控制线圈的通电状态；
S5. 在步骤S4后，有电流通过的线圈对应处的磁流体凸起，无电流通过的线圈对应处的磁流体状态不变，从而通过屏幕上的凹凸状态显示盲文信息。
通过上述方法，盲人可以选择阅读模式为语音阅读、触感阅读或语音阅读与触感阅读结合的方式，方便电子书在不同场合的使用。解决了未接受盲文教育的人不识盲文无法读懂盲文书的困境，以及解决了盲文教学过程中对复杂的文字或数学公式教学困难的问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）以磁流体作为盲文响应装置，具有反应灵敏、体积小，能耗低的特点，且对比于其它市面上的盲人电子书系统，用户可以随身携带，更加方便，可以帮助提高残障人士的生活质量；
（2）盲人可以选择阅读模式为语音阅读、触感阅读或语音阅读与触感阅读结合的方式，方便电子书在不同场合的使用，解决了未接受盲文教育的人不识盲文无法读懂盲文书的困境以及盲文教学过程中对复杂的文字或数学公式教学困难的问题；
（3）制作成本低，规避了现有盲人电子书采用盲文点显屏科技含量高制作成本高的缺陷，以及为盲人提高认字识字能力、自学能力提供了便利。
附图说明
图1为本发明的基于磁流体的盲人阅读智能电子书的分层解析图。
图2为基于磁流体的盲人阅读智能电子书的整体结构图。
图3为基于磁流体的盲人阅读智能电子书的底壳结构图。
图4为基于磁流体的盲人阅读智能电子书的线圈集板结构图。
图5为基于磁流体的盲人阅读智能电子书的线圈集板的局部放大图。
图6为基于磁流体的盲人阅读智能电子书的磁流体集板的结构图。
图7为基于磁流体的盲人阅读智能电子书的磁流体集板的局部放大图。
图8为基于磁流体的盲人阅读智能电子书的薄膜的结构图。
图9为线圈通有电流时磁流体的状态图。
图10为线圈无电流通过磁流体的状态图。
图11为基于磁流体的盲人阅读智能电子书的显示方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
如图1至图10所示为本发明的基于磁流体的盲人阅读智能电子书的第一实施例，包括顺序连接的底壳1、线圈集板2、磁流体集板3以及薄膜4，磁流体集板3上设有若干整齐排列的磁流体盒31，磁流体盒31内设有磁流体32，线圈集板2上设有若干通电后可作用于磁流体32使磁流体32呈凸起状态的线圈21；薄膜4覆盖于磁流体集板3上，薄膜4上设有若干与磁流体32盒配合的薄膜微孔41。
其中，线圈21、薄膜微孔41均与磁流体盒31一一对应，且薄膜微孔41设于磁流体盒31的中心处；薄膜4为可塑形和恢复形变的弹性膜结构；磁流体32包括数量庞大的直径为纳米量级的磁性固体颗粒，其直径小于薄膜微孔41的直径。当装有磁流体32的磁流体盒31对应的线圈21通有电流时，附近产生磁场，磁流体32在磁场的作用下会向上凸起，在每个磁流体32盒中央都有一个薄膜微孔41，当磁流体32在磁场作用下凸起时，磁流体31顶尖部分会突出，此时磁流体32状态如图9所示；当装有磁流体32的磁流体盒31对应的线圈21无电流通过时，附近无磁场产生，磁流体32状态不发生改变，磁性固体颗粒平整堆砌在磁流体盒31内，堆砌的高度小于磁流体盒31的高度，此时磁流体32状态如图10所示。当磁流体32状态发生改变时，薄膜4因可塑形也可恢复形变，将磁流体32束缚在磁流体盒31中，防止流出。
如图3所示，底壳1上设有锂电池11以及用于将普通文字转换为语音信息和盲文信息的电子书系统，电子书系统电连接于锂电池11的输出端。其中，电子书系统包括单片机12、控制元件13、扬声器14以及功能按钮15：单片机12，用于录入将普通文字转换为语音信息和盲文信息相应的程序；控制元件13，接收单片机12发送的信号，用于将单片机12传递的信息转换为对线圈通电状态的控制；扬声器14，接收单片机12发送的信号，用于将单片机12传递的信息转换为语音信息输出；功能按钮15，向单片机12发送信号，用于控制电源开关、声音大小、控制语音信息是否输出、控制盲文信息是否输出以及用于前后翻页，功能按钮15上设有与功能按钮的功能对应的盲文点；使盲人同时接受语音阅读和触感阅读，解决了盲人仅凭获取的语音信息乃以与对应文字相联系使识字能力得不到提高的问题。
本实施例中，线圈21、磁流体盒31、薄膜微孔41的数量均为横向50个、纵向60个；磁流体32在线圈21作用下凸起形成盲文点，横向2个盲文点、纵向3个盲文点形成为一个盲文。
实施例二
如图11所示为本发明的一种基于磁流体的盲人阅读智能电子书的显示方法的第二实施例，包括以下步骤：
S1. 由单片机12识别电子书当前页的文字信息；
S2. 在步骤S1后，单片机12将文字信息转化为语音信息并传输至扬声器14播放；
S3. 在步骤S1后，单片机12将文字信息转化为盲文代码并传输至控制元件13；
S4. 在步骤S3后，控制元件13接收来自单片机12的信号，控制线圈21的通电状态；
S5. 在步骤S4后，有电流通过的线圈21对应处的磁流体32凸起，无电流通过的线圈21对应处的磁流体32状态不变，从而通过屏幕上的凹凸状态显示盲文信息。
通过上述步骤，盲人可以选择阅读模式为语音阅读、触感阅读或语音阅读与触感阅读结合的方式，方便电子书在不同场合的使用。解决了未接受盲文教育的人不识盲文无法读懂盲文书的困境，以及解决了盲文教学过程中对复杂的文字或数学公式教学困难的问题。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于磁流体的盲人阅读智能电子书，其特征在于，包括顺序连接的底壳（1）、线圈集板（2）、磁流体集板（3）以及薄膜（4），所述磁流体集板（3）上设有若干整齐排列的磁流体盒（31），所述磁流体盒（31）内设有磁流体（32），所述线圈集板（2）上设有若干通电作用于磁流体（32）使磁流体（32）呈凸起状态的线圈（21）；所述薄膜（4）覆盖于所述磁流体集板（3）上，所述薄膜（4）上设有若干与所述磁流体盒（31）配合的薄膜微孔（41）。
2.根据权利要求1所述的基于磁流体的盲人阅读智能电子书，其特征在于，所述线圈（21）、所述薄膜微孔（41）均与所述磁流体盒（31）对应，且所述薄膜微孔（41）设于所述磁流体盒（31）的中心处。
3.根据权利要求1所述的基于磁流体的盲人阅读智能电子书，其特征在于，所述磁流体（32）包括若干直径为纳米量级的磁性固体颗粒，所述磁性固体颗粒在线圈（21）无电流通过时平整堆砌于所述磁流体盒（31）内。
4.根据权利要求3所述的基于磁流体的盲人阅读智能电子书，其特征在于，所述磁性固体颗粒的直径小于所述薄膜微孔（41）的直径，所述磁性颗粒固体堆砌的高度小于所述磁流体盒（31）的高度。
5.根据权利要求1所述的基于磁流体的盲人阅读智能电子书，其特征在于，所述薄膜（4）为可塑变的弹性膜结构。
6.根据权利要求1所述的基于磁流体的盲人阅读智能电子书，其特征在于， 所述底壳（1）上设有锂电池（11）以及用于将普通文字转换为语音信息和盲文信息的电子书系统，所述电子书系统电连接于所述锂电池（11）的输出端。
7.根据权利要求6所述的基于磁流体的盲人阅读智能电子书，其特征在于，所述电子书系统包括单片机（12）、控制元件（13）、扬声器（14）以及功能按钮（15）：
单片机（12），用于录入将普通文字转换为语音信息和盲文信息相应的程序；
控制元件（13），接收单片机（12）发送的信号，用于将单片机（12）传递的信息转换为对线圈通电状态的控制；
扬声器（14），接收单片机（12）发送的信号，用于将单片机（12）传递的信息转换为语音信息输出；
功能按钮（15），向单片机（12）发送信号，用于控制电源开关、声音大小、控制语音信息是否输出、控制盲文信息是否输出以及用于前后翻页。
8.根据权利要求7所述的基于磁流体的盲人阅读智能电子书，其特征在于，所述功能按钮（15）上设有与所述功能按钮的功能对应的盲文点。
9.根据权利要求1至8任一项所述的基于磁流体的盲人阅读智能电子书，其特征在于，所述线圈（21）、所述磁流体盒（31）、所述薄膜微孔（41）的数量均为横向40~60个、纵向50~70个；所述磁流体（32）在所述线圈（21）作用下凸起形成盲文点，横向1~3个盲文点、纵向2~5个盲文点形成为一个盲文。
10.一种根据权利要求7所述的基于磁流体的盲人阅读智能电子书的显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 由单片机（12）识别电子书当前页的文字信息；
S2. 在步骤S1后，单片机（12）将文字信息转化为语音信息并传输至扬声器（14）播放；
S3. 在步骤S1后，单片机（12）将文字信息转化为盲文代码并传输至控制元件（13）；
S4. 在步骤S3后，控制元件（13）接收来自单片机（12）的信号，控制线圈（21）的通电状态；
S5. 在步骤S4后，有电流通过的线圈（21）对应处的磁流体（32）凸起，无电流通过的线圈（21）对应处的磁流体（32）状态不变，从而通过电子书上的凹凸状态显示盲文信息。
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