CN109243258A - 一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置 - Google Patents

Abstract

一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，包括底座、主体、作动杆、顶针和作动器，所述主体安装在所述底座上，所述主体上至少设有一“方”盲文触点数量的顶针安装孔，每列顶针下方设有与该列顶针数目相同的作动杆，每枚顶针的底部与作动杆始终保持接触；所述主体上还设有作动杆安装孔，同时每个作动杆安装孔分别与相应的顶针安装孔相通，每根作动杆均由一个作动器驱动，每根作动杆唯一地控制与其对应的一枚顶针的升降运动。本发明提供了一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，该盲文点显装置适合所有语种和所有形式的盲文字符生成。

Description

一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置

技术领域

本发明涉及机械工程和电子工程技术领域，尤其是涉及一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置。

背景技术

据2010年世界卫生组织(WHO)统计资料显示，全世界大约有3900万盲人，而且大部分盲人生活在低收入和中等收入国家，中国的盲人群体为世界之最，截止到2012年有600多万盲人，到2020年中国盲人的数量将大幅增加。因此，对于如此庞大且重要的盲人群体，社会需要给予他们关爱和支持，同时他们也迫切需要得到良好的学习环境和文化教育。

盲人无法像常人一样学习和阅读，他们阅读的方式包括听觉阅读、触摸阅读，而依靠手指的触觉阅读具有阅读速度快、信息辨别度好，是盲人学校必须教授的课程，也是盲人与外界交流、人际交往的必须掌握的本领之一，是盲人现阶段获取知识和信息的主要的途径。

盲文书籍是盲人欣赏和阅读的主要出版物，但数量少，制作周期长，专用的纸张昂贵，工序繁多复杂，制作耗费时间长，一般盲人书籍要经过翻译、校对、模板制作、打印、整理和装订等制作步骤，因此盲文书籍价格较高，资讯滞后，信息量小，体积笨重，携带起来极不方便。随着社会的进步和科技的发展，改善盲人的阅读和学习方便性，越来越被世界发达国家所重视，各种用于盲人的阅读装置不断出现。

盲文点字是专为盲人摸读、书写的文字字符，盲文书籍和盲文阅读装置都是盲文点字的呈现载体。世界上最早出现的可供盲人摸读的文字，是1517年由西班牙弗兰西斯格·卢卡斯(Francesco Lucas)发明的，但它只解决了摸读的问题，没有解决书写问题，早已不使用。而现在全世界盲文共同使用的文字诞生于1824年，是法国人路易·布莱尔(Louis Braille)受到夜文的启发而创造的用凸点代替拉丁字母的盲文文字体系，中国目前也有了盲文国家标准(GB/T15720—2008)。盲文触点驱动机构是盲文阅读装置的重要构成，国内外的研究者基于不同原理研发了不同驱动形式的盲文触点驱动机构，主要包括压电陶瓷、电刺激、记忆合金、气动、温控、电磁以及其它新型材料等驱动方式，其中压电陶瓷式的盲文点显器是基于振动刺激，电刺激式盲文点显器是基于电流刺激，温控式盲文点显器是基于温度刺激，记忆合金式、气动式及电磁式是基于压力刺激。

虽然国内外学者研制了各种驱动形式的盲文点显器，但目前应用比较成功的盲文点显驱动机构只有压电陶瓷式和电磁式。1979年，美国的Telesensory Systems公司研发了一台动态盲文显示电子设备(VersaBraille)，该装置采用压电陶瓷双晶片、并采用“L”型悬臂梁式结构作为凸点驱动机构，以此形成可刷新的盲文字符。此后，日本和德国的公司采用压电陶瓷片开发了20方、40方等的盲文显示装置，不断优化结构，使压电陶瓷片的性能更稳定，压电陶瓷式的盲文点显器装置功耗低、刷新速度快、质量轻、能提供较大的支撑力，但也存在不足：生产加工工艺繁琐，零件制造成本高，限制了压电陶瓷式盲文点显器的普及。电磁式盲文点显器主要利用电磁线圈具有通电产生磁场、断电磁场消失的特性，驱动盲文触点的凸起和下降，形成盲文字符。20世纪初，中国台湾的淡江大学机械与机电工程学系的Fung-Huei Yeh等人研发了一种电磁式盲文点显器装置，由于电磁式盲文触点驱动机构具有刷新频率快、可靠性高、价格优惠、便于制造和维护，同时能够提供较大的支撑力等优点，此后在韩国、中国等一些国家得到了持续研究，但整个装置电流需求大，功耗高，需要加装冷却装置，体积较大。

发明内容

为了克服现有盲文触点驱动机构存在的不足，本发明提供了一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，该盲文点显装置适合所有语种和所有形式的盲文字符生成。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，包括底座、主体、作动杆、顶针和作动器，所述主体安装在所述底座上，所述主体上至少设有一“方”盲文触点数量的顶针安装孔，一“方”是由四行两列八个盲文触点或三行两列六个盲文触点构成的，所述顶针的数目与顶针安装孔的数目相同且分别一一对应地安装在相应的顶针安装孔内，每枚顶针与顶针安装孔呈间隙配合；所述主体上还设有作动杆安装孔，每个作动杆安装孔的中心线与相应的顶针安装孔的中心线相互垂直布置，且在同一竖直平面上，同时每个作动杆安装孔分别与相应的顶针安装孔相通，每列顶针下方设有与该列顶针数目相同的作动杆，所述作动杆包括用于顶针处于下止点且驱动顶针由下止点向上止点运动的曲面轮廓和用于顶针处于上止点且与作动杆安装孔相配合的杆身，每枚顶针的底部与相应的作动杆始终保持接触；每枚顶针下方的作动杆均可前后移动地安装在相应的作动杆安装孔内，每根作动杆均由一个作动器驱动，每根作动杆唯一地控制与其对应的一枚顶针的升降运动；

所述作动杆在作动杆安装孔内前后移动时，驱动顶针在相应的顶针安装孔内升降，当顶针的底部完全进入曲面轮廓的包容区内时，顶针处于下止点，当顶针的底部离开曲面轮廓的包容区运动到杆身时，顶针处于上止点；当顶针处于下止点时，顶针的上端面与主体的上平面平齐，形成盲文字符的一个“平点”，当顶针处于上止点时，顶针的上端面高出主体的上平面，形成盲文字符的一个“凸点”，所述顶针的最大升程等于盲文字符的“凸点”高度；

每列顶针对应的所有作动杆可以布置在主体的同一侧，也可以布置在主体的前后两侧，每根作动杆可在相应的作动杆安装孔内独立地前后推拉，每根作动杆设置两个停止位，作动杆每次推拉动作结束必使其停在其中一个停止位上，作动杆处在其中的一个停止位时，若其上的顶针处于作动杆端部的曲面轮廓内，则在作动杆处在另一个停止位时其上的顶针必离开作动杆端部的曲面轮廓；当顶针处于作动杆端部的曲面轮廓内，顶针处于下止点；当顶针离开作动杆端部的曲面轮廓运动到杆身上时，顶针处于上止点，当每枚顶针在作动杆的作用下均处于上止点或下至点的位置，从而生成所需要的盲文触点阵列。

进一步，所述作动杆安装孔的数量与顶针安装孔的数量相同，每个作动杆安装孔内只安装一根作动杆。

进一步，每个作动杆安装孔为贯通主体的通孔，且每个作动杆安装孔分别与相应一列的顶针安装孔相通，所述作动杆安装孔的数量为顶针安装孔的数量的一半，每列作动杆安装孔的数量为相应一列的顶针安装孔的数量的一半，且在同一竖直面上；相邻两列的作动杆安装孔错位布置，每个作动杆安装孔内前后对称的安装两根作动杆。

进一步，每列顶针对应的一组作动杆布置在主体的一侧时，该组作动杆上下排成一列，当点显装置为八点盲文显示时，每列顶针数量为四枚，对应的作动杆安装孔数量为四个且沿着主体的上下方向分成四行布置，作动杆数量为四根，当点显装置为六点盲文显示时，每列顶针数量为三枚，对应的作动杆安装孔数量为三个且沿着主体的上下方向分成三行布置，作动杆数量为三根；每列顶针对应的一组作动杆布置在主体的前后两侧时，当点显装置为八点盲文显示时，主体前后两侧各布置两根作动杆，位于主体同一侧的两个作动杆沿着主体的上下方向分成两行布置，其中位于主体上侧的两根作动杆驱动该列顶针的外侧两枚顶针，位于主体下侧的两根作动杆驱动该列顶针的内侧两枚顶针；当点显装置为六点盲文显示时，主体前后两侧分别布置一根和两根作动杆，位于主体同一侧的两根作动杆沿着主体的上下方向分成两行布置。

再进一步，每个作动杆安装孔为贯通主体的通孔，且每个作动杆安装孔分别与相应一列的顶针安装孔相通，每列作动杆安装孔的数量与相应一列的顶针安装孔的数量相同，且在同一竖直面上。

再进一步，所述曲面轮廓在工作位置上沿中心线做上下垂直剖面时，轮廓形状呈斜直线、圆弧线、正弦线和渐开线中的其中一种或两种的组合。

再进一步，所述顶针安装孔呈上细下粗的阶梯状且为通孔，上部较细的孔呈圆形，下部较粗的孔呈圆形或方形；

所述顶针自上而下依次包括顶部、头部、身部、尾部和底部，所述顶针的顶部采用半球体或抛物线旋转曲面的轮廓形状，用于盲人手指触摸；顶针的头部呈圆柱形且可在顶针安装孔上部较细的孔内上下移动，顶针的身部采用圆柱体结构或长方体结构，与顶针安装孔下部较粗的孔相配合，起导向作用；顶针的尾部呈圆柱形位于顶针安装孔下部较粗的孔内；所述顶针的底部采用便于与作动杆端部的曲面轮廓相配合的半球体或柱面体结构；

所述主体由上触板和下支座组合而成，所述上触板通过固定件固定在下支座上，所述顶针安装孔上部较细的孔设置在上触板上，所述顶针安装孔下部较粗的孔设置在下支座上。

再进一步，每根作动杆的另一端均连接一块永久磁体，该永久磁体的一侧磁极指向外侧，该永久磁体可以直接接合在作动杆端面上，也可以包络在包络框架内进行隔磁后再与作动杆组装在一起；所述包络框架的外径大于作动杆安装孔的内径；

所述作动器由螺线管及其内部半硬磁芯轴构成，所述螺线管安装在半硬磁芯轴的一端上，通过控制螺线管正反两方向加直流电，改变半硬磁芯轴的励磁化方向，与作动杆端部的永久磁铁作用实现作动杆的推拉动作。

再进一步，所述包络框架为圆环形，所述包络框架的一端设有小径孔，所述小径孔套装在作动杆的小轴颈上且固定连接，所述包络框架的另一端设有大径孔，所述大径孔内设置有永久磁体；

在主体的前后两侧分别设置一个用于减小螺线管之间磁场影响和散磁的导磁隔板，所述导磁隔板安装在底座上且其上设有孔洞，所述螺线管位于所述孔洞内。

更进一步，所述主体的前后两侧还分别设有支架，所述支架位于导磁隔板的外侧且安装在底座上，所述支架朝向导磁隔板的一侧上设有安装孔，所述作动器的半硬磁芯轴另一端安装在所述安装孔内。

本发明在盲文字符的一个“方”是由四行两列共八枚顶针分别处在上止点或下止点时所形成的八个盲文触点排列在一起组成时，每列顶针下方设有四个作动杆，四个作动杆的推拉动作配合即可完成该列顶针16种升降排列，即实现该列盲文触点的16种凸平排列模式，相邻两列顶针在其作动杆的推拉动作相互配合下，就能完成盲文触点一个“方”的所有256种不同的排列模式。

本发明在盲文字符的一个“方”是由三行两列共六枚顶针分别处在上止点或下止点时所形成的六个盲文触点排列在一起组成时，每列顶针下方设有三个作动杆，三个作动杆的推拉动作配合即可完成该列顶针8种升降排列，即实现该列盲文触点的8种凸平排列模式，相邻两列顶针在其作动杆的推拉动作相互配合下，就能完成盲文触点一个“方”的所有64种不同的排列模式。

本发明可以实现盲文点字的一个“方”显示，也可以将其扩展实现多“方”显示或多“行”显示。

本发明的有益效果主要表现在：该装置采用作动器对作动杆实现推拉动作，从而驱动顶针上下运动形成盲文触点的不同阵列，在盲文阵列每一次刷新之后对作动器线圈断电，而作动器线圈断电后由于磁芯轴仍保持磁化状态，保证了作动杆驱动顶针的动作维持不变。功耗小、成本低廉，执行速度快，使盲文阅读器或盲文点显器易于被普及推广，具有较好的社会效益和应用价值。

附图说明

图1是八点盲文点显装置的四方结构组装图。

图2是第一种实施例的八点盲文点显装置的顶针、作动杆、永久磁体与主体的组装图。

图3是第二种实施例的八点盲文点显装置的顶针、作动杆、永久磁体与主体的组装图。

图4是第三种实施例的八点盲文点显装置的顶针、作动杆、永久磁体与主体的组装图。

图5是第二种实施例的六点盲文点显装置的顶针、作动杆、永久磁体与主体的组装图。

图6是第三种实施例的六点盲文点显装置的顶针、作动杆、永久磁体与主体的组装图。

图7是第一种实施例的八点盲文点显装置的主体的结构图。

图8是第二种实施例、第三种实施例的八点盲文点显装置的主体的结构图。

图9是第二种实施例、第三种实施例的六点盲文点显装置的主体的结构图。

图10是顶针的结构图。

图11是作动杆的结构图。

图12是包络框架的结构图。

图13是图12的另一个方向示意图。

图14是支架的结构示意图。

图15是作动器的芯轴结构图。

图16是第一种实施例的八点盲文点显装置用的导磁隔板的结构示意图。

图17是第二种实施例、第三种实施例的八点盲文点显装置的导磁隔板的结构示意图。

图18是导磁隔板的另一种实施方式结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图18，一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，包括底座6、主体1、作动杆7、顶针2和作动器3，所述主体1安装在所述底座6上，所述主体1上至少设有一“方”盲文触点数量的顶针安装孔101，一“方”是由四行两列八个盲文触点(以下简称八点盲文)或三行两列六个盲文触点(以下简称六点盲文)构成的，与盲文触点的排列方式相同，所述顶针安装孔亦四行两列或三行两列且上下方向平行排列；所述顶针2的数目与顶针安装孔101的数目相同且分别一一对应地安装在相应的顶针安装孔内，每枚顶针与顶针安装孔呈间隙配合；所述主体上还设有作动杆安装孔102，每个作动杆安装孔102的中心线与相应的顶针安装孔101的中心线相互垂直布置，且在同一竖直平面上，同时每个作动杆安装孔102分别与相应的顶针安装孔相通，每列顶针2下方设有与该列顶针数目相同的作动杆7，所述作动杆7包括顶针处于下止点且驱动顶针由下止点向上止点运动的曲面轮廓701和用于顶针处于上止点且与作动杆安装孔相配合的杆身702，每根作动杆7负责顶起一枚顶针2，每枚顶针2的底部与作动杆7始终保持接触；作动杆7与其安装孔102呈间隙配合，每枚顶针2下方的作动杆7均可前后移动地安装在相应的作动杆安装孔内102，每根作动杆7均由一个作动器3驱动，每根作动杆7唯一地控制与其对应的一枚顶针2的升降运动；

所述作动杆7在作动杆安装孔102内前后移动时，驱动顶针2在相应的顶针安装孔101内升降，当顶针2的底部完全进入作动杆7的曲面轮廓701的包容区内时，顶针2处于下止点，当顶针的底部离开曲面轮廓701的包容区运动到杆身702时，顶针2处于上止点；当顶针2处于下止点时，顶针2的上端面与主体1上平面平齐，形成盲文字符的一个“平点”，当顶针2处于上止点时，顶针2的上端面高出主体1上平面，形成盲文字符的一个“凸点”，所述顶针2的最大升程等于盲文字符的“凸点”高度；

所述主体上的作动杆安装孔102分列在主体1的一侧或两侧，用于安装上述作动杆7，每列顶针2对应的所有作动杆7可以布置在主体1的同一侧，也可以布置在主体1的前后两侧，采用直列式排列，每根作动杆7可在相应的作动杆安装孔102内独立地前后推拉，每根作动杆7设置两个停止位，作动杆每次推拉动作结束必使其停在其中一个停止位上，当作动杆处在其中的一个停止位时，若其上的顶针2处于作动杆端部的曲面轮廓701内，则在作动杆7处在另一个停止位时其上部的顶针2必离开作动杆7端部的曲面轮廓701，当顶针2处于作动杆端部的曲面轮廓701内时，顶针2处于下止点，顶针上端部与主体1上表面平齐，形成盲文字符的一个“平点”，当顶针2离开作动杆端部的曲面轮廓701运动到杆身702上时，顶针2处于上止点，顶针2上端部高出主体1上表面，形成盲文字符的一个“凸点”，在点显装置工作时，当每枚顶针2在作动杆7的作用下均处于上止点或下止点的位置，从而生成所需要的盲文触点阵列。

进一步，所述作动杆安装孔的数量与顶针安装孔的数量相同，每个作动杆安装孔内只安装一根作动杆。作动杆安装孔可以打通也可以不打通，不打通时，根据情况主体前后两侧用于驱动同一列顶针的作动杆安装孔也可以上下错位布置。

进一步，所述作动杆安装孔的数量为顶针安装孔的数量的一半，每列作动杆安装孔的数量为相应一列的顶针安装孔的数量的一半，且在同一竖直面上；相邻两列的作动杆安装孔错位布置，每个作动杆安装孔内前后对称的安装两根作动杆。如图2所示。

每个作动杆安装孔102的中心线之间相互平行排列，每个作动杆安装孔102的中心线与每行顶针中心线所在的平面呈90度角，每行作动杆安装孔102相互平行，每相邻两行作动杆安装孔呈错位布置。

进一步，每列顶针2对应的一组作动杆7布置在主体的一侧时，该组作动杆7上下排成一列，当点显装置为八点盲文显示时，每列顶针2数量为四枚，对应的作动杆安装孔数量为四个且沿着主体1的上下方向分成四行布置，作动杆数量为四根，当点显装置为六点盲文显示时，每列顶针2数量为三枚，对应的作动杆安装孔数量为三个且沿着主体的上下方向分成三行布置，作动杆数量为三根；每列顶针2对应的一组作动杆布置在主体的前后两侧时，当点显装置为八点盲文显示时，主体前后两侧各布置根作动杆，位于主体同一侧的两个作动杆沿着主体的上下方向分成两行布置，其中位于主体上侧的两根作动杆驱动该列四枚顶针的外侧两枚顶针，位于主体下侧的两根作动杆驱动该列四枚顶针的内侧两枚顶针；当点显装置为六点盲文显示时，主体1两侧分别布置一根和两根作动杆，位于主体同一侧的两个作动杆沿着主体的上下方向分成两行布置。其驱动顶针的方式同八点盲文点显装置。当然，可按照结构需求将作动杆安装孔102错位布置成多行。图2给出了八点盲文点显装置的每列作动杆布置在主体两侧的示意图，其中出于对作动器尺寸的考虑，主体1每侧的作动杆均布置成相邻两列沿着主体上下方向错位排列共四行。

再进一步，每个作动杆安装孔为贯通主体的通孔，且每个作动杆安装孔分别与相应一列的顶针安装孔相通，每列作动杆安装孔的数量与相应一列的顶针安装孔的数量相同，且在同一竖直面上；如图3和图5所示，选择了错位布置，作动杆安装在不同列的作动杆安装孔内；如图4和图6所示，作动杆安装在主体同一侧的同一列的作动杆安装孔内。

再进一步，所述作动杆还包括小轴颈703构成，如图5所示，杆身702是与作动杆安装孔102相配合部位，设计成圆柱体，也可以设计成长方体等其它形状，当作动杆杆身702呈圆柱体时，作动杆可以在作动杆安装孔102内转动，作动杆端部用以驱动顶针2的曲面轮廓701设计成回转体，其回转轴线与杆身702的轴线重合，保证曲面轮廓701与顶针底部的接触状态不随作动杆的转动而改变；当作动杆杆身702呈长方体时，作动杆不能在作动杆安装孔102内转动，作动杆端部用以驱动顶针2的曲面轮廓701设计成非回转曲面。在本实施例中，所述曲面轮廓701呈回转曲面，包括小圆柱、回转曲面体和锥面体，当顶针处于下止点时，顶针的中心线穿过小圆柱与回转曲面的交界点，其在工作位置上沿中心线做垂直剖面时，轮廓形状呈斜直线与圆弧线、水平直线组合，此外也可采用渐开线或正弦线或抛物线等或它们的组合，以作动杆推拉的阻力最小为宜。

再进一步，所述顶针安装孔101呈上细下粗的阶梯状且为通孔，上部较细的孔呈圆形，下部较粗的孔呈圆形或方形；

所述顶针2自上而下依次包括顶部204、头部201、身部202、尾部203和底部204，所述顶针的顶部204采用半球体或抛物线旋转曲面的轮廓形状，用于盲人手指触摸，以盲人触摸感清晰为宜；顶针的头部201呈圆柱形且可在顶针安装孔上部较细的孔内上下移动，顶针的身部202采用圆柱体结构或长方体结构，与顶针安装孔下部较粗的孔相配合，起导向作用；顶针的尾部203呈圆柱形位于顶针安装孔下部较粗的孔内；所述顶针的底部204采用便于与作动杆端部的曲面轮廓相配合的半球体或柱面体结构，当然也可以采用其他曲面结构。

顶针安装孔101的上部较细用于将顶针2限制在顶针安装孔101内，防止顶针2从主体1的上侧脱落，顶针安装孔101的下部较粗，用于放置顶针2的身部202和顶针的尾部203并对顶针2起导向作用。每列顶针根据作动杆在主体一侧或两侧的布置不同，其高度有所不同；作动杆安装孔和作动杆的长度也是根据作动杆在主体上的布置不同，有所不同。

所述主体1由上触板和下支座组合而成，所述上触板通过固定件固定在下支座上，所述顶针安装孔上部较细的孔设置在上触板上，所述顶针安装孔下部较粗的孔设置在下支座上。

再进一步，每根作动杆的另一端小轴颈703均连接一块永久磁体707，该磁体707的一侧磁极指向外侧，该磁体可以直接接合在作动杆端面上，也可以包络在包络框架704内尤其包络在导磁材料的框架内进行隔磁后再与作动杆7组装在一起，所述包络框架704设计成圆环形或方框形，起导磁作用，所述包络框架连同磁体707一起与作动杆的小轴颈703固定连接；在本实施例中，所述包络框架704设计成圆环形，如图6所示，所述永久磁体707包络在的包络框架704的圆孔706内，而包络框架704的圆孔705与作动杆的小轴颈703结合固定。在作动器3作用下永久磁体707带动作动杆7在主体1上的作动杆安装孔102内前后移动，使作动杆7被推出或拉回实现两个停止位，同时永久磁体707的包络框架704外廓尺寸大于作动杆安装孔102孔径，对作动杆7起到限位作用。

所述作动器3由螺线管及其内部半硬磁芯轴301构成，通过控制螺线管正反两方向加直流电，改变螺线管磁场方向，半硬磁芯轴301的励磁化方向随之改变，与作动杆端部的永久磁体707形成排斥或吸引作用实现对作动杆7的推拉动作。芯轴301采用半硬磁材料是为了在螺线管断电时仍然能保持一定的磁感应强度，设计时也可以采用电工纯铁等软磁材料。所述作动器3与作动杆7的数量相同，与作动杆7同轴对置，其排列方式与作动杆7排列方式相同，在作动器半硬磁芯轴301与所述磁体707相互作用使作动杆处于两个停止位中的一个停止位时，作动杆7推动顶针2向上运动离开曲面轮廓701运动到杆身702到上止点，在作动器半硬磁芯轴301与所述磁体701相互作用使作动杆7处于两个停止位中的另一个停止位时，顶针2回落到作动杆端部的曲面轮廓701内到达下止点。在所述螺线管之间亦可设置导磁隔板，以减小螺线管之间磁场的相互影响和减少散磁。该作动器3也可以采用电动杆、气缸、液压缸等其它作动装置。

再进一步，所述底座的前后两侧分别设置有支架5，所述作动器的半硬磁芯轴301固定在支架5的安装孔51内。在支架5与主体1之间可设置导磁隔板4，所述螺线管被导磁隔板4的隔段隔开，以减小螺线管之间磁场的相互影响和减少散磁。导磁隔板4上的孔的布置根据作动杆的布置方式进行设置，如图16和17，为圆形，错位布置或是成列布置；所述螺线管安装在半硬磁芯轴301上，并用耐热胶与导磁隔板4上的孔洞41固定。当然也可以采用图18所示的腰型槽，可将同一列的作动杆上的螺线管进行隔磁。

本实施例中，在盲文字符的一个“方”是由四行两列共八枚顶针分别处在上止点或下止点时所形成的八个盲文触点排列在一起组成时，每列顶针下方设有四个作动杆，四个作动杆的推拉动作配合即可完成该列顶针16种升降运动，即实现该列盲文触点的16种“凸平”排列模式，相邻两列顶针在其作动杆的推拉动作相互配合下，就能完成盲文触点一个“方”的所有256种不同的排列模式。

本实施例中，在盲文字符的一个“方”是由三行两列共六枚顶针分别处在上止点或下止点时所形成的六个盲文触点排列在一起组成时，每列顶针下方设有三个作动杆，三个作动杆的推拉动作配合即可完成该列顶针8种升降运动，即实现该列盲文触点的8种“凸平”排列模式，相邻两列顶针在其作动杆的推拉动作相互配合下，就能完成盲文触点一个“方”的所有64种不同的排列模式。

本实施例只以盲文点字的一个“方”显示装置为例进行了说明，不限于将其扩展成实现多“方”或多“行”的显示装置。

本发明盲文点显装置的作用是将盲文字符以机械点阵的方式变为现实，是盲文阅读器或盲文点显器上最重要的组成部分，功耗小、造价低廉、执行速度快、使用安全可靠，对盲文阅读器或盲文点显器的开发和普及提供了前提基础，具有重要的实用价值。

应该说明的是，本说明书中两个具体实施例只是对本发明所做的示例性说明而不限于它的保护范围，任何非实质性的改变或改进都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，其特征在于：包括底座、主体、作动杆、顶针和作动器，所述主体安装在所述底座上，所述主体上至少设有一“方”盲文触点数量的顶针安装孔，一“方”是由四行两列八个盲文触点或三行两列六个盲文触点构成的，所述顶针的数目与顶针安装孔的数目相同且分别一一对应地安装在相应的顶针安装孔内，每枚顶针与顶针安装孔呈间隙配合；所述主体上还设有作动杆安装孔，每个作动杆安装孔的中心线与相应的顶针安装孔的中心线相互垂直布置，且在同一竖直平面上，同时每个作动杆安装孔分别与相应的顶针安装孔相通，每列顶针下方设有与该列顶针数目相同的作动杆，所述作动杆包括用于顶针处于下止点且驱动顶针由下止点向上止点运动的曲面轮廓和用于顶针处于上止点且与作动杆安装孔相配合的杆身，每枚顶针的底部与相应的作动杆始终保持接触；每枚顶针下方的作动杆均可前后移动地安装在相应的作动杆安装孔内，每根作动杆均由一个作动器驱动，每根作动杆唯一地控制与其对应的一枚顶针的升降运动；

所述作动杆在作动杆安装孔内前后移动时，驱动顶针在相应的顶针安装孔内升降，当顶针的底部完全进入曲面轮廓的包容区内时，顶针处于下止点，当顶针的底部离开曲面轮廓的包容区运动到杆身时，顶针处于上止点；当顶针处于下止点时，顶针的上端面与主体的上平面平齐，形成盲文字符的一个“平点”，当顶针处于上止点时，顶针的上端面高出主体的上平面，形成盲文字符的一个“凸点”，所述顶针的最大升程等于盲文字符的“凸点”高度；

每列顶针对应的所有作动杆可以布置在主体的同一侧，也可以布置在主体的前后两侧，每根作动杆可在相应作动杆安装孔内独立地前后推拉，每根作动杆设置两个停止位，作动杆每次推拉动作结束必使其停在其中一个停止位上，作动杆处在其中的一个停止位时，若其上的顶针处于作动杆端部的曲面轮廓内，则在作动杆处在另一个停止位时其上的顶针必离开作动杆端部的曲面轮廓；当顶针处于作动杆端部的曲面轮廓内，顶针处于下止点；当顶针离开作动杆端部的曲面轮廓运动到杆身上时，顶针处于上止点，当每枚顶针在作动杆的作用下均处于上止点或下至点的位置，从而生成所需要的盲文触点阵列。

2.如权利要求1所述的一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，其特征在于：所述作动杆安装孔的数量与顶针安装孔的数量相同，每个作动杆安装孔内只安装一根作动杆。

3.如权利要求1所述的一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，其特征在于：每个作动杆安装孔为贯通主体的通孔，且每个作动杆安装孔分别与相应一列的顶针安装孔相通，所述作动杆安装孔的数量为顶针安装孔的数量的一半，每列作动杆安装孔的数量为相应一列的顶针安装孔的数量的一半，且在同一竖直面上；相邻两列的作动杆安装孔错位布置，每个作动杆安装孔内前后对称的安装两根作动杆。

4.如权利要求1所述的一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，其特征在于：每列顶针对应的一组作动杆布置在主体的一侧时，该组作动杆上下排成一列，当点显装置为八点盲文显示时，每列顶针数量为四枚，对应的作动杆安装孔数量为四个且沿着主体的上下方向分成四行布置，作动杆数量为四根，当点显装置为六点盲文显示时，每列顶针数量为三枚，对应的作动杆安装孔数量为三个且沿着主体的上下方向分成三行布置，作动杆数量为三根；每列顶针对应的一组作动杆布置在主体的前后两侧时，当点显装置为八点盲文显示时，主体前后两侧各布置两根作动杆，位于主体同一侧的两个作动杆沿着主体的上下方向分成两行布置，其中位于主体上侧的两根作动杆驱动该列顶针的外侧两枚顶针，位于主体下侧的两根作动杆驱动该列顶针的内侧两枚顶针；当点显装置为六点盲文显示时，主体前后两侧分别布置一根和两根作动杆，位于主体同一侧的两根作动杆沿着主体的上下方向分成两行布置。

5.如权利要求2所述的一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，其特征在于：每个作动杆安装孔为贯通主体的通孔，且每个作动杆安装孔分别与相应一列的顶针安装孔相通，每列作动杆安装孔的数量与相应一列的顶针安装孔的数量相同，且在同一竖直面上。

6.如权利要求2或3所述的一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，其特征在于：所述曲面轮廓在工作位置上沿中心线做上下垂直剖面时，轮廓形状呈斜直线、圆弧线、正弦线和渐开线中的其中一种或两种的组合。

7.如权利要求2或3所述的一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，其特征在于：所述顶针安装孔呈上细下粗的阶梯状且为通孔，上部较细的孔呈圆形，下部较粗的孔呈圆形或方形；

所述顶针自上而下依次包括顶部、头部、身部、尾部和底部，所述顶针的顶部采用半球体或抛物线旋转曲面的轮廓形状，用于盲人手指触摸；顶针的头部呈圆柱形且可在顶针安装孔上部较细的孔内上下移动，顶针的身部采用圆柱体结构或长方体结构，与顶针安装孔下部较粗的孔相配合，起导向作用；顶针的尾部呈圆柱形位于顶针安装孔下部较粗的孔内；所述顶针的底部采用便于与作动杆端部的曲面轮廓相配合的半球体或柱面体结构；

所述主体由上触板和下支座组合而成，所述上触板通过固定件固定在下支座上，所述顶针安装孔上部较细的孔设置在上触板上，所述顶针安装孔下部较粗的孔设置在下支座上。

8.如权利要求2或3所述的一种低能耗电磁驱动式盲文点显装置，其特征在于：每根作动杆的另一端均连接一块永久磁体，该永久磁体的一侧磁极指向外侧，该永久磁体可以直接接合在作动杆端面上，也可以包络在包络框架内进行隔磁后再与作动杆组装在一起；所述包络框架的外径大于作动杆安装孔的内径；

所述作动器由螺线管及其内部半硬磁芯轴构成，所述螺线管安装在半硬磁芯轴的一端上，通过控制螺线管正反两方向加直流电，改变半硬磁芯轴的励磁化方向，与作动杆端部的永久磁铁作用实现作动杆的推拉动作。

9.如权利要求8所述的一种低能耗电磁拉杆式式盲文点显模块，其特征在于：所述包络框架为圆环形，所述包络框架的一端设有小径孔，所述小径孔套装在作动杆的小轴颈上且固定连接，所述包络框架的另一端设有大径孔，所述大径孔内设置有永久磁体；

在主体的前后两侧分别设置一个用于减小螺线管之间磁场影响和散磁的导磁隔板，所述导磁隔板安装在底座上且其上设有孔洞，所述螺线管位于所述孔洞内。

10.如权利要求9所述的一种低能耗电磁拉杆式式盲文点显模块，其特征在于：所述主体的前后两侧还分别设有支架，所述支架位于导磁隔板的外侧且安装在底座上，所述支架朝向导磁隔板的一侧上设有安装孔，所述作动器的半硬磁芯轴另一端安装在所述安装孔内。