CN111081121A - 直线驱动装置、触摸显示装置和微型电子锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动设备技术领域，尤其是涉及一种直线驱动装置、触摸显示装置和微型电子锁。该直线驱动装置包括弹性件、电磁机构和具有磁性的工作杆组件；所述工作杆组件包括工作杆，所述工作杆具有与所述电磁机构相分离的分离状态以及与所述电磁机构相接合的接合状态；所述电磁机构能够通过改变自身的磁极方向，以使所述工作杆沿第一方向运动，并使所述工作杆在所述分离状态与所述接合状态之间变换；所述弹性件用于使所述工作杆能够保持所述分离状态。该触摸显示装置包括所述的直线驱动装置。本发明有利于保证盲文显示的正确性。

Description

直线驱动装置、触摸显示装置和微型电子锁

技术领域

本发明涉及驱动设备技术领域，尤其是涉及一种直线驱动装置、触摸显示装置和微型电子锁。

背景技术

盲文是由凸点结构物排列所形成的供特殊人群通过触摸获取文字信息，电子盲文阅读器是一款有若干个规则位置上设置凸点结构顶出或者降下的版面，在电子程序控制下，升起的凸点结构形成盲文，显示文字信息内容；不同的凸点结构排列产生不同的文字内容，升起的凸点结构在供阅读者触摸时，必须能抵抗一定的下压力；而目前的对凸点结构的顶出存在失效的情况，造成盲文显示错误。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直线驱动装置、触摸显示装置和微型电子锁，以解决现有技术中存在的对凸点结构的顶出存在失效，而造成盲文显示错误的技术问题。

本发明提供了一种直线驱动装置，其包括弹性件、电磁机构和具有磁性的工作杆组件；

工作杆组件包括工作杆，工作杆具有与电磁机构相分离的分离状态以及与电磁机构相接合的接合状态；电磁机构能够通过改变自身的磁极方向，以使工作杆沿第一方向运动，并使工作杆在分离状态与接合状态之间变换；

弹性件用于使工作杆能够保持分离状态。

进一步地，弹性件设置在工作杆与电磁机构之间；第一方向与工作杆的轴向相平行。

进一步地，弹性件为弹簧。

进一步地，工作杆组件还包括第一磁铁，用于使工作杆组件具有磁性；第一磁铁与工作杆相固定连接。

进一步地，工作杆组件还包括缓冲件，缓冲件与工作杆固定连接，工作杆具有相对的第一端和第二端，第一端朝向电磁机构；缓冲件靠近第一端，且第一磁铁远离第一端。

进一步地，电磁机构包括激磁线圈和电磁铁芯，激磁线圈套设于电磁铁芯的外部。

进一步地，的直线驱动装置还包括外壳组件，外壳组件包括第一半壳和第二半壳；第一半壳与第二半壳通过卡合的方式固定连接，以使第一半壳的内腔与第二半壳的内腔合成一容腔；电磁机构和弹性件均安装于容腔中，工作杆组件的至少部分结构位于容腔中，且工作杆的至少部分结构能够伸出或缩回容腔。

进一步地，的直线驱动装置还包括接线部，接线部包括导电片及接线盒，导电片安装于接线盒上，接线盒可拆卸的连接于外壳组件上；导电片与电磁机构电连接。

进一步地，第二半壳上具有开口槽，接线部具有相对设置的两个第一滑槽，开口槽上相对的两个槽边结构分别插入相对设置的两个第一滑槽，并且槽边结构被第一滑槽相对的两个槽壁径向限位。

本发明还提供了一种触摸显示装置，其包括所述的直线驱动装置。

本发明还提供的微型电子锁，其包括所述的直线驱动装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要在于：

本发明提供的直线驱动装置、触摸显示装置和微型电子锁，通过使工作杆组件具有磁性，以便与电磁机构相互作用，并通过电磁机构改变自身的磁极方向，以使所述工作杆沿第一方向运动，并使所述工作杆在所述分离状态与所述接合状态之间变换；而弹性件可以通过自身的弹性以提供电磁机构能够与工作杆相分离时额外的动力，以使工作杆能够保持与电磁机构相分离的分离状态，从而有利于保证盲文显示的正确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的直线驱动装置的爆炸图；

图2为本发明实施例提供的直线驱动装置的装配图；

图3为本发明实施例提供的直线驱动装置的另一视角的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的直线驱动装置的工作杆组件保持离合状态时的示意图；

图5为本发明实施例提供的直线驱动装置的电磁组件通入正向电流时的状态图；

图6为本发明实施例提供的直线驱动装置的工作杆组件保持接合状态时的示意图；

图7为本发明实施例提供的直线驱动装置的电磁组件通入反向电流时的另一状态图；

图8为本发明实施例中外壳组件的剖视图；

图9为本发明实施例中第一半壳的结构示意图；

图10为本发明实施例中第二半壳的结构示意图；

图11为本发明实施例中接线部的结构示意图；

图12为本发明实施例中接线部安装于第二半壳上时的结构示意图；

图13为图12中沿E-E线的剖视图；

图14为本发明实施例中接线部安装于第二半壳上时的另一视角的结构示意图；

图15为图14中沿D-D线的剖视图。

图标：

101-弹簧；102-工作杆；103-第一磁铁；104-第一子杆部；105-第二子杆部；106-曲面结构；107-缓冲件；108-第一端；109-第二端；110-激磁线圈；111-电磁铁芯；112-插入部；113-第一子部；114-第二子部；115-第一半壳；116-第二半壳；117-方形孔；118-卡扣结构；119-延伸部；120-导电片；121-接线盒；122-开口槽；123-第一滑槽；124-槽边结构；125-槽顶结构；126-弧形止挡槽；127-弯曲端；128-通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1至图15所示，本发明实施例一提供了一种直线驱动装置，其包括弹性件、电磁机构和具有磁性的工作杆组件。

工作杆组件包括工作杆102，工作杆102具有与电磁机构相分离的分离状态以及与电磁机构相接合的接合状态。

具有磁性的工作杆组件与电磁机构相互作用，以在电磁机构通过改变自身的磁极方向，使工作杆沿第一方向运动，并使工作杆在分离状态与接合状态之间变换；而在电磁机构与工作杆从接合状态至分离状态的转换过程中，弹性件可以给工作杆提供弹力，以保证工作杆能够顺利与电磁机构相分离。在电磁机构与工作杆从接合状态至分离状态的转换过程中，工作杆既受到电磁机构对其的磁力，还受到弹性件对其的弹力。工作杆在分离状态与接合状态之间来回变换时，工作杆受到磁力与弹力的共同作用。而分离状态和接合状态均是指相对静止的状态，在分离状态时，工作杆与电磁机构之间相对距离(或相对位置)保持不变；在接合状态时，工作杆与电磁机构之间相对距离(或相对位置)保持不变。弹性件用于使工作杆能够保持与电磁机构相分离的分离状态。

该直线驱动装置可以用于锁具、盲文显示装置或其它的直线运动场景。

本发明实施例提供的直线驱动装置，通过使工作杆组件具有磁性，以便与电磁机构相互作用，并通过电磁机构改变自身的磁极方向，以使所述工作杆沿第一方向运动，并使所述工作杆在所述分离状态与所述接合状态之间变换；而弹性件可以通过自身的弹性以提供电磁机构能够与工作杆相分离过程中额外的动力，并在工作杆与电磁机构相分离状态时，通过弹性件使工作杆能够保持与电磁机构相分离的状态，从而有利于保证盲文显示的正确性。

该实施例可选的方案中，弹性件设置在工作杆与电磁机构之间；第一方向与工作杆的轴向相平行。弹性件设置在工作杆与电磁机构之间，以便弹性件提供的弹力与电磁机构提供的磁力对工作杆作用，且工作杆的运动方向与工作杆的轴向平行，有利于实现缩小直线驱动装置的体积。

该实施例可选的方案中，弹性件为弹簧101。通过将弹性件设置为弹簧，便于实现压缩，以缩小弹性件被压缩时的占用的空间。

具体而言，弹簧101可以为压缩弹簧。

该实施例可选的方案中，工作杆组件还包括第一磁铁103，用于使工作杆组件具有磁性；第一磁铁103与工作杆相固定连接。通过设置第一磁铁103可以降低工作杆组件的成本。第一磁铁103为永磁铁。

具体而言，第一磁铁103呈圆环状；工作杆包括第一子杆部104和第二子杆部105。第一子杆部104与第二子杆部105相连接，其中，第一子杆部104的直径大于第二子杆部105的直径。第一磁铁103套设于第二子杆部105上，且第一磁铁103的一个环面被第一子杆部104与第二子杆部105之间形成阶梯面所限位。第一磁铁103与第二子杆部105之间可以通过过盈配合和/或胶粘的方式固定连接，这样第一磁铁103可以与工作杆一起运动。第一子杆部104的一端与第二子杆部105的一端相连接；第一子杆部104相对的另一端具有光滑的曲面结构106，该曲面结构106可以为球冠。

该实施例可选的方案中，工作杆组件还包括缓冲件107，缓冲件107与工作杆固定连接，工作杆具有相对的第一端108和第二端109，第一端108朝向电磁机构；缓冲件107靠近第一端108，且第一磁铁103远离第一端108。通过缓冲件107有利于保护第一磁铁103，延长工作杆组件的使用寿命。

具体而言，缓冲件107可以选用具有导磁性能与耐撞击特性的材质制成，这样的材质可以为金属，金属可以为铁或铁合金等。缓冲件107也呈圆环形，而缓冲件107套设在工作杆的第二子杆部105上；缓冲件107与第二子杆部105之间可以通过过盈配合和/或胶粘的方式固定连接。工作杆的第二端109即第一子杆部104具有曲面结构106的一端；工作杆的第一端108即为第二子杆部105的另一端。缓冲件107的一环面与第一磁铁103相对的另一环面相贴合。第二子杆部105的另一端的端面不超出缓冲件107相对的另一环面。缓冲件107的外直径小于第一磁铁103的外直径，这样便于安装压缩弹簧。

需要说明的是，缓冲件107的材质还可以为磁性塑料。第一磁铁103与第二子杆部105之间还可以通过螺纹连接的方式固定连接，缓冲件107与第二子杆部105之间还可以通过螺纹连接的方式固定连接。

该实施例可选的方案中，电磁机构包括激磁线圈110和电磁铁芯111，激磁线圈110套设于电磁铁芯111的外部。这样便可以通过改变激磁线圈110中的电流的方向来改变电磁铁芯111的两端磁极的方向。激磁线圈110缠绕于电磁铁芯111的外部，以与电磁铁芯111保持固定连接。

具体而言，电磁铁芯111包括插入部112，以及与插入部112相连接的外置部。激磁线圈110缠绕于插入部112上。外置部包括第一子部113，及与第一子部113相连接的第二子部114，第一子部113的直径小于第二子部114的直径，第一子部113的直径大于插入部112的直径。这样在外置部处可以产生较强的磁场。外置部的端面与缓冲件107相对的另一环面相对，且在工作杆处于接合状态时，弹簧被压缩，并且缓冲件107相对的另一环面与外置部的端面相贴合。由于缓冲件107具有导磁作用，而第一磁铁103为永磁铁，因此当激磁线圈110不通电时，电磁铁芯111能够被第一磁铁103所吸住，在这种情况下，使第一磁铁103对电磁铁芯111的磁力大于被压缩的弹簧对工作杆组件的弹力，从而便可以使工作杆保持接合状态。弹簧套设在缓冲件107的外部，且弹簧的一端与缓冲件107与第一磁铁103之间的直径差形成的阶梯面抵接；弹簧还套设于第一子部113上，弹簧的另一端与第一子部113与第二子部114之间的直径差形成的阶梯面抵接，从而使得弹簧夹装在工作杆组件与电磁机构之间。

该实施例可选的方案中，直线驱动装置还包括外壳组件，外壳组件包括第一半壳115和第二半壳116；第一半壳115与第二半壳116通过卡合的方式固定连接，以使第一半壳115的内腔与第二半壳116的内腔合成一容腔；电磁机构和弹性件均安装于容腔中，工作杆组件的至少部分结构位于容腔中，且工作杆的至少部分结构能够伸出或缩回容腔。通过外壳组件将工作杆组件、电磁机构和弹性件组装在一起。第一子杆部104能够伸出或缩回容腔，而第二子杆部105位于容腔中。第一子杆部104能够从第一半壳115上的通孔中伸出或缩回。

具体而言，工作杆组件的第一磁铁103和缓冲件107位于容腔中。第一半壳115和第二半壳116均可以为具内腔的柱状结构，且内腔沿柱状结构的轴向延伸。第二半壳116的圆形开口的端部的外周面均匀设置有多个方形孔117；第一半壳115的圆形开口的端部具有延伸部119，且延伸部119的外直径小于第一半壳115的外直径，延伸部119与第一半壳115之间的直径差形成了一台阶面。延伸部119的周面上具有多个与方形孔117相配合且一一对应的卡扣结构118，卡扣结构118能够卡入第一半壳115的方形孔117中。安装时，延伸部119插入第一半壳115的内腔中，并使卡扣结构118卡入第一半壳115的方形孔117中，从而实现了第一半壳115与第二半壳116之间的固定连接。第一半壳115的圆形开口的端面与第二半壳116上台阶面相贴合，并实现对第一半壳115在第二半壳116上的轴向限位。需要说明的是，外壳和内壳的材质可以具有导磁性。

该实施例可选的方案中，直线驱动装置还包括接线部，接线部包括导电片120及接线盒121，导电片120安装于接线盒121上，接线盒121可拆卸的连接于外壳组件上；导电片120与电磁机构电连接。导电片120还用于与外接的电源相电连接。通过设置接线部，可以在接外接电源后，实现对电磁机构通电。

该实施例可选的方案中，第二半壳116上具有开口槽122，接线部具有相对设置的两个第一滑槽123，开口槽122上相对的两个槽边结构124分别插入相对设置的两个第一滑槽123，并且槽边结构124被第一滑槽123相对的两个槽壁径向限位，这样便实现了接线盒121与外壳组件可拆卸的连接。

具体而言，第一滑槽123的槽宽可以小于或等于开口槽122的槽边结构124的厚度，这样有利于实现接线部在外壳组件上的位置固定。该开口槽122具有相对的两个槽边结构124及一槽顶结构125，两个槽边结构124用于对接线盒121进行宽度限位，而槽顶结构125对接线盒121进行轴向限位。第一滑槽123用于实现安装接线盒121时，使接线盒121沿第二半壳116的轴向移动。接线盒121还具有一弧形止挡槽126，弧形止挡槽126连通了两个第一滑槽123。开口槽122的槽顶结构125插入弧形止挡槽126，从而实现了对接线盒121在第二半壳116上轴向位置的限定。接线盒121上具有两个与第二半壳116的轴向相平行的插孔，导电片120的数量为两个；导电片120为条状结构，两个条状结构分别插入两个不同的插孔中，并可以通过胶水或其它方式固定于插孔中。导电片120的一端可以通过焊接的方式与激磁线圈110的引线固定连接，导电片120的另一端弯曲，以形成弯曲端127。

该实施例中，通过上述设置后，直线驱动装置的体积可以做到很小，满足实际的需要。该直线驱动装置的直径便可以缩小到2.8mm～5.0mm之间，具体的，直线驱动装置的直径可以为2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、4.0mm、4.2mm、4.3mm、4.5mm、4.6mm、4.7mm或4.9mm。

使用时，将直线驱动装置与一能够切换电流方向的电源相连接。该实施例中，以第一磁铁103朝向电磁铁芯111的一面的磁极为S极，且当激磁线圈110中通入正向电流后，激磁线圈110朝向第一磁铁103的一端产生的磁极为N极，当激磁线圈110中通入反向电流后，激磁线圈110朝向第一磁铁103的一端产生的磁极方向为S极为例，来具体说明本发明实施例提供的直线驱动装置的工作原理：

一、工作杆组件从分离状态向接合状态的转变过程：

参见图4所示，首先，在工作杆组件保持分离状态时，激磁线圈110不通电，工作杆组件受到弹簧对其的弹力Fs，大于未通电的电磁机构对工作杆组件的磁吸力Fm。参见图5所示，当激磁线圈110中通入正向电流后，由于异性磁极相互吸引的原因，电磁机构与工作杆之间的磁吸力破坏了工作杆组件处于分离状态时的受力平衡状态，此时，通电后的电磁机构对工作杆组件的磁吸力Fm能够克服弹簧对工作杆组件的弹力Fs，使工作杆组件向靠近电磁机构的方向运动；当工作杆组件的缓冲件107与电磁机构的电磁铁芯111相接触时，停止对激磁线圈110通电；未通电的电磁机构对工作杆组件的磁吸力大于被压缩的弹簧对工作杆组件的弹力，从而使得工作杆组件能够保持相接合状态。需要说明的是，当直到工作杆组件的缓冲件107与电磁机构的电磁铁芯111相接触时，可以不停止对激磁线圈110通电，而是继续通入正向电流；另外，在为了保证工作杆组件的缓冲件107与电磁机构的电磁铁芯111能够相接触，可以使电磁机构的通电时间大于工作杆组件从分离状态至接合状态运动过程中移动的总位移所需的时间。

二、工作杆组件从接合状态向分离状态的转变过程：

参见图6所示，首先，在工作杆组件保持接合状态时，激磁线圈110不通电，工作杆组件受到被压缩的弹簧对其的弹力Fs，小于未通电的电磁机构对工作杆组件的磁吸力Fm。参见图7所示，当激磁线圈110中通入反向电流后，由于同性磁极相互排斥的原因，通电后电磁机构与工作杆之间的磁排斥力破坏了工作杆组件处于接合状态时的受力平衡状态，此时，通电后的电磁机构对工作杆组件的磁排斥力Fm与被压缩的弹簧对工作杆组件的弹力Fs的共同作用，使工作杆组件向远离电磁机构的方向运动；当工作杆组件的永磁铁被第一半壳115的通孔周围的内壁所止挡时，停止对激磁线圈110通电；工作杆组件受到弹簧对其的弹力，大于未通电的电磁机构对工作杆组件的磁吸力，从而使得工作杆组件能够保持相分离状态。需要说明的是，为了保证工作杆组件的永磁铁被第一半壳115的通孔128周围的内壁所止挡(即接触)，可以使电磁机构的通电时间大于工作杆组件从接合状态至分离状态运动过程中移动的总位移所需的时间。

综上所述，本实施例提供的直线驱动装置，具有体积小的特点；由于电磁机构的通电时间较短，因此可以减少直线驱动装置的发热，并且具有低能耗的特点。采用电磁机构、工作杆组件和弹簧相配合，能够及时的使工作杆进行伸出或缩回动作，并保证了工作杆进行伸出或缩回动作的有效性。

实施例二

本发明实施例二提供了一种触摸显示装置，其包括实施例一提供的直线驱动装置，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例公开的内容。

该实施例提供的触摸显示装置，用于盲文的显示；触摸显示装置还包括凸点结构，触摸显示装置通过直线驱动装置以顶出或使凸点结构下降。需要说明的是，凸点结构可以与直线驱动装置的工作杆为一体结构。

实施例三

本发明实施例三提供了一种微型电子锁，其包括实施例一提供的直线驱动装置，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例公开的内容。

该实施例提供的微型电子锁；微型电子锁通过使直线驱动装置的工作杆的伸出或缩回，以实现上锁或解锁的功能。在某些场景下，如盲文显示器可能需要上锁或解锁的目的，因此采用微型电子锁可以实现上锁或解锁的目的；另外，微型电子锁不仅用于盲文显示器，还可以用于其它的可能用于实现上锁或解锁的场景。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种直线驱动装置，其特征在于，包括弹性件、电磁机构和具有磁性的工作杆组件；

所述工作杆组件包括工作杆，所述工作杆具有与所述电磁机构相分离的分离状态以及与所述电磁机构相接合的接合状态；所述电磁机构能够通过改变自身的磁极方向，以使所述工作杆沿第一方向运动，并使所述工作杆在所述分离状态与所述接合状态之间变换；

所述弹性件用于使所述工作杆能够保持所述分离状态。

2.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于，所述弹性件设置在所述工作杆与所述电磁机构之间；所述第一方向与所述工作杆的轴向相平行。

3.根据权利要求1或2所述的直线驱动装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

4.根据权利要求1或2所述的直线驱动装置，其特征在于，所述工作杆组件还包括第一磁铁，用于使所述工作杆组件具有磁性；所述第一磁铁与所述工作杆相固定连接。

5.根据权利要求4所述的直线驱动装置，其特征在于，所述工作杆组件还包括缓冲件，所述缓冲件与所述工作杆固定连接，所述工作杆具有相对的第一端和第二端，所述第一端朝向所述电磁机构；所述缓冲件靠近所述第一端，且所述第一磁铁远离所述第一端。

6.根据权利要求1或2所述的直线驱动装置，其特征在于，所述电磁机构包括激磁线圈和电磁铁芯，所述激磁线圈套设于所述电磁铁芯的外部。

7.根据权利要求1或2所述的直线驱动装置，其特征在于，还包括外壳组件，所述外壳组件包括第一半壳和第二半壳；所述第一半壳与所述第二半壳通过卡合的方式固定连接，以使所述第一半壳的内腔与所述第二半壳的内腔合成一容腔；所述电磁机构和所述弹性件均安装于所述容腔中，所述工作杆组件的至少部分结构位于所述容腔中，且所述工作杆的至少部分结构能够伸出或缩回所述容腔。

8.根据权利要求7所述的直线驱动装置，其特征在于，还包括接线部，所述接线部包括导电片及接线盒，所述导电片安装于所述接线盒上，所述接线盒可拆卸的连接于所述外壳组件上；所述导电片与所述电磁机构电连接。

9.根据权利要求8所述的直线驱动装置，其特征在于，所述第二半壳上具有开口槽，所述接线部具有相对设置的两个第一滑槽，所述开口槽上相对的两个槽边结构分别插入相对设置的两个第一滑槽，并且所述槽边结构被所述第一滑槽相对的两个槽壁径向限位。

10.一种触摸显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的直线驱动装置。

11.一种微型电子锁，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的直线驱动装置。

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