CN206097797U - 磁流体显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种磁流体显示器，其结构由显示器主体，显示屏，电磁铁或电磁推杆阵列，控制电路组成；其中显示屏设于显示器主体的前侧，电磁铁或电磁推杆阵列设于显示屏后部，控制电路设于显示器主体的后侧。本实用新型的优点：1、国内外尚未见有相类似产品，在功能及结构上均具有创新性；2、能直观展示点阵显示屏显示原理，具有科普展示价值；3、可由计算机软件自动将图形、图像转换成磁流体的显示控制程序；4、通过磁流体在玻璃显示屏中的流动来显示图案，显示形式多样，且显示过程动感有趣，有美学价值。

Description

磁流体显示器

技术领域

本实用新型是一种磁流体显示器，属于纳米磁性功能材料技术领域。

背景技术

传统的显示器有液晶、LED阵列、阴极射线管等，其显示单元隐藏于内部。本作品选用一种纳米磁性功能材料——磁流体，作为显示材料，利用其磁性与流动性合一的特性，通过外加点阵型磁场，使其沿设定磁场方向运动或改变形貌，进而显示出特定字符、图形和图像。市面上类似的产品只见荷兰设计师设计的磁流体时钟，其显示内容相当于4个“8”字形数码管，利用带滑块步进电机的运动来控制固定在字模边框上的钕铁硼永磁体的靠近与远离，以吸引或放开磁流体，达到显示效果。其显示字符固定（只有4个“8”字形数码管），且使用了大量步进电机（每个“8”字数码管需要7个），需要复杂的驱动电路，成本较高。

实用新型内容

本实用新型提出的是一种磁流体显示器，其目的是利用纳米磁流体磁性与流动性合一的特性，通过外加点阵型磁场，使其沿设定磁场方向运动或改变形貌，进而显示出特定字符、图形和图像，能直观展现点阵显示器的显示原理，且由于磁流体在图形形成过程中能够流动，并在磁场中能呈现出类似花纹的簇状形貌，具有极强的物理演示和科普展示效果。相比于“磁流体时钟”，本产品使用电磁铁或电磁推杆作为点阵元，只需控制其通断电就能达到吸引或放开磁流体的效果，驱动电路较为简单，成本较低,本装置可由计算机软件自动将图形、图像转换成磁流体的显示控制程序。

本实用新型的技术解决方案：一种磁流体显示器，其结构由显示器主体1，显示屏2，电磁铁或电磁推杆阵列3，控制电路5组成；其中显示屏2设于显示器主体1的前侧，电磁铁或电磁推杆阵列3设于显示屏2后部，控制电路5设于显示器主体1的后侧。

本实用新型的优点：

1、能直观展示点阵显示屏显示原理，具有科普展示价值；

2、可由计算机软件自动将图形、图像转换磁流体的显示控制程序；

3、通过磁流体在玻璃显示屏中的流动来显示图案，显示形式多样，且显示过程动感有趣，有美学价值。

附图说明

附图1是磁流体控制电路系统框架图。

附图2是磁流体显示器结构示意图。

附图3是电磁铁结构示意图。

附图4是电磁推杆结构示意图。

附图5是图形显示效果示意图。

附图中1是显示器主体、2是显示屏、3是电磁铁或电磁推杆阵列、4是电磁铁或电磁推杆、5是控制电路、6是单片机、7是锁存器组、8是三极管阵列、9是铁芯、10是漆包线、11是正负极抽头、12是线圈骨架、13是弹簧、14是推杆、15是永磁体、16是连杆、17是限位孔、18是限位片。

具体实施方式

对照附图2-4，磁流体显示器，其结构是由显示器主体1，显示屏2，电磁铁或电磁推杆阵列3，控制电路5组成；其中显示屏2设于显示器主体1的前侧，电磁铁或电磁推杆阵列3设于显示屏2后部，控制电路5设于显示器主体1的后侧。

所述的显示屏2内部装有纳米磁流体。

所述的电磁铁或电磁推杆阵列3由n²个电磁铁或电磁推杆4组成，其中n为≥2的整数。

所述的电磁铁由铁芯9，漆包线10和正负极抽头11组成，其中漆包线10缠绕于铁芯9上，漆包线10在铁芯9的一端引出正负极抽头11。

所述的电磁推杆由漆包线10，正负极抽头11，线圈骨架12，弹簧13，推杆14，永磁体15，连杆16，限位孔17，限位片18构成，其中漆包线10缠绕于线圈骨架12上，漆包线10在线圈骨架12的一端引出正负极抽头11，推杆14内设一个钕铁硼永磁体15，连杆16一端连接推杆14，另一端伸出设于线圈骨架12上的限位孔17后连接限位片18，弹簧13设于连杆16外侧。

所述的控制电路5由单片机6，锁存器组7和三极管阵列8组成，其中单片机6的输出口连接锁存器组7的输入口，锁存器组7的输出口连接三极管阵列8的输入口。

对照附图1，磁流体显示器的显示方法，包括如下步骤：

1）由上位机软件将用户编写的字符信息输入单片机6；

2）由单片机6将要现实的字符坐标和磁流体磁流体流动过程等信息转化成锁存器组7输出口的高低电平状态，并通过三极管阵列8将每个锁存输出口的输出电流放大，驱动电磁铁或电磁推杆4；

3）电磁铁或电磁推杆4通电后产生磁力，吸引磁流体，使磁流体在显示屏2上显示相应的信息图像；

4）通过通断电控制阵列中的电磁铁或电磁推杆4，控制磁流体的吸引与释放，进而实现图形的变化。

显示屏1为透明材料，内装纳米磁流体。电磁推杆阵列3由n²个磁铁或电电磁推杆4构成，每一个磁铁或电电磁推杆都是n×n点阵的一个点阵元，其通断电由控制电路5控制。控制电路由两部分构成，为单片机6、锁存器组7和三极管阵列8，锁存器组7能将单片机6的输出信号，转化为n²个锁存输出口的电平状态。三极管阵列8由n²个三极管组成，能将每个锁存输出口的输出电流放大，以驱动电磁铁或电磁推杆4。单片机6将要显示的字符坐标和磁流体流动过程等信息转化成锁存器组7输出口的高低电平状态，如选用电磁铁点阵，则可通过通断电控制点阵中每个电磁铁产生磁力或不产生磁力，即可控制点阵中每个点对磁流体的吸引或释放；如选用电磁推杆点阵，可通过通断电控制阵列中每个电磁推杆的伸出与缩入，当漆包线圈通电时，会产生和永磁体15方向相反的磁场，排斥永磁体15，使推杆14向外弹出至弹簧19压紧，永磁体15靠近并吸引磁流体，当断电时，弹簧19的弹力将推杆14弹回，释放磁流体，如此便可用通断电控制磁流体的吸引与释放，进而实现图形显示。

实施例

图形显示过程如下：例如需要显示一个“L”图形（如图5所示），首先，最下面一排电磁铁或电磁推杆4通电，沉于容器底部的磁流体会被吸引到对应位置，接着最左边一列的电磁铁或电磁推杆4由下而上依次通电，磁流体便会顺着新产生的磁场向上爬行，并均匀分散在所有通电的电磁铁或电磁推杆4对应的点上，等到图示所有电磁铁或电磁推杆4都通电，即可显示“L”图形。通过改变电磁铁或电磁推杆4通电的顺序和间隔时间，即可呈现不同的显示过程。显示过程既可由用户设计，直接编入单片机，也可由上位机软件计算得出（只需输入要显示的字符）再编入单片机中。

Claims (6)

1.磁流体显示器，其特征是由显示器主体，显示屏，电磁铁或电磁推杆阵列，控制电路组成；其中显示屏设于显示器主体的前侧，电磁铁或电磁推杆阵列设于显示屏后部，控制电路设于显示器主体的后侧。

2.根据权利要求1所述的磁流体显示器，其特征是所述的显示屏内部装有纳米磁流体。

3.根据权利要求1所述的磁流体显示器，其特征是所述的电磁铁或电磁推杆阵列由n²个电磁铁或电磁推杆组成，其中n为≥2的整数。

4.根据权利要求3所述的磁流体显示器，其特征是所述的电磁铁由铁芯，漆包线和正负极抽头组成，其中漆包线缠绕于铁芯上，漆包线在铁芯的一端引出正负极抽头。

5.根据权利要求3所述的磁流体显示器，其特征是所述的电磁推杆由漆包线，正负极抽头，线圈骨架，弹簧，推杆，永磁体，连杆，限位孔，限位片构成，其中漆包线缠绕于线圈骨架上，漆包线在线圈骨架的一端引出正负极抽头，推杆内设一个钕铁硼永磁体，连杆一端连接推杆，另一端伸出设于线圈骨架上的限位孔后连接限位片，弹簧设于连杆外侧。

6.根据权利要求1所述的磁流体显示器，其特征是所述的控制电路由单片机，锁存器组和三极管阵列组成，其中单片机的输出口连接锁存器组的输入口，锁存器组的输出口连接三极管阵列的输入口。