DE2407452A1

DE2407452A1 - Vorrichtung zur darstellung von taktilen zeichen

Info

Publication number: DE2407452A1
Application number: DE19742407452
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl Lindenmueller
Original assignee: LINDENMUELLER HANS PETER
Current assignee: Gemeinnuetzige Gesellschaft fur Elektronik und Hi
Priority date: 1974-02-16
Filing date: 1974-02-16
Publication date: 1975-10-16
Also published as: DE2407452C2; GB1485698A

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.-lng. Wolff
λ ι ft »7 / ro H. Bartels

/ H U / H V C Dipl.-Chem. Dr. Brandes

Dr.-lng. Held
Dipi.-Phys. Wolff

7 Stuttgart 1, Lange Straße 51 Tel. (07 11) 29 63 10 u. 23 72 SS

_ »τ ·. ο λ -πη Telex 0722312 (patwo d) Reg.-Nr. 124 2 79 · Telegrammadresse: _tl_{X 07 22312 wo},_{ff stuttgart}

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Bürozeit: 8-12 Uhr, 13-16.30 Uhr außer samstags

15.2.1974/3322tsa

Arbeitsgemeinschaft für Rehabilitationstechnik an der Universität Stuttgart e.V., Stuttgart (Baden-Württemberg)

Vorrichtung zur Darstellung von taktilen Zeichen

Telefonische Auskünfte und

C η Λ ο / *% Aufträge sind nur nach schriftlicher

009842/0013 ■ Bestätigung verbindlich

Der Erfindung liegt die Aufgabe zuarunde, neben der Darstellung von Braille-Zeichen auch Strukturen (tastbare Strichzeichnungen, Diagramme, Schwarzschriftzeichen) auf einer gleichmäßig gerasterten, mit Taststifen belegten Tafel darzustellen. Die Stifte sollen entsprechend der darzustellenden Struktur durch elektrische Impulse angehoben (tastbar gemacht) werden und in dieser Position so lange bleiben, bis sie durch ein Lösch-Signal wieder abgesenkt v/erden. Jeder Stift soll einzeln und beliebig angesteuert (angehoben oder abgesenkt) werden können. Zum Speichern der eingegebenen Information soll keine Energie verbraucht werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jeden Taststift zwei axial hintereinander angeordnete Elektromagnete

vorgesehen sind und

oder ein Elektromagnet und ein Permanentmagnet/bei elektrischer Erregung eine Kraft in axialer Richtung erzeugt' wird,die den Magnetkern (Taststift) je nach der Erregungsrichtung hebt bzw. senkt, und in einer Riegelzone, vorzugsweise durch die gleiche elektri-

"Magnetsche Erregung der/Spulen und durch besondere Feldführung, eine Kraft erzeugt wird, die eine dem Magnetkern (Taststift) zugeordnete und nur auf diesen Magnetkern (Taststift) einwirkende Verriegelungseinrichtung im Sinne des Verriegeins bzw. Entriegeins betätigt.

Die Verriegelung erfolgt bei einem ersten Lösungsprinzip durch einen Riegelkörper, der sich unter den angehobenen Magnetkern schiebt und der durch den zweiten Magneten wieder herausgezogen werden kann (löschen). Diese Bewegung des Riegelkörpers wird gesteuert durch Magnetkräfte, eine entsprechend geformte Führungsbahn und die über Federn aufgebrachten Rückstellkräfte der Magnetkerne. Bei Verwendung mehrerer Riegelkörper wird der Taststift durch mehrmaliges Ansteuern des Magneten, entsprechend der Zahl der dadurch eingerasteten Riegelkörper, in verschieden hoher Position über der Tafel- bzw. Tastebene verrastet. Damit wird für eine Bildtafel die dritte Dimension erschlossen.

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Bei einem zweiten Lösungsprinzip wird für die Ver- und Entriegelung ein Drehmoment erzeugt, und zwar vorzugsweise durch die besonders geformten Pole der Magnetkerne, wodurch sich eine kombinierte Hub-Drehbewegung ergibt. Der Magnetkern für den Taststift wird durch Magnetkraft gegen eine Federkraft ^Rückstellkraft) axial in Spulenrichtung bewegt und führt zusätzlich " zu dieser Hubbewegung noch eine Drehbewegung um seine Achse aus. Der Kern des Löschmagneten steht fest. An den Polen beider Kerne sind treppenförmige Absätze eingearbeitet, die teilweise mit nichtmagnetischem Material aufgefüllt sind. Das Halten bzw. Verrasten in angehobener Stiftstellung geschieht durch diese Absätze und durch die Dreh-Hubbewegung des einen Kerns. Die Drehbewegung wird durch magnetische Anziehungs- bzw. Abstoßungskräfte zwischen den Polen beider Kerne im und gegen den Uhrzeigersinn erzeugt (verriegeln - entriegeln).

Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß es möglich ist, tastbare Stifte im für Blindenzwecke genormten Rastermaß von 2,5 mm punkt-, linien- oder flächenweise anzuordnen, um auf eine material- und zeitsparende Weise Informationen den Blinden zugänglich zu machen, wobei die für Tastzwecke notwendige Haltekraft ohne Energieverbrauch in ausreichender Höhe erreicht wird. Die Erfindung gestattet die Erzeugung von taktiler Blindenschrift ebenso wie die Erzeugung von taktilen Bildern. Werden nicht nur ein einziger Riegelkörper (Kugel),

sondern mehrere verwendet, so hebt sich der Taststift pro Erregungsimpuls um das Durchmessermaß der Kugel. Auf diese Weise können in besonders einfacher Weise neben schwarz-weiß Informationen auch Graustufen in das taktile Äquivalent umgesetzt werden. Werden die einzeln setzbaren Stifte zu einer Matrix im genormten Rastermaß zusammengesetzt, so läßt sich auf dieser taktilen Bildtafel ein Text in Braille-Schrift ebenso wie ein mehr oder weniger digitalisiertes Bild wiedergeben, wobei jeder Stift über Schieberegister in x- und y-Richtung dieser Matrix einzeln angesteuert werden kann.

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Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es
zeigen:

Fig. 1 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 2a und 2b je einen Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels ;

Fig. 3a und 3b je einen Schnitt nach den Linien III-III
der Fig. 2a bzw. 2b.

In Fig. 1 ist der Taststift T in der nicht tastbaren Stellung
dargestellt, d.h. er befindet sich unter der Tastebene E. Durch Erregung des Elektromagneten wird der Kern K 1 in die Spule S 1 hineingezogen und hebt den Taststift gegen die Federkraft F 1
über die Tastebene hinaus. Gleichzeitig wird der Riegelkörper R durch die magnetische Kraft mit dem Kern in die Spule hineingezogen. Nach Abschalten des Elektromagneten bleibt der Eisenkern (Taststift) in seiner oberen Position, da der Riegelkörper nun
zwischen Kern und Teil P 2 sitzt. In seine Anfangslage kann sich der Riegelkörper nicht mehr begeben, da der Raum dort durch
das Ende des Kerns K 2 ausgefüllt wird, der durch die vorgespannte Feder nach oben geschoben wird, sobald der Riegelkörper R sich in die Verriegelungsstellung bewegt hat. Der Riegelkörper R ist vorzugsweise ein Wälzkörper (Kugel oder Rolle).

Zum Absenken eines Taststiftes (Löschen) wird die Spule S 2
elektrisch erregt und zieht den Kern K 2 gegen die Federkraft F nach unten. Der Riegelkörper wird durch die magnetischen Kräfte mitgerissen, sodaß der Kern K 1 und der Taststift wieder in ihre untere Position kommen. Die Hin- und Herbewegung des Riegelkörpers erfolgt aufgrund der Magnetkräfte und wird durch die geneigten

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Führungsbahnen in Teil P 1 und Teil P 2 begünstigt.

Fig. 2a zeigt den Kern (Taststift) Ke 1 in der nichtgesetzten Stellung. Werden beide Tauchspulen Sp 1 und Sp 2 erregt, daß sich in der Riegelzone gleiche Pole gegenüberstehen, so wird der Kern Ke 1 -angehoben. Die Polenden der Magnete sind in der Riegelzone in geeigneter Weise so ausgebildet, daß der durch das Magnetfeld hervorgerufene Kraftvektor gegenüber der Kernachse eine Neigung besitzt. Hierdurch entstehen Kraftkomponenten in Axial- und in Tangentialrichtung.

Die Axialkraft hebt den Kern Ke 1 und die Tangentialkraft dreht

eine
den Kern Ke 1, wobei durch/Führung zuerst der Hub und danach

die Drehung erfolgt.

Zum Absenken eines Taststiftes (Löschen) wird nunmehr durch umgepolte Erregung der Spule Sp 1 der Kern Ke 1 macrnetisch umgepolt. Dadurch dreht sich die Richtung des gegen die Kernachse geneigten Kraftvektors des magnetischen Feldes um 180 . Durch die Zwangsführung des Riegelmechanismus bedingt, erfolgt zunächst die gewünschte Rotation, um den Kern Ke 1 zu entriegeln. Die Axialkraft zieht den Kern danach in die Grundstellung. Da das Magnetfeld, das durch die Spule Sp 2 erzeugt wird, in beiden Fällen gleiche Polung besitzt, kann hierfür auch ein Permanentmagnet verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

(l ,,^Vorrichtung zur Darstellung eines taktilen (tastbaren) Zeichens, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Taststift zv/ei axial hintereinander anqeordnete Elektromagnete oder

vorgesehen sind und

ein Elektromagnet und ein Permanentmagnet/bei elektrischer Erregung eine Kraft in axialer Richtung erzeugt wird, die den Magnetkern (Taststift) je nach der Erregungsrichtung hebt bzw. senkt, und in einer Riogelzone, vorzugsweise durch die

Macrnetgleiche elektrische Erregung der/Spulen und durch besondere Feldführung, eine Kraft erzeugt wird, die eine dem Magnetkern (Taststift) zugeordnete und nur auf diesen Magnetkern (Taststift) einwirkende Verriegelungseinrichtung im Sinne des Verriegeins bzw. Entriegeins betätigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Riegelkörper bewegende Kraft radial wirkt und der Riegelkörper zweckmäßigerweise eine Kugel oder ein Zylinder ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Riegelkraft tangential wirkt und die Verriegelung des Stiftes vorzugsweise
/durch die Drehung des besonders geformten Poles erfolgt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines tastbaren Zeichens sich in der Riegelzone mehrere Riegelkörper (Kugeln, Zylinder) befinden, die durch mehrfache Ansteuerung der Spule einen mehrfach höheren und verriegelten Hub ermöglichen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines taktilen Bildes mehrere tastbare Zeichen zu einer Matrix zusammengesetzt sind, um mit Hilfe eines vorzugsweise fotoelektrischen Wandlern ein optisches Bild in ein taktiles Bild umzuwandeln, wobe;i

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mit jeweils einem einzigen Riegelkörper ein taktiles Bild ohne Granstufen und mit mehreren Riegelkörpern ein taktiles Bild mit Granstufen erzeugt werden kann.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 4, gekennzeichnet durch eine Verwendung als mechanisches Flip-Flop mit kleinsten Abmessungen für beliebige Zwecke.

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