TWI789383B - 點字終端機及用於點字終端機之模組 - Google Patents

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余爾根 岡瑟
史蒂芬 柯隆浦
丹尼爾 庫格爾
馬丁 盧泰爾
丹尼爾 史奈德班格
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德商強生麥特壓電產品有限公司
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Abstract

一種點字終端機(2)，其沿橫向方向(6)延伸且具有複數個單元(26)，其中每一單元(26)具有可由使用者感覺到且配置成複數個行(32)及複數個列(30)之複數個銷(28)，且其中該單元(26)經設計以表示個別字元，其中在每一情形中各別銷(28)可藉助於壓電式彎曲換能器(54)個別地致動，且該等壓電式彎曲換能器(54)固定於複數個印刷電路板(52)上，該點字終端機(2)具有沿該橫向方向(6)並置且各自具有模組殼體(12)之複數個模組(4)，其中複數個單元(26)整合於該模組(4)中。

Description

點字終端機及用於點字終端機之模組
本發明係關於點字終端機，該點字終端機沿橫向方向延伸且具有複數個單元，其中每一單元具有可由使用者感覺到且配置成複數個行及複數個列之複數個銷，且其中該單元經設計以表示個別字元，且其中在每一情形中各別銷可藉助於壓電式彎曲換能器致動，且該等壓電式彎曲換能器係固定於複數個印刷電路板上。
點字終端機一般而言係裝置，特定而言係供盲人使用之輸出裝置，其中個別字元用點字字母表示。舉例而言，自US 4,283,178 A或US 7,367,806 B1已知點字終端機或其部分。 各別個別字元由預定數目個觸覺銷表示。取決於設計變體，每字元存在6個、8個或甚至10個銷。 點字終端機通常由緊挨著彼此配置之複數個個別模組構成。模組係預先製作之組件，其中每一模組呈現一個單元，亦即經設計以在每一情形中針對精確地1個字元容納且驅動銷。 總體上，點字終端機之生產相當複雜，並且相應地較昂貴。
自此背景出發，本發明之目標係使得可獲得生產簡單且划算之點字終端機。
根據本發明之第一態樣，目標係達成具有技術方案1之特徵之點字終端機。點字終端機沿橫向方向延伸且具有複數個單元。此外，每一單元具有可由使用者感覺到且配置成複數個行及複數個列之複數個銷。通常具有兩個行及三個、四個或五個列。每一單元經設計以精確地表示一個個別字元。在每一情形中個別銷可藉助於指派給各別銷之壓電式彎曲換能器個別地致動。此外，壓電式彎曲換能器固定於複數個印刷電路板上。與印刷電路板對置之彎曲換能器具有一自由端，在適當地驅動之情況下該自由端沿垂直方向偏轉且藉此驅動各別銷，使得該自由端在凸起位置與縮回位置之間交替以便表示單元之各別字元。 根據本發明，點字終端機係由沿橫向方向並置之複數個模組形成，其中每一模組具有模組殼體，且複數個單元整合於模組殼體中。 與其中各別模組僅界定一個單元之習用點字終端機相比而言，將複數個單元會聚於共同模組中會簡化裝備且降低成本。藉由將複數個單元(舉例而言3個、4個或5個單元)會聚於共同模組殼體中，生產點字終端機所需之部件之總數目大大降低。 由於點字終端機具有眾多單元(一般至少16個個別單元，亦通常20個、40個或80個個別單元)，因此特定而言較大點字終端機可由具有複數個單元之模組較快速且較容易地裝配。此外，以此方式可達成較低容限。總之，亦達成整個點字終端機之緊湊結構。 較佳地，行可沿垂直於橫向方向之縱向方向延伸。印刷電路板可以沿垂直方向彼此上下地配置之複數個平面之方式配置於模組殼體中。沿橫向方向緊挨著彼此配置之複數個個別彎曲換能器可接觸每一印刷電路板且固定於每一印刷電路板上，其中各別印刷電路板之彎曲換能器用於驅動模組之所有單元之各別列之銷。因此，可經由個別印刷電路板驅動複數個單元之各別列之銷。因此，各別印刷電路板通常可驅動複數個單元之銷。 較佳地，模組殼體總體上係封閉的。因此，各別模組殼體具有底部、上部壁、側壁及前部壁，使得總體上形成機械穩定殼體。因此，模組殼體不具有骨架結構。除小數目個通路之外，模組殼體完全被周圍之壁封圍。以此方式，模組殼體總體上具有穩健設計，且組件被保護於模組殼體之內部中。 個別銷之通路較佳地引入至上部壁中。因此該等銷可在模組殼體之內部藉由彎曲換能器驅動且推動穿過上部壁並在上部壁上面突出。 有益地，操作模組安裝於上部壁上此等通路之區域中，該操作模組具有延伸穿過其之銷。此外，在較佳配置中，操作模組具有用於模組之每一單元之致動按鈕。操作模組以帽之方式配合至模組殼體及上部壁上。當該等銷位於經部署位置中時，該等銷在操作模組之上部面上面突出特定而言圓形頭部。在縮回位置中，該等銷以一方式撤回使得其在上部面上面不再突出。藉助於致動按鈕，舉例而言在每一情形中使用者可確認特定字元之辨識。操作模組一般沿橫向方向具有與模組殼體相同之寬度。 較佳地，固持板放置於操作模組內。較佳地，固持板鬆散地放置於操作模組中，亦即不固定，特定而言甚至亦不以可釋放方式固定(諸如藉由螺絲)。銷個別地導引穿過固持板。此外，銷保持被固持板陷留，使得固持板可與固持於其上之銷一起移除(舉例而言出於檢測目的或出於清潔目的)。 銷可需要以規則間隔清潔。藉助於包含固持板(其中固持模組之所有銷)之配置，形成模組部分，該模組部分可單件地移除且大大地簡化處置(舉例而言出於清潔目的)。銷較佳地藉由在固持板之一側上(特定而言在朝向銷之頭部定向之一側上)具有加寬部分利用形狀配合嚙合而固定於固持板中，該加寬部分大於固持板中之對應孔。 在有利開發中，主控板配置於模組殼體上部面上，亦即上部壁上。藉助於此主控板，模組殼體之個別印刷電路板可被供應以控制命令及能量。主控板特定而言放置於致動按鈕與上部壁之間。主控板之容納空間因此通常形成於致動按鈕與上部壁之間。 一般而言，主控板提供匯流排系統，經由該匯流排系統來驅動用於形成點字終端機之個別串聯互連模組並給該等個別串聯互連模組供應以能量。 為准許點字終端機之簡單接觸及簡單裝配，毗鄰模組之主控板可彼此連接以用於電饋送信號及供應電壓。出於此目的，主控板可具有橫向安裝之插塞式連接器。在裝配期間，必須簡單地沿橫向方向將個別模組推動於一起。橫向安裝之插塞式連接器准許自動交替地接觸毗鄰模組之主控板。各別主控板可在一邊緣處包含接觸銷且在其對置邊緣處包含接觸插座。 除用於銷之通路之外，上部壁較佳地具有至少一個其他通路以用於電接觸印刷電路板。經由各別主控板提供之信號、供應等因此自主控板穿過上部壁傳輸至位於下方之印刷電路板。 為使接觸努力儘可能地小，可在各別印刷電路板之上部面上形成彈簧接觸件以便電接觸位於上面之印刷電路板之下側。在最上部印刷電路板之情形中，可經由彈簧接觸件接觸主控板。總之，在個別印刷電路板之平面之間具有經由彈簧接觸件之直接接觸之此配置准許極簡單接觸。特定而言，為提供供應電壓或信號，不必藉由導線將個別印刷電路板彼此連接，舉例而言，該等導線將必須焊接至印刷電路板上。個別印刷電路板之接觸較佳地僅經由彈簧接觸件進行。 此實施例特定而言准許簡單裝配，此乃因當將印刷電路板以其所意欲位置置於一起時自動進行接觸。任何容差可藉由彈力地安裝彈簧接觸件來補償。彈簧接觸件較佳地呈彎曲且經衝壓金屬薄片部件形式。 此外，在較佳配置中，用於驅動個別銷之信號及用於彎曲換能器之供應電壓可經由個別印刷電路板在環路中串聯路由。因此對應驅動信號及供應電壓係經由主控板提供且最初經由彈簧接觸件被最上部印刷電路板選擇。信號及供應電壓然後可經由下一印刷電路板等轉發至最後一個印刷電路板且然後再次路由回至主控板，使得總體上存在印刷電路板之環路形貫通接觸。 在有利配置中，每一印刷電路板具有用於驅動指派給印刷電路板之銷之驅動器晶片。主控板亦可理解為匯流排板，經由該匯流排板使必要驅動信號可用。此通常以移位暫存器之方式完成，且特定而言經由上文所闡述之環路形供應將對應控制信號傳輸至各別印刷電路板之各別驅動器晶片，該各別驅動器晶片然後轉換對應控制命令且以適合方式驅動印刷電路板之彎曲換能器。 關於模組殼體之封閉構形，該模組殼體較佳地具有前部部分以及容納盒。容納盒在前部由前部部分封閉且較佳地係大致長方體。與前部部分對置的容納盒之前部壁一般係封閉的。此外，印刷電路板固定至前部部分，且固定至印刷電路板之彎曲換能器延伸至容納井中。彎曲換能器之自由端因此可位於與前部部分對置的容納盒之內部中。容納盒亦至少具有上部壁之大部分。用於銷之通路可形成於與前部部分對置的容納盒之彼端處。亦在此對置端處，操作模組亦固定於容納盒之上部面上。 較佳地，每一印刷電路板之前部部分具有插入井，各別印刷電路板可使其一端插入至該插入井。該等插入井界定印刷電路板及因此個別印刷電路板平面之裝配位置。插入井相對於彼此以一方式定位使得在插入印刷電路板之後，旋即經由彈簧接觸件自動進行相互接觸。以此方式，提高了安裝之便利性，此乃因不必採取額外接觸措施。 較佳地，模組殼體具有橫向通路，該等橫向通路沿縱向方向彼此對置地定位且沿橫向方向延伸並且具有導引穿過其之連接桿。個別模組殼體可經由此連接桿沿橫向方向彼此固定。 根據本發明之第二態樣，目標亦藉由具有此點字終端機之技術方案15之特徵之模組而達成。關於點字終端機陳述之較佳配置之優點亦類似地適用於模組。 圖1中所展示之點字終端機2由複數個個別模組4構成。在圖解說明性實施例中總共展示5個模組。個別模組4沿橫向方向6並置。模組4自身沿縱向方向8延伸且具有沿垂直方向10延伸之高度。橫向方向6、縱向方向8及垂直方向10彼此垂直且形成笛卡爾座標系。 個別模組4 (參考圖2)各自具有實質封閉模組殼體12，該模組殼體總體具有長方體形狀。模組殼體12具有彼此對置地定位之平面側壁14、封閉底部(參考圖5)及上部壁18。在圖解說明性實施例中，側壁14及底部16以及上部壁18之大部分形成平坦表面。在上部壁18之情形中，此至少適合於總體上在模組殼體12之長度之大約三分之二上方延伸之前部子區域。 模組殼體12由容納盒20及接近容納盒20之前部端之前部部分22構成。 操作模組24安裝於上部壁18上、位於與前部部分22對置的模組殼體12之側處。此操作模組24提供複數個單元26 (在圖解說明性實施例中，4個單元26)，其中每一個別單元26經設計來以點字字母表示個別字元。 出於此目的，複數個銷28係配置成列30及行32。在圖解說明性實施例中，各別單元26具有兩個行32及四個列30。因此，各別單元26總共具有8個銷。 將致動按鈕34指派給每一單元26。在托架上之在上部壁18上方自由突出之端處形成致動按鈕34。托架全部係大致條帶狀且各自容納各別單元26之銷28。藉助於自由突出且個別並彼此獨立地被致動之托架之此構形，在托架之間及在操作按鈕34與上部壁之間形成容納空間36 (特定而言參見圖2)。 主控板38通常配置於上部壁18上，推動該主控板38使得一端進入至此容納空間36且因此位於操作按鈕34與上部壁18之間。藉助於夾具40固定主控板38，該夾具特定而言跨越模組殼體12之整個寬度。與夾具40對置之主控板經由其他固定元件(舉例而言螺絲42)固定至模組殼體(特定地前部部分22之區域中)。 致動按鈕34在其下側上具有接觸元件且在致動時接觸主控板38之對應接觸場。 如特定而言將自圖1可見，相互毗鄰模組4之主控板38彼此串聯連接。在每一情形中插塞式連接器44經配置以用於此目的。出於此目的，在一側上形成沿橫向方向突出之接觸銷44a，且在對置側上形成接觸插座44b。當個別模組4接合於一起時自動進行電接觸。 個別模組4經由連接桿46彼此固定，該等連接桿路由穿過模組殼體12中之橫向通路48。此等橫向通路48形成於模組殼體12之對置端處。 藉助於模組殼體12，界定自由內部，在圖解說明性實施例中，該自由內部容納總共4個圖4中所展示之印刷電路板模組50展示以及銷28。印刷電路板模組50沿垂直方向10彼此上下地配置成總共4個平面。 如特定而言自圖5中之剖面圖可見，個別印刷電路板模組50沿縱向方向8相對於彼此偏移，使得其自由端終止於不同長度位置及不同高度位置處。此具有以下效應：各別印刷電路板模組50藉助其自由端跨越複數個單元26精確地驅動銷28之一個列30。由於不同平面沿垂直方向10之偏移配置，不同列30之銷28亦具有不同長度。 如特定而言將自圖4可見，各別印刷電路板模組50具有印刷電路板52及彎曲換能器54。彎曲換能器54在一端處固定至印刷電路板52且與印刷電路板52電接觸並自印刷電路板52自由突出遠至已提及自由端。在圖解說明性實施例中，在每一印刷電路板52上配置正好8個彎曲換能器54。各別彎曲換能器54用於驅動各別個別銷28。此外，每一印刷電路板模組50具有驅動器晶片56以及若干個接觸元件，該等接觸元件具體地設計為彈簧接觸件58。特定而言，存在固定至印刷電路板52之上部面之彎曲且經衝壓金屬薄片部件。彈簧接觸件58各自具有向上突出的有彈力彈性托架。此提供與位於其上之印刷電路板52或與位於其上之主控板38 (在最上部印刷電路板52之情形中)之自動接觸。出於此目的，除個別銷28之通路60之外，模組殼體12之上部壁18亦進一步具有通路62，使得最上部印刷電路板52之彈簧接觸件58在模組殼體12之上部面上面突出。彈簧接觸件58接觸位於上部壁18上之主控板38之下側。此准許針對模組4取得對應信號或供應。 在圖解說明性實施例中，總共形成兩個群組之彈簧接觸件58，沿橫向方向觀看，該兩個群組之彈簧接觸件配置於印刷電路板52之對置邊緣處。因此，上部壁18中僅形成其他兩個通路62。 總共設置8個彈簧接觸件。此等彈簧接觸件特定而言提供用於驅動器晶片56之供應電壓(舉例而言5伏特)、用於驅動彈性換能器54之高電壓供應(一般200伏特)，以及用於時脈之接觸連接、用於輸入資料信號之連接、用於輸出資料信號之連接，以及啟用連接及一或多個接地連接。 個別印刷電路板52各自插入至前部端22之插入井64中。在插入之後，彈簧接觸件58之特殊構形旋即確保配置成複數個平面之個別印刷電路板52彼此自動接觸。信號(舉例而言資料輸入信號)透過個別印刷電路板52在環路中路由且再次返回至主控板38。此同樣適用於供應電壓。 如特定而言可自圖3所見，操作模組24形成於與前部部分22對置的模組殼體12之端處。操作模組24具有指定為帽66之單件式帽形殼體，該單件式帽形殼體具有用於個別銷28以及操作按鈕34之通路。此帽66係自上面放置至模組殼體12上。出於此目的，模組殼體12具有(舉例而言)兩個對置橫向腹板68，帽66自上面放置至該橫向腹板上且因此固定。在兩個橫向腹板68之間引入銷28之通路60。亦在帽66與上部壁18之間放置(特定而言鬆散地)固持板70。將個別銷28個別地導引穿過此固持板70並將該等個別銷固持在固持板上，使得整個群組之銷28可與固持板70一起移除。利用形狀配合嚙合(特定而言)沿至少一個方向固定銷28。出於此目的，該等銷在其圓形頭部之區域中具有加寬部分72，如特定而言自圖3及圖5可見。
2‧‧‧點字終端機 4‧‧‧模組 6‧‧‧橫向方向 8‧‧‧縱向方向 10‧‧‧垂直方向 14‧‧‧平面側壁/側壁 16‧‧‧底部 18‧‧‧上部壁 20‧‧‧容納盒 22‧‧‧前部部分/前部端 24‧‧‧操作模組 26‧‧‧單元 28‧‧‧銷 30‧‧‧列 32‧‧‧行 34‧‧‧致動按鈕/操作按鈕 36‧‧‧容納空間 38‧‧‧主控板 40‧‧‧夾具 42‧‧‧螺絲 44‧‧‧插塞式連接器 44a‧‧‧接觸銷 44b‧‧‧接觸插座 46‧‧‧連接桿 48‧‧‧橫向通路 50‧‧‧印刷電路板模組 52‧‧‧印刷電路板 54‧‧‧彎曲換能器/壓電式彎曲換能器 56‧‧‧驅動器晶片 58‧‧‧彈簧接觸件 60‧‧‧通路 62‧‧‧通路/其他通路 64‧‧‧插入井 66‧‧‧帽 68‧‧‧橫向腹板 70‧‧‧固持板 72‧‧‧加寬部分
下文參考繪示部分簡化圖之圖式更詳細地闡釋本發明之圖解說明性實施例且在圖式中： 圖1展示點字終端機之透視圖， 圖2展示模組之透視圖， 圖3展示圖2中所展示之模組之分解圖， 圖4展示印刷電路板之透視圖，且 圖5展示穿過根據圖2之模組截取之剖面圖。 具有相同動作之部件在各圖中具備相同元件符號。
2‧‧‧點字終端機
4‧‧‧模組
6‧‧‧橫向方向
8‧‧‧縱向方向
10‧‧‧垂直方向
24‧‧‧操作模組
38‧‧‧主控板
42‧‧‧螺絲
44‧‧‧插塞式連接器
44a‧‧‧接觸銷
44b‧‧‧接觸插座
46‧‧‧連接桿

Claims (14)

  1. 一種點字終端機(2)，其沿橫向方向(6)延伸且具有複數個單元(26)，其中每一單元(26)具有可由使用者感覺到且配置成複數個行(32)及複數個列(30)之複數個銷(28)，且其中該單元(26)經設計以表示個別字元，其中在每一情形中各別銷(28)可藉助於壓電式彎曲換能器(54)個別地致動，且該等壓電式彎曲換能器(54)固定於複數個印刷電路板(52)上，該點字終端機(2)之特徵在於沿該橫向方向(6)並置且各自具有模組殼體(12)之複數個模組(4)，其中該複數個單元(26)整合於該模組(4)中，其中該等行(32)沿垂直於該橫向方向(6)之一縱向方向(8)延伸，其中該複數個印刷電路板(52)在垂直於該橫向方向與該縱向方向之一垂直方向中彼此上下地配置於該模組殼體(12)中，且沿該橫向方向(6)緊挨著彼此配置之複數個個別彎曲換能器(54)接觸每一印刷電路板(52)且固定於每一印刷電路板(52)上，其中各別印刷電路板(52)之該等彎曲換能器(54)用於驅動該模組(4)之一複數單元之各別列之該等銷(28)。
  2. 如請求項1之點字終端機(2)，其中該模組殼體(12)具有封閉設計，具有其中引入用於該等銷(28)之通路(60)之上部壁(18)。
  3. 如請求項2之點字終端機(2)，其中在該等通路(60)之區域中，操作模組(24)安裝於該上部壁(18)上，該操作模組(24)具有延伸穿過其之該等銷(28)且具有用於該模組(4)之每一單元(26)之致動按鈕(34)。
  4. 如請求項3之點字終端機(2)，其中固持板(70)放置於該操作模組(24)內，該等銷(28)個別地導引穿過該固持板(70)，且該等銷(28)保持陷留在該固持板(70)中以便准許與該固持板(70)一起移除。
  5. 如請求項3或4之點字終端機(2)，其中容納空間(36)形成在該等致動按鈕(34)與該上部壁(18)之間，主控板(38)位於該容納空間(36)中。
  6. 如請求項5之點字終端機(2)，其中毗鄰模組(4)之該等主控板(38)經由插塞式連接器(44)彼此連接，該等插塞式連接器(44)橫向地安裝於該等主控板(38)上以便准許該等個別模組(4)之串聯互連。
  7. 如請求項2或3項之點字終端機(2)，其中該上部壁(18)具有用於該等印刷電路板(52)之電接觸之其他通路(62)。
  8. 如請求項1之點字終端機(2)，其中彈簧接觸件(58)形成在該各別印刷電路板(52)之上部面上，以便准許與配置於上面之印刷電路板(52)之下側電接觸。
  9. 如請求項中1或2之點字終端機(2)，其經配置使得信號及供應電壓經由該等個別印刷電路板(52)串聯且在環路中路由。
  10. 如請求項1或2之點字終端機(2)，其中驅動器晶片(56)配置在每一印刷電路板(52)上以用於驅動指派給該印刷電路板(52)之該等銷(28)。
  11. 如請求項中1或8之點字終端機(2)，其中該模組殼體(12)具有前部部分(22)以及在前部由該前部部分(22)封閉之容納盒(20)，其中該等印刷電路板(52)固定於該前部部分(22)上，且上面固定有該等彎曲換能器(54)之該等印刷電路板(52)延伸至該容納盒(20)中。
  12. 如依附於請求項8時之請求項11之點字終端機(2)，其中每一印刷電路板(52)之該前部部分(22)具有插入井(64)，該各別印刷電路板(52)可插入至該插入井(64)中，在插入之程序期間經由該等彈簧接觸件(58)自動進行該等印刷電路板(52)之相互接觸。
  13. 如請求項1或2之點字終端機(2)，其中該模組殼體(12)具有橫向通路(48)，該等橫向通路(48)沿該縱向方向(8)彼此對置地定位且沿該橫向方向(6)延伸並具有導引穿過其之連接桿(46)。
  14. 一種用於如請求項1或2之點字終端機(2)之模組，該模組具有模組殼體(12)，其中複數個單元(26)整合於該模組殼體(12)中，其中每一單元(26)具有可由使用者感覺到且配置成複數個行(32)及複數個列之複數個銷(28)，且其中該單元(26)經設計以表示個別字元，其中在每一情形中各別銷(28)可藉助於壓電式彎曲換能器(54)個別地致動，且該等壓電式彎曲換能器(54)固定於複數個印刷電路板(52)上，及其中該等行(32)沿垂直於一橫向方向(6)之一縱向方向(8)延伸，其特徵在於該複數個印刷電路板(52)在垂直於該橫向方向與該縱向方向之一垂直方向中彼此上下地配置於該模 組殼體(12)中，且沿該橫向方向(6)緊挨著彼此配置之複數個個別彎曲換能器(54)接觸每一印刷電路板(52)且固定於每一印刷電路板(52)上，其中各別印刷電路板(52)之該等彎曲換能器(54)用於驅動該模組(4)之一複數單元之各別列之該等銷(28)。
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