一种移动凸块驱动式盲文点显装置

摘要

一种移动凸块驱动式盲文点显装置，包括底座、触摸板、触针、推拉杆和驱动器，所述触摸板安装在所述底座上，所述触摸板上至少设有一“方”的触针安装孔，所述触针的数目与触针安装孔的数目相同，每枚触针与触针安装孔呈间隙配合；每列触针下方设有与该列触针数目相同的推拉杆，在每根推拉杆一端上侧设有一个凸块，每个凸块对应一枚触针，每枚触针的下端与对应凸块的轮廓始终保持接触；所述底座上部设有与触针列数相同的矩形凹槽，每列触针下方的推拉杆均可前后移动的安装在相应的矩形凹槽内，每根推拉杆均由一个驱动器驱动。本发明提供了一种移动凸块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。

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程和电子工程技术领域，尤其是涉及一种移动凸块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，本发明提供了一种移动凸块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：

一种移动凸块驱动式盲文点显装置，包括底座、触摸板、触针、推拉杆和驱动器，所述触摸板安装在所述底座上，所述触摸板上至少设有一“方”的触针安装孔，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组成的，所述触针的数目与触针安装孔的数目相同且分别一一对应地安装在相应的触针安装孔内，每枚触针与触针安装孔呈间隙配合；每列触针下方设有与该列触针数目相同的推拉杆，在每根推拉杆一端上侧设有一个凸块，每个凸块对应一枚触针，每枚触针的下端与对应凸块的轮廓始终保持接触；所述底座上部设有与触针列数相同的前后贯通式矩形凹槽，该矩形凹槽与触摸板上的每列触针安装孔对应,每列触针下方的推拉杆均可前后移动的安装在相应的该矩形凹槽内，每根推拉杆均由一个驱动器驱动；

所述推拉杆在前后移动时通过其上的凸块驱动触针在相应的触针安装孔内升降，当触针的下端位于凸块的峰顶上时，触针处于上止点，当触针的下端位于凸块的谷底时，触针处于下止点；当触针处于上止点时，触针的上端面高出触板上平面，形成盲文字符的一个凸点，当触针处于下止点时，触针的上端面与触板上平面平齐，形成盲文字符的一个凹点，所述凸块的最大升程等于盲文字符的凸点高度；

每个矩形凹槽内的所有推拉杆上的凸块布置成一列，每根推拉杆可在矩形凹槽内独立地前后推拉，每根推拉杆设置两个停止位，推拉杆每次推拉动作结束必使其停在其中一个停止位上，推拉杆处在其中的一个停止位时，其上凸块的峰顶顶起触针，触针位于上止点，推拉杆处在另一个停止位时，触针落入其上凸块的谷底，触针位于下止点；每个矩形凹槽内的推拉杆推拉动作结束后，该矩形凹槽上方的触针在凸块的作用下均处于上止点或下至点的位置，从而形成该列盲文触点的一种排列。

进一步，每个矩形凹槽内的推拉杆分为前后两组，前后两组推拉杆以凸块向内相对布置在矩形凹槽的前后两侧，且该矩形凹槽内的所有推拉杆上的凸块均布置成一列；当点显装置为八点盲文显示时，每个矩形凹槽内的推拉杆的数量为四个，每组推拉杆分上下两层布置，其中上层的两个推拉杆上的凸块驱动该列四枚触针的外侧两枚触针，下层的两个推杆上的凸块驱动该列四枚触针的内侧两枚触针；当点显装置为六点盲文显示时，每个矩形凹槽内的推拉杆的数目为三个，其中的一组推拉杆分上下两层布置。

再进一步，每根推拉杆的一端外侧均加工一个孔，该孔内嵌入一块永久磁铁，该永久磁铁的一侧磁极指向外侧；所述驱动器由螺线管及其内部半硬磁芯轴构成，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，与推拉杆端部的永久磁铁作用实现推拉杆的推拉动作。该驱动器也可以采用电动推杆、气缸、液压缸等其它控制装置。

再进一步，所述触板的下部在每行或每列触针安装孔的下部均设有一个凹槽，所述凹槽与相应的触针安装孔连通，所述触针的上部采用圆柱体结构且与触针安装孔配合，所述触针的下部采用四方体结构且与凹槽配合。

再进一步，所述底座的前后两侧分别设置有支架，所述驱动器固定在相应的支架上。

再进一步，所述凸块轮廓形状采用斜直线、圆弧线、正弦线或渐开线的轮廓形状。

本发明在盲文字符的一个“方”是由四行两列共八枚触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，每列触针下方设有四个推拉杆，四个推拉杆的推拉动作配合即可完成该列触针16种升降排列，即实现该列盲文触点的16种凸凹排列模式，相邻两个矩形凹槽内的推拉杆的推拉动作相互配合，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触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，每列触针下方设有三个推拉杆，三个推拉杆的推拉动作配合即可完成该列触针8种升降排列，即实现该列盲文触点的8种凸凹排列模式，相邻两个矩形凹槽内的推拉杆的推拉动作相互配合，就能完成盲文触点一个“方”的所有64不同的排列模式。

更进一步，所述底座上矩形凹槽内的左右两侧各设置上下两个滑道，每一层的推拉杆的左右两侧各设置一个凸台；上层推拉杆两侧的凸台与上侧滑道间隙配合，下层推拉杆两侧的凸台与下侧滑道间隙配合。滑道对推拉杆也起到限位作用。

本发明的有益效果主要表现在：由于该装置采用机械式移动凸块驱动触针上下动作形成盲文触点的不同排列，功耗低、体积小、重量轻，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是触摸板的结构示意图。

图2是触摸板的仰视图。

图3是触针的结构示意图。

图4是上层推拉杆的结构示意图。

图5是下层推拉杆的结构示意图。

图6是底座的结构示意图。

图7是触针、推拉杆的位置关系图。

图8是本发明的底座、推拉杆、驱动器的装配关系图。

图9是两方结构的盲文点显装置的组装图。

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9，一种移动凸块驱动式盲文点显装置，包括底座10、触摸板50、触针30、推拉杆20和驱动器40构成，所述触摸板50安装在所述底座10上方，所述触摸板50上设有若干“方”触针安装孔501，所述触针30分别安装在相应的触针安装孔501内，每枚触针与触针安装孔呈间隙配合；每列触针下部设置若干个推拉杆20，每根推拉杆上设有一个凸块，每个凸块驱动一枚触针，每枚触针的下端与对应凸块的轮廓始终保持接触；所述底座10上部设有若干贯通式矩形凹槽101，该矩形凹槽与触摸板上的每列触针安装孔对应,每列触针下方的推拉杆20安装在底座10的矩形凹槽101内，推拉杆数量与该矩形凹槽上方的触针数相同，每根推拉杆由一个驱动器40驱动；

所述推拉杆在矩形凹槽101内前后移动时通过其上的凸块驱动触针在相应的触针安装孔内升降，当触针的下端位于凸块的峰顶22上时，触针处于上止点，当触针的下端位于凸块的谷底21时，触针处于下止点；当触针处于上止点时，触针的上端面高出触板上平面，形成盲文字符的一个凸点，当触针处于下止点时，触针的上端面与触板上平面平齐，形成盲文字符的一个凹点，所述凸块的最大升程等于盲文字符的凸点高度；

盲文字符的一个“方”，由八枚触针分别处在上止点或下止点位置时所对应的凸点、凹点按四行两列排列在一起组成，所述盲文点显装置可按设计要求设置多个“方”；

所述触摸板50上设置与盲文字符点数相对应的触针安装孔501，该触针安装孔的尺寸和排列形式要符合盲文字符对凸点大小和间距的要求；

所述底座10上部设置若干贯通式矩形凹槽101，每个矩形凹槽内设置与其上方触针数量相等的推拉杆20，所述推拉杆在该矩形凹槽101内可以分别独立地前后移动，每一根推拉杆上设置一个凸块，每一根推拉杆通过该凸块操作其上部的一枚触针产生升降运动，每根推拉杆设置两个停止位，推拉杆每次推拉动作结束必使其停在一个停止位上，推拉杆处于其中的一个停止位时其上触针位于上止点，推拉杆处于其中的另一个停止位时其上触针位于下止点；每个矩形凹槽内的推拉杆推拉动作结束后，该矩形凹槽内上部的触针在凸块的作用下均处于上止点或下至点的位置,从而形成该列盲文触点的一种排列模式。所述凸块轮廓形状决定触针升降的运动规律，可采用斜直线、正弦线、圆弧线、渐开线等的轮廓形状。

再进一步，在每个矩形凹槽101内的触针，其上部的凸块排成一列，为方便布置，推拉杆20可以以触点向内分别相对设置在矩形凹槽101的前后两侧，每一侧的推拉杆设置上下两层，其中上层推拉杆201、202控制每列四枚触针的外侧两枚，下层推拉杆203、204控制每列四枚触针的内侧两枚，当推拉杆201、202在驱动器40的作用下推进到停止位上时，其上方的触针处于上止点，当推拉杆201、202在驱动器40的作用下拉回到另一个停止位上时，其上方的触针处于下止点，当推拉杆203、204在驱动器40的作用下推进到一个停止位上时，其上方的触针处于下止点，当推拉杆203、204在驱动器40的作用下拉回到另一个停止位上时，其上方的触针处于上止点。

再进一步，所述底座10上矩形凹槽101内部左右两侧各设置上下两个滑道102、103，每一层的推拉杆的左右两侧各设置一个凸台；上层推拉杆两侧的凸台23与上侧滑道102间隙配合，下层推拉杆两侧的凸台24与下侧滑道103间隙配合，所述推拉杆在驱动器40的作用下实现前后移动，滑道对推拉杆也起到限位作用。

再进一步，每根推拉杆的外侧一端26均加工一个孔25，该孔内嵌入一块永久磁铁205，永久磁铁205的一侧磁极指向外侧。所述驱动器40由螺线管401及其内部半硬磁芯轴402构成，半硬磁芯轴402与推拉杆端部的永久磁铁205相对应，通过控制螺线管401正反两方向加直流电，改变半硬磁芯轴402的励磁化方向，与推拉杆端部的永久磁铁205作用实现推拉杆的推拉动作。所述驱动器40可以分别设置在底座10的两侧，分别由支架403、404固定,支架403、404用螺栓固定在底座10上。该驱动器也可以采用电动推杆、气缸、液压缸等其它控制方案。

再进一步，所述触摸板50的下部在每行或每列触针安装孔的下方均设有一个凹槽502，所述凹槽502与相应的触针安装孔连通，所述触针30的上部采用圆柱体结构且与触针安装孔配合，所述触针的下部采用四方体结构且与凹槽502配合。

本发明装置中盲文字符的一个“方”是由四行两列共八枚触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，每列触针下方设有四个推拉杆，四个推拉杆的推拉动作配合即可完成该列触针16种升降排列，即实现该列盲文触点的16种凸凹排列模式，相邻两个矩形凹槽内的推拉杆的推拉动作相互配合，就能完成盲文触点一个“方”的所有256种不同的排列模式。

本发明装置中盲文字符的一个“方”是也可以是由三行两列共六枚触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；每列触针下方设有三个推拉杆，三个推拉杆的推拉动作配合即可完成该列触针8种升降排列，即实现该列盲文触点的8种凸凹排列模式，相邻两个矩形凹槽内的推拉杆的推拉动作相互配合，就能完成盲文触点一个“方”的所有64不同的排列模式。

本发明的盲文点显装置的作用是盲文字符点阵的实现，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，本发明中矩形凹槽101内的推拉杆20也可以布置成左右两列,推拉杆的推拉动作仍能凭凸块顶起触针,实现该列盲文触点的一种排列模式，因此，依然在本专利的保护范围。

还应该说明的是，本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。