[發明專利]一種機械式點陣顯示器

有效

• 申請號: 201310322754.4
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103413504A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 劉俊標;李博;霍榮嶺;郭少鵬;陳奕鈧;初明璋;韓立
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G09F9/37
• 分類號: G09F9/37
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種盲文閱讀工具，尤其涉及一種用于閱讀文字盲文、圖形顯示的電子顯示設備。

背景技術

視障人士主要是通過聲音和觸覺獲取外界信息，隨著信息化時代的來臨，大量的信息存在計算機和網絡里，而目前很少有與計算機相連的、成本低、功能強的盲用電子輸出裝置。

目前有幾種能將數字存儲的數據轉換為盲文字符顯示的裝置，發明原理包括采用功能性材料制作成微型致動器以實現盲文字符的密集顯示，如US專利4,194,190和4,471,190采用磁性材料、US專利4,044,350;4,283,178;4,473,356;4,758,165和4,879,698采用壓電材料等。利用功能性材料在制作微型致動器時存在制作工藝復雜、成本高等缺點。另外還采用其他方法如氣動（US專利3,659,354）或者是機械式（4,033,053;4,898,536和4,191,945）。所有這些裝置都可以由儲存介質上儲存的數據來控制盲文字符的顯示。每種裝置都需要大量的驅動設備和相對應大面積的驅動器去顯示大幅面積的盲文字符。以每行40方，25行盲文字符為例（其中一方盲文字符橫向是2個點位，縱向是3個點位），按照專利US5,496,174的控制方法，需要6000個開關管，因此，這樣的設備不但價格昂貴，而且體積笨重。又以市場上已有的單行壓電陶瓷雙晶片的盲文字符顯示器為例，這種盲文字符顯示器可以解決與計算機相連使用的問題；但是，受核心器件壓電陶瓷雙晶片成本和制作工藝的限制，整個裝置在有限空間的情況下難以制作成多行輸出的便攜式裝置。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提出一種機械式點陣顯示器。本發明為實現文字（盲文）或圖形顯示的電子顯示設備。

本發明機械式點陣顯示器包括計算機控制子系統、運動控制器和點陣凸點顯示子系統。計算機控制子系統和運動控制器之間通過通訊線路連接，其傳輸協議為MODBUS，采用串口方式進行數據通訊。運動控制器與點陣凸點顯示子系統之間通過電力電纜相連，運動控制器接收來自于計算機控制子系統的指令，傳輸驅動器運動的功率信號，控制點陣凸點顯示子系統的運動。

計算機根據需要顯示的觸點凸起和平整信息，通過串口向運動控制器發送命令，運動控制器接收到指令后，輸出驅動器的功率信號，驅動器驅動點陣凸點顯示子系統完成需要的運動。點陣凸點顯示子系統的運動包括XY移動平臺的運動、Z向運動和復位運動。

所述的運動控制器包括XY移動平臺控制器、Z向驅動器的控制器和復位驅動器的控制器，其中，XY移動平臺控制器、Z向驅動器的控制器和復位驅動器的控制器分別控制點陣凸點顯示子系統中的XY移動平臺、Z向驅動器及復位驅動器的運動。

所述的點陣凸點顯示子系統包括機體、多維運動機構，以及觸點凸起和平整鎖定單元。所述的機體包括位于機械式點陣顯示器底部的基座和連接在基座上方的機架；所述的多維運動機構包括XY移動平臺和Z向驅動器；所述的觸點凸起和平整鎖定單元包括面板、顯示針、中間小棘爪和旁邊小棘爪、框架、小棘爪基座、底板、復位彈簧，以及復位驅動器。

所述的機體中，機架為長方體或正方體或其他類似形狀，由四周機架和頂面機架組成。所述的頂面機架安裝在四周機架上部，頂面機架有一開口；所述的四周機架安裝在基座四周。機體將多維運動機構和觸點凸起和平整鎖定單元連接為一個整體，固定觸點凸起和平整鎖定單元及多維運動機構的位置，使得觸點凸起和平整鎖定單元中的每支顯示針對應于XY移動平臺相應的位置。

所述的多維運動機構中，XY移動平臺通過螺釘固定在基座上面；Z向驅動器安裝在XY移動平臺上。

觸點凸起和平整鎖定單元固定在頂面機架上，位于多維運動機構之上。

所述的Z向驅動器隨著XY移動平臺作光柵掃描式運動，一個Z向驅動器可以控制多個顯示針，顯示針陣列的密度由顯示針本身決定，系統統一復位。