[發(fā)明專(zhuān)利]感應(yīng)加熱的相變盲文點(diǎn)顯器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010330884.2
• 申請(qǐng)日: 2020-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111462591A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉本東;馬永昌;楊佳慧;李德勝;劉海濱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B21/00
• 分類(lèi)號(hào): G09B21/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.感應(yīng)加熱的相變盲文點(diǎn)顯器，其特征在于：

該點(diǎn)顯器為多層結(jié)構(gòu)，從上至下包括由PDMS薄膜(1)、驅(qū)動(dòng)針芯片(3)、TPU薄膜(4)、PCM芯片(5)、導(dǎo)電相變復(fù)合材料(6)、基底(7)、勵(lì)磁線圈(8)和絕緣層(9)，驅(qū)動(dòng)針(2)與PDMS薄膜(1)是一體的；

其中，驅(qū)動(dòng)針芯片(3)上加工有驅(qū)動(dòng)針腔(11)，驅(qū)動(dòng)針腔(11)為通孔，與驅(qū)動(dòng)針(2)一一對(duì)應(yīng)，樣件組裝時(shí)，驅(qū)動(dòng)針(2)位于通孔的中央；

其中，PCM芯片(5)上加工有加熱腔(12)，加熱腔(12)為通孔，與驅(qū)動(dòng)針腔(11)一一對(duì)應(yīng)，加熱腔(12)中填裝了導(dǎo)電相變復(fù)合材料(6)；

所述勵(lì)磁線圈(8)采用漆包銅線，是制作在基底(7)的下表面上，線圈用導(dǎo)熱硅膠固定和絕熱，線圈分別與加熱腔(12)一一對(duì)應(yīng)，絕緣層(9)貼附于勵(lì)磁線圈(8)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)加熱的相變盲文點(diǎn)顯器，其特征在于：

所述PDMS薄膜(1)的厚度為50-60μm；驅(qū)動(dòng)針(2)為圓柱體，圓柱體之間中心間距為2.5-2.8mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)加熱的相變盲文點(diǎn)顯器，其特征在于：

所述驅(qū)動(dòng)針芯片(3)的厚度為0.5-0.8mm，材料為有機(jī)玻璃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)加熱的相變盲文點(diǎn)顯器，其特征在于：

所述TPU薄膜(4)的厚度為50-60μm；

所述PCM芯片(5)的厚度為0.5-1mm，材料為PCB；

所述基底(7)的厚度為0.15-0.17mm，材料為玻璃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)加熱的相變盲文點(diǎn)顯器，其特征在于：

勵(lì)磁線圈(8)形狀為圓形平面螺旋線圈，單層線圈匝數(shù)為10-14匝。

6.感應(yīng)加熱的相變盲文點(diǎn)顯器的工作方法，其特征在于，具體如下：

當(dāng)給勵(lì)磁線圈(8)通入頻率為1kHz-5kHz的交變電流時(shí)，交變電流會(huì)在導(dǎo)電相變復(fù)合材料(6)的周?chē)纬山蛔兇艌?chǎng)，由于在相變材料中添加了導(dǎo)電材料，所以導(dǎo)電相變復(fù)合材料(6)具有導(dǎo)電性；進(jìn)而復(fù)合材料內(nèi)產(chǎn)生電渦流，渦流產(chǎn)生焦耳熱，熱量使得導(dǎo)電相變復(fù)合材料(6)由固體轉(zhuǎn)化為液體，相變過(guò)程產(chǎn)生體積膨脹，熱膨脹會(huì)使得TPU薄膜(4)變形，從而驅(qū)動(dòng)位于PDMS薄膜(1)和TPU薄膜(4)之間的驅(qū)動(dòng)針(2)向上移動(dòng)，頂起PDMS薄膜(1)形成凸點(diǎn)；當(dāng)斷電時(shí)，導(dǎo)電相變復(fù)合材料(6)會(huì)逐漸凝固，體積縮小，驅(qū)動(dòng)針(2)向下移動(dòng)，PDMS薄膜(1)和TPU薄膜(4)恢復(fù)到初始狀態(tài)。

7.感應(yīng)加熱的相變盲文點(diǎn)顯器的的組裝工藝，其特征在于：

(a)將制備的導(dǎo)電相變復(fù)合材料(6)在熱板上加熱使其軟化，并將PCM芯片(5)放置在熱板上進(jìn)行預(yù)熱；然后將軟化的導(dǎo)電相變復(fù)合材料(6)壓入加熱腔(12)中并在室溫下固化；之后，洗滌PCM芯片(5)的表面，用氮?dú)獯蹈桑?/p>

(b)清洗基底(7)，然后使用導(dǎo)熱硅膠把填裝了導(dǎo)電相變復(fù)合材料(6)的PCM芯片(5)和基底(7)粘合在一起，之后使用導(dǎo)熱硅膠再把TPU薄膜(4)粘合到PCM芯片(5)的上表面；

(c)用硅膠把清洗好的驅(qū)動(dòng)針芯片(3)與TPU薄膜(4)上表面粘合在一起，粘合時(shí)，使驅(qū)動(dòng)針芯片(3)的側(cè)邊與PCM芯片(5)的側(cè)邊對(duì)齊，之后把粘合好的部分放到夾具中，靜置30-60min，使得粘合的充分牢固；

(d)采用等離子處理PDMS薄膜(1)與驅(qū)動(dòng)針芯片(3)，使PDMS薄膜(1)與驅(qū)動(dòng)針芯片(3)上表面進(jìn)行鍵合，粘合時(shí)，使驅(qū)動(dòng)針(2)位于驅(qū)動(dòng)針腔(11)的中央，之后放到夾具中，在35-40℃的烘箱里靜置15-20min使鍵合的更牢固；

(e)使用導(dǎo)熱硅膠先把勵(lì)磁線圈(8)與絕緣層(9)粘合在一起，然后再與基底(7)粘合在一起。