[發明專利]一種盲文顯示模塊和盲文顯示裝置

有效

• 申請號: 202010872362.5
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111932992B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 錢威
• 申請（專利權）人: 北京紅點互聯技術研發有限公司
• 主分類號: G09B21/00
• 分類號: G09B21/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 李稚婷

本發明公開了一種盲文顯示模塊和盲文顯示裝置。所述盲文顯示模塊包括外殼及其中安裝的多個觸點驅動機構，所述觸點驅動機構為壓電驅動機構，其中承受盲人觸摸時的下壓力的凸鍵與壓電陶瓷管是分開的，可以避免驅動失效造成的盲文顯示錯誤等問題；壓電驅動結構體積小、響應速度快，從而解決了采用電磁驅動或形狀記憶合金驅動而造成的體積大、響應慢、發熱大等技術問題。所述觸點驅動機構通過螺鍵與盲文顯示模塊外殼間通過螺紋套使用螺紋方式連接，可以有效提高輸出力、位移分辨率，并具有斷電自鎖功能。由多個盲文顯示模塊排列而成盲文顯示裝置，具有響應快、發熱少、驅動速度快、結構穩定等優勢。

技術領域

本發明涉及盲文顯示技術領域，尤其涉及一種盲文顯示模塊和盲文顯示裝置。

背景技術

盲文顯示裝置是盲文數字閱讀裝備的重要構成部分，國內外基于不同原理研發了用于盲文顯示裝置的觸點驅動機構，盲人通過觸摸盲文顯示裝置上凸起的觸點構成的點字，來獲知對應的信息。升起的凸點結構需能抵抗閱讀者觸摸時帶來的下壓力，而目前已有的盲文顯示裝置往往會因為下壓力的作用而造成凸點結構的失效，從而使得盲文顯示錯誤。同時，電磁驅動和形狀記憶合金驅動是盲文顯示的主要驅動方式，但是這兩種驅動方式都各自存在著局限性：電磁驅動結構復雜(需要磁極、線圈等部件)、體積較大、電流較大；形狀記憶合金驅動響應慢、發熱大。而且這兩種方式在斷電后都不能保持最后的顯示狀態。

發明內容

本發明的目的是提出一種盲文顯示模塊和盲文顯示裝置，第一方面可以解決現有技術中存在的凸點結構易頂出失效問題，從而避免盲文顯示出錯；第二方面，可以縮小盲文顯示裝置的整體體積，且能夠快速響應，驅動速度快，從而解決采用電磁驅動或形狀記憶合金驅動而造成的體積大、響應慢、發熱大等技術問題。

為了實現上述技術目的，本發明的盲文顯示模塊和盲文顯示裝置采用壓電陶瓷管作為驅動裝置設計觸點驅動機構，具體的技術方案如下：

一種盲文顯示模塊，包括盲文顯示模塊外殼及其中安裝的多個觸點驅動機構，其特征在于，所述觸點驅動機構為壓電驅動機構，主要由凸鍵、螺鍵、軸卡、預緊彈簧、轉子A、定子A、壓電陶瓷管、轉子B、定子B、轉軸、軸端套、電極接線構成；所述轉軸底端插入軸端套中，轉軸上由底端到頂端依次套設轉子B、定子B、壓電陶瓷管、定子A、轉子A、預緊彈簧、軸卡和螺鍵；其中，定子A和定子B固定粘結在壓電陶瓷管的兩端，轉子A和定子A摩擦接觸，轉子B和定子B摩擦接觸，轉子A和轉子B分別與轉軸耦合或固定連接在一起；所述軸卡與轉軸固定連接，將所述預緊彈簧壓緊置于轉子A的上端面之上；所述螺鍵外周為螺紋，沿軸向打有通孔，與轉軸的頂部過盈配合；所述凸鍵位于螺鍵頂端，與螺鍵固定連接；所述電極接線與壓電陶瓷管連接；所述盲文顯示模塊外殼的頂端設有多個供所述觸點驅動機構的凸鍵頂出的出鍵孔，每個出鍵孔的下方設有與螺鍵螺紋配合的螺紋套；通過驅動電壓激發壓電陶瓷管振動，壓電陶瓷管的振動又通過定子與轉子之間的摩擦耦合作用轉化成轉子的轉動，轉子帶動轉軸旋轉，轉軸的轉動又通過螺紋套和螺鍵之間的螺紋連接轉化成螺鍵和凸鍵在軸向上的線性運動，使凸鍵在出鍵孔中上升或下降。

進一步的，所述壓電陶瓷管沿厚度方向(即徑向)極化，管的內外壁分別鍍有電極，內壁上為全電極，外壁上的電極沿圓周方向被平均劃分為四個相同的長方形電極區域；所述電極接線包括4條引線，分別與該四個電極區域對應連接。在時間和空間上的相位差均為90°的四路預設驅動電壓的激發下，所述壓電陶瓷管會產生兩個正交的同型振動模態，從而耦合成沿特定方向的呼啦圈式的運動軌跡，通過定子的摩擦耦合作用將壓電本體的呼啦圈式的運動轉化成轉子和轉軸的旋轉運動，最后通過螺紋連接轉化成凸鍵和螺鍵的線性運動。

所述壓電陶瓷管的壓電陶瓷材料可以為典型的含鉛系列壓電陶瓷材料，如鋯鈦酸鉛(PZT)基、鈧酸鉍-鈦酸鉛(BS-PT)基壓電陶瓷，還可以是無鉛系列壓電陶瓷材料，如鈦酸鋇(BaTiO₃)基、鈦酸鉍鈉(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃基、鈮酸鉀鈉(KNN)基壓電陶瓷等。