一种多功能儿童餐桌

文档序号:29170957发布日期:2022-03-09 09:56阅读:61来源:国知局
一种多功能儿童餐桌

1.本实用新型涉及儿童餐桌领域,特别是指一种多功能儿童餐桌。


背景技术:

2.市场上的儿童餐椅不仅会帮助宝贝养成坐餐椅吃饭的习惯,避免了在屁股后面追着喂饭的麻烦,宝宝坐在适合自己的椅子里,不会因为坐不稳而东倒西歪,双手可以解放出来自己抓握餐具,锻炼宝宝手、眼、脑的协调配合能力。但是市场上的儿童餐桌功能比较单一,而且置物兜位于餐桌下面,家长/监护人拿放需要弯腰,使用十分不方便。


技术实现要素:

3.基于以上现有技术的不足,本实用新型的主要目的在于提供了一种多功能儿童餐桌,在现有成熟儿童餐桌上新增多功能工具板及娱乐板,将娱乐板上儿童的涂鸦投影至多功能工具板上,方便家长/看护人了解儿童的状态。
4.为了解决上述技术问题,本实用新型通过以下技术方案来实现:本实用新型提供的一种多功能儿童餐桌,包括儿童餐桌,还包括:
5.多功能工具板,包括主板、左板和右板,所述左板和右板可伸缩的设置于所述主板与位于所述主板下方的底部承重板之间的区域内;
6.娱乐板,包括非触摸式输入模块、置于儿童餐桌上的触摸式输入模块以及中央处理模块,所述非触摸式输入模块包括光源投影模块、图像传感器、检测光模块以及微型震动模块,所述光源投影模块、图像传感器、检测光模块以及微型震动模块分别与所述中央处理模块连通;
7.所述微型震动模块套于用户手指的末端上;所述光源投影模块置于儿童餐桌座椅背侧顶部,用于将所述触摸式输入模块输入的信息投影到所述多功能工具板面上;所述触摸式输入模块包括显示层和成像笔,所述显示层与所述中央处理模块连通,用于接收由于成像笔接触产生的信号。
8.可选的,所述娱乐板还包括地座层、触摸层、充电层,其中:所述地座层为一层塑料材料组成的硬垫结构,用于支持娱乐板,同时与儿童座椅连接固定于儿童餐桌上;所述显示层固定于所述地座层上;所述触摸层位于显示层上面,所述触摸式输入模块置于其内;所述充电层用于给成像显示用成像笔供电。
9.可选的,在所述底部承重板四周上分别设置有一个固定架,在所述底部承重板中部位置分别设置有用于连接所述左板/右板的两个固定架;所述底部承重板四周上设置的四个固定架,其中相邻的两个用于支撑整个儿童座椅,另外相邻的两个用于调整多功能工具板的斜度。
10.进一步可选的,所述固定架包括固定底座、固定架体和固定杆,所述固定底座用于固定在所述底部承重板面板上,同时与所述固定架体紧密连接;所述固定底座上设置有两个凸起,在这两个凸起上分别开设有第一通孔与第二通孔;所述固定架体底部由t形圆筒构
成,并在t形圆筒两端分别设置有内螺纹,通过内螺纹与螺栓,将螺栓通过第一通孔和第二通孔连接到内螺纹口,将所述固定架体与固定底座连接;所述固定底座上设置有一接合座,所述接合座中心位于所述第一通孔和第二通孔连接轴线的垂直平分线上,所述固定架体的t形架头端置于接合座顶部;所述固定杆安装在所述固定架体上。
11.进一步可选的,所述固定杆顶端呈l形,所述固定杆的头端部插入有接合杆,通过接合杆与儿童座椅壁上设置的接合环连接,在所述固定杆端部设置有一固定旋钮,用于通过固定旋钮调整接合杆的伸出长度。
12.可选的,还包括:支撑脚,所述支撑脚包括支撑扺掌、螺纹连接在所述支撑扺掌中的支撑杆和螺纹连接在所述支撑杆上的支撑板;所述支撑板分别固定于所述底部承重板的四个角落;所述支撑杆顶端设置有可调柄,用于通过旋转可调柄调整所述支撑杆的高度。
13.进一步可选的,还包括:在所述底部承重板上表面设置的充气阀门,喷射口用于连接固定杆,用于提供多功能工具板所需反冲力;在所述喷射口外端侧设置有一环形凹槽,所述充气阀门具有的固定销可卡入该环形凹槽内,所述环形凹槽通过固定销,用以将喷射口与充气阀门连接,在所述喷射口与充气阀门之间,设置有一橡皮圈。
14.进一步可选的,所述充气阀门包括阀座、中心体、固定销、弹簧支架和弹簧,所述中心体固定在所述阀座上且所述中心体中间开设有与所述喷射口对接的充气口,所述弹簧支架固定在所述阀座上且与所述中心体相对;所述固定销设置于所述弹簧支架和所述中心体之间,所述固定销的一端可转动地安装在所述阀座上,所述中心体上设置有与所述固定销相配合的卡槽,且所述卡槽与所述充气口连通;所述弹簧的一端固定在所述弹簧支架上,所述弹簧的另一端与所述固定销抵靠。
15.进一步可选的,所述充气阀门还包括菱形旋转体,所述菱形旋转体可转动地安装在所述阀座上并与所述固定销的自由端抵触。
16.可选的,所述非触摸式输入模块还包括电池,用于为非触摸式输入模块提供备电。
17.与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
18.1、本实用新型设置多功能工具板,方便座椅升降,其具有的左右两侧板,起到推/ 拖动儿童餐桌的作用;在儿童餐桌椅背后上部设置的光源投影模块背光投影,将娱乐板上儿童的涂鸦投影至多功能工具板上,方便家长/看护人了解儿童的状态;把原始放杂物的工具板由下换到上面去,布局在座椅后侧,方便拿取东西,不弯腰。
19.2、将原儿童餐盘集娱乐板为一体,儿童可以进行简单的画画,涂鸦;同时娱乐板的显示屏还可以显示简单图形、彩色的图案,美观餐车。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解,构成本技术的一部分,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:
21.图1为本实用新型多功能工具板的安装示意图;
22.图2为本实用新型多功能工具板的移动位置示意图;
23.图3为本实用新型多功能工具板的结构示意图;
24.图4为本实用新型多功能工具板与固定底板的安装结构示意图;
25.图5为本实用新型支撑脚的结构示意图;
26.图6为本实用新型固定架的结构示意图;
27.图7为本实用新型固定杆与儿童座椅的安装结构示意图;
28.图8为本实用新型充气阀门与喷射口的连接示意图;
29.图9为本实用新型充气阀门的立体图;
30.图10为本实用新型充气阀门的俯视图;
31.图11为本实用新型娱乐版的模块示意图;
32.图12为本实用新型非触摸式输入模块工作原理图;
33.图13为本实用新型激励光源工作原理示意图;
34.图14为本实用新型激励电路温度特性图;
35.图15为本实用新型激励电路图;
36.图16为本实用新型光源激励的结构示意图;
37.图17为本实用新型发光模块的结构示意图;
38.图18为本实用新型图17电感线圈采用外漆包线包裹并采用双层密绕的绕线图;
39.图19为本实用新型印制板底的结构示意图;
40.图20为本实用新型印制板盖的结构示意图;
41.图21为本实用新型印制板盖的平面结构示意图;
42.图22为本实用新型检测光的工作原理图;
43.图23为本实用新型检测光的平面工作原理图;
44.图24为本实用新型图像传感器的工作原理图;
45.图25为本实用新型微型振动模块的工作原理图;
46.图26为本实用新型触摸式输入模块的结构示意图;
47.图27为本实用新型显示层的示意图;
48.图28为本实用新型1/8显示层的示意图;
49.图29为本实用新型成像笔的总体框图;
50.图30为本实用新型成像笔的实物设计图;
51.图31为本实用新型放电尖端的工作原理图;
52.图32为本实用新型压电传感器的压电效应图;
53.图33为本实用新型压电传感电路图;
54.图34为本实用新型光电倍增电路图;
55.图35为本实用新型升压电路图;
56.图36为本实用新型驱动模块实现图像显示原理图;
57.图37为本实用新型充电电路图;
58.图38为本实用新型充电笔座设计图。
具体实施方式
59.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
与儿童车整车底座连接固定,接合环201固定在儿童座椅20上,可以让儿童座椅20沿着固定杆3.14上下滑动以调节儿童座椅的离地高度。当儿童座椅20从位置1通过接合环201 在固定杆3.14上滑动至位置3时,与多功能工具板5重合。
76.如图4所示,在所述底部承重板1中部位置分别设置有用于连接左板5.2/右板5.3的两个固定架3原理与上述一致,用于使左板5.2/右板5.3实现伸缩功能的固定架3由2个组成且固定杆3.14是伸缩式的,即可以向内也可以向外伸缩,从而完成左板5.2和右板 5.3的收放功能。其伸缩原理与传统公交车设备气压关门原理一致.在这里固定架3中的固定杆3.14结构与现有技术中的可伸缩钓鱼杆一致,为一个套环式的伸缩装置结构,而且内部是中空的连接充气阀门4。
77.如图8、图9、图10所示,所述底部承重板1的上表面中间设置有充气阀门4,通过充气阀门4,可以给多功能工具板5的固定杆3.14(与用于实现左板5.2/右板5.3伸缩功能的固定杆原理一致,此处不再赘述)充气,同时充气阀门4具有一个瞬间释放的功能,通过瞬间释放功能,直接让多功能工具板5在反推力的作用下实现快速回缩,装置简单,且易于实现同步。喷射口30用于连接固定杆3.14,是多功能工具板固定杆3.14的最底端接口,用于提供多功能工具板5所需反冲力;喷射口30是圆筒形管道,在喷射口30端点处设有一环形凹槽301,在充气阀门4内部具有一固定销4.1,固定销4.1可卡入环形凹槽301,环形凹槽301通过固定销 4.1,可以把喷射口30与充气阀门4连接在一起,在喷射口30与充气阀门4之间,设有一橡皮圈,橡皮圈起到防水防漏气作用;这样,充气口4.2与喷射口30严密连接;由于固定销4.1 可以水平移动,当固定销4.1向两侧离开,环形凹槽301不在受限制,多功能工具板5由于液压作用脱离飞出。
78.所述充气阀门4包括阀座4.3、中心体4.4、固定销4.1、弹簧支架4.5和弹簧4.8,所述中心体4.4固定在所述阀座4.3上且所述中心体4.4中间开设有与所述喷射口30对接的充气口4.2,所述弹簧支架4.5固定在所述阀座4.3上且与所述中心体4.4相对;固定销4.1 位于弹簧支架4.5和中心体4.4之间,且固定销4.1的一端可转动地套设于阀座4.3上的第一支撑柄4.6上,固定销4.1的另一端为自由端,所述中心体4.4上设置有与所述固定销4.1相配合的卡槽4.8,且所述卡槽4.8与所述充气口4.2连通;所述弹簧7.8的一端固定在所述弹簧支架4.5上,所述弹簧4.8的另一端与所述固定销4.1抵靠。其中,所述充气阀门4还包括菱形旋转体4.7,所述菱形旋转体4.7可转动地安装在所述阀座4.3上并与所述固定销 4.1的自由端抵触。
79.当固定销4.1脱离中心体4.4,那么就脱离与喷射口30的连接;菱形旋转体4.9设置在第二支撑柄4.7上初始状态,菱形旋转体4.9的较短对角与固定销4.1相连,固定销4.1 则紧扣中心体4.4,在菱形旋转体4.9上设有一控制柄4.10,若控制柄4.10旋转90
°
,则菱形旋转体4.9旋转90
°
角度,菱形旋转体4.9较长对角与固定销4.1相连,固定销4.1间距变大,固定销4.1脱离中心体4.4,由于没有固定销4.4作用力,多功能工具板5脱离充气阀门4。
80.如图11、图12所示,娱乐板50包括触摸式输入模块8、非触摸式输入模块9、中央处理模块40,非触摸式输入模块9包括光源投影模块9.1、图像传感器9.2、检测光模块(检测光)9.3、微型震动模块9.4以及电池9.5,电池9.5为非触摸式输入模块9提供备电,光源投影模块9.1、图像传感器9.2、检测光模块9.3以及微型震动模块9.4分别与中央处理模块40连通,微型震动模块9.4套于用户手指的末端上;
81.本实用新型中,中央处理模块:stm32103系列;非触摸式输入模块包括的光源投影模块:采用蓝宝石玻璃封闭的铷元素及同位素组成的灯泡,图像传感器:ir滤光片根据实际可选用nbf-808、ibg-650、ipg-800等,光学捕捉模块选择用常用的ccd即可,检测光模块:检测光凸透镜选用h-k9l系列,微型震动模块:选用小型的m20,电池:采用锂电池如三洋18650 2500mah 3.7v。
82.触摸式输入模块8包括显示层50.2以及成像笔8.1,显示层50.2与中央处理模块40 连通,显示层50.2接收由于成像笔8.1接触产生的信号;非触摸式输入模块9信息录入是虚拟进行的,用户并没有触摸到实体,是通过位于儿童座椅20背侧顶端的光源投影模块9.1对多功能工具板实体面进行激光投影产生映像,来进一步让用户比划输入信息。
83.当儿童座椅20位于位置3,触摸式输入模块8输入的信息通过光源投影模块9.1投影到多功能工具板图1所示的输入区时(光源投影模块只有和触摸式输入模块匹配才能实现投影);中央处理模块40控制所有的电子元件。
84.其中,光源投影模块9.1设置于儿童座椅20背侧顶端,包括一个激励光源9.11、透明纸薄膜组9.12、凸透镜9.13、衍射光成像9.14。完成将触摸式输入模块8(如键盘、电话拨号盘等)投影到多功能工具板5板面上。
85.如图13所示,其中激励光源9.11在激光驱动下能发出点光,经过印刷有输入设备图像的透明纸簿膜组9.12后得到输入设备图像光信息。输入设备的样式可以通过预置于透明纸簿膜组9.12里的旋转轴圈上,通过中央处理模块40能使电机的转动切换相应的输入设备图像信息簿膜。输入设备图像光信息经过凸透镜9.13及传统衍射光成像技术后在用户输入端表面(如平坦的桌面、墙面等)投影得到相应输入图案的二维图像。
86.1、激励光源
87.泡内惰性气体从常态到电离态,需要提供较大的激励功率。一旦启动后,这一过大的功率就显得多余。这些多余的功率,将对整个电路的稳定工作带来较大的负面影响。第一,由于激励功率大,相应地激励管t消耗的功率也将较大,容易造成管子过热,从而降低整个电路的稳定性。第二,由于相当一部分剩余功率以辐射的开工释放出来,它将造成对系统的干扰,引起电磁兼容问题。
88.在激励电路的偏置中,并联一个正系数ptc电阻rp,其温度特性如图14所示:并将rp放置在离发光源较近的位置,用以感受环境温度。实际的激励电路如下图15所示:
89.图15中按照传统模拟电路原理完成自激荡。开始的时候光源并没有发光,rp所在的温区是比较低的,此时发光源在按照图15进行受激辐射,从而起辉发光。当发光到一定程度由于光转化成热,发光源会对外辐射热能,从而使rp所处的温区环境温度明显升高,到一定的阈值时(例如110摄氏度),由于rp电阻的特性,它的电阻值会上升,在常温下rp的电阻值约为20欧姆左右,当激励光源进入110度左右的恒温点后,其电阻值将迅速升至几十千欧姆。这就使得激励光源在起辉阶段及正常工作阶段,获得比较理想的对应的激励功率。
90.激励光源处于室温状态,rp很小,振荡激励管t基极电流很大,因此管子t激励电流ic很大,激励光源可获得很高的激励功率,从而快速启动激励光源工作。随实激励光源恒温区温度的不断上升,rp上升,激励管t基极电流迅速减小,从而使激励电流ic也迅速减小,直至120度左右的恒温点。和传统方法相比,本专利有以下效果:
91.由于激励光源启动阶段,rp很小,ib很大,ic很大,激励功率很大,迅速启动激励光
源工作。
92.激励光源到达恒温点后,rp很大,ib很小,ic很小,维持谱灯正常工作的激励功率很小,降低了功耗。
93.由于rp是正温度系数的,随着温度上升,rp上升,ib下降,ic下降,而一般晶体管t的ic为正温度系数,随着温度上升,ic上升,二者因温度效应引起的ic变化可以互相补偿。故采用这一方法可以起到很好的温度补偿作用,保证激励管t的ic电流不随外界环境温度变化而变化,从而保证激励光源光输出的稳定。
94.2、光源结构
95.整个光源激励的结构如图16所示,由一个平等六边形结构组成,上平面为印制板盖 9.111、下平面为印制板底9.112、四周有四块印制板面9.113、内部由发光模块9.114组成。其中印制板盖9.111、印制板底9.112对六面体内侧一面全部覆盖金属铜,用以消除发光模块对上、下面的电磁干扰;印制板盖9.111、印制板底9.112对六面体外侧一面全部安放功能件(详见后);四块印制板面9.113对六面体内侧一面全部覆盖金属铜,用以消除发光模块9.114对左、右、前、后面的电磁干扰;发光模块9.114内部装有发光源及用以激励发光源发光的电感线圈,整个装置固定于印制板底9.112面上。
96.(1)、发光模块:
97.整个发光模块9.114如图17所示,遮光筒114.1由pvc材料板制成圆柱筒状,并通过固定螺纹固定在印制板底9.112上(详见后)。发光泡114.2放置在遮光筒114.1内部紧密贴遮光筒壁接触,并使发光泡体部分露出遮光筒114.1边缘,用以在受激激发下对外产生光辐射。遮光筒114.1外壁绕有内、外双层电感线圈114.4,用以产生高频激励。
98.其中电感线圈114.4采用外漆包线包裹并采用双层密绕的绕线方式,如图18所示:
99.当电感线圈中有电流通过的时候,由于是双层密绕的方式,故可认为产生的电磁产生将是0,这样可以大大减少电磁辐射的影响。
100.(2)、印制板底:
101.整个板由pcb板材料制成,并与前图16中的四面印制板面9.113固定连接,如图19 所示,其对内面为敷铜金属层112.1。其上有一固定螺纹插件112.2,用以固定发光模块9.114;左侧放置有一热感应传感器112.3,其材料为常用的热敏电阻,用以对印制板底9.112 温区进行测量;印制板底9.112左、右两则各安放了一个光感应传感器112.4,用以检测印制板底9.112区域的发光模块9.114漏光情况。
102.上述整个印制板底9.112是密封的平行四边形平面结构。
103.(3)、印制板盖:
104.整个板由pcb板材料制成,并与前图中的四面印制板固定连接,如图20所示,其对内面为敷铜金属层112.1。左侧放置有一温控电阻111.2,其材料为ptc电阻(即前激励电路图中的rp),结合相关电路用以对发光模块激励发光功率进行稳定;印制板底左、右两则各安放了一个光电池,用以检测发光模块9.114光辐射的光强大小。
105.在整个板的中心位置高有一出线口,用以将完成前述漆包电感应线111.3引入到发光模块9.114的线圈环节中。值得注意的是:上述印制板盖9.111并不是密封的平面结构,因为要让光源发射的光能够通过到整个光路装置中的透镜中,故在设计时按照如图21所示结构进行布局:
106.检测光:如图22所示,检测光模块9.3位于整个设备的底部,主要完成用户输入表面光投影。它的工作原理与上述光源投影模块相同,它只投影激励光束,而没有具体图像显示在用户输入表面,在用户看来,它是隐形的的平面:
107.如图23所示,平面1 9.31为检测光模块9.3产生的无图像图形层。平面2 9.32为光源投影模块9.3产生的输入设备图像层。需要说明的是:平面1 9.31及平面2 9.32在用户输入表面 9.32上产生的投影应该具有相同的尺寸。
108.图像传感器9.2:如图24所示,一旦用户手指点击经过较低于平面1 9.31时,激光光束以反射光被反射回至设备装置处,在这个过程中,每当平面1 9.31受到扰动,就意味着用户按下某个或某几个按键,此时反射光被光检测模块9.3接收,并送至中央处理模块40 处理后,使能相应光学捕捉模块进行捕捉此时用户输入表面9.33的图像,并使回至中央处理模块40进行处理分析,确定用户具体点击了哪些部分的按键,从而获得相应的输入信息,并将这些输入信息以操作信息的形式传送至相应的设备终端进行相应的操作。
109.这里在光学捕捉模块前设置了ir红外滤光模块,以减小外界光线变化对该模块的干扰。
110.当用户点击时,套在用户手指上的微型振动模块9.4发射激励光也会被光检测模块9.3 检测到,经中央处理模块40后使能套在用户手指上的微型振动模块9.4发生振动,让用户感觉到有敲键盘似的触击的感觉。
111.微型振动模块9.4:如图25所示,用于产生轻微振动。该模块套于用户手指的末端上。当用户点击较低于投影平面1 9.31时,此模块会产生振动,这样用户相应手指就会获得振动信息,恰似真正触击实体键盘一般。
112.触摸式输入模块8位于娱乐板50内,整个触摸式输入模块8由显示层50.2和成像笔 8.1组成。如图26所示,娱乐板50由地座层50.1、显示层50.2、触摸层50.3、充电层50.4。其中:
113.地座层50.1是一层塑料材料组成的硬垫结构,用于支持整个娱乐板50,同时与儿童座椅20连接固定于整个儿童餐桌上;
114.显示层50.2固定于地座层50.1上,由石墨烯材料组成的成像设备;
115.触摸层50.3位于显示层50.2上面是一层硬质防摔玻璃,与传统手机屏蔽保护膜类似;
116.充电层50.4给成像显示用书写笔(成像笔)供电。
117.(1)、显示层
118.显示层涂写面完全由电极胶囊(正或负)覆盖,当用成像笔书写时,由成像笔提供足以使电极胶囊产生极化效应的能量,在显示层上形成文字或者图像。如图27所示显示层,面积为8.8
×
4.4c

,分为8块2.2
×
2.2c

的1/8显示层组合:
119.如图28所示,每个1/8显示层是由一阵列为110
×
60的单体群组成,如1/8显示层每个单体里面含有若干成像胶囊,如此构成的显示阵列用来提供显示层显示,当某个单体受到一定的电场作用时,其中所有胶囊内的极性粒子发生电泳移动,当受到带负电的电场时,白色的粒子就会“浮”出表面。带负电的成像笔在显示层上划过,受到电场力的单体就会显示白色,从而在显示层上留下痕迹,那么拿着成像笔,就可以写字。将此方法运用到八块小显示层,那么整个显示层就可以文字与图形的显示了。
120.显示层、1/8显示层中的线条,只是为了文稿的直观性和可读性而绘制,现实中的显示层,看起来是一个纯黑色的显示层,无需任何的线条表示。
121.(2)、成像笔
122.成像笔是显示层在使用过程中必须的辅助物,没有了笔就不能够写字。为了达到显示单体的显示功能,成像笔的作用就是使带点单体粒子受到电场力的作用而发生电泳效应,使白色粒子“凸显”出来,从而在显示层上显现出书写的图像和文字。其总体框图设计如图29所示:
123.实物模拟如(图30)成像笔设计。当成像笔在显示层上书写时,笔尖受到压力,使得压电陶瓷产生压电效应,累积压电极化能。电路部分是压电传感电路将压电陶瓷组产生的激励驱动led发光,led产生的光子激发光电倍增管工作,产生较大的输出电流。电压倍增电路将电压放大,驱动尖端放电,使发生电泳移动,达到在显示层上显现图文的目的。其中,笔头部有一块凹槽,针尖位于凹槽里面,此设计是为了保护针尖与显示层直接接触,而损坏针尖或显示层。擦除模块设计类似与针尖,只是多了一些凹槽与针尖,以达到增加擦除面的目的。
124.下面逐一对每一环节进行分析:
125.放电尖端:如图31所示,
126.出现在转子叶片尖头末尾端密集的电荷开始产生离子,而且离心力使得转子以极高的速度旋转。由于离子有效的发射区等于旋转转子的区域,因此离子获得了极高的速度。采用这种方法电荷中和是最少的,大量的离子流由此产生。装置的输出可以根据库仑电荷等于电流乘以时间来近似。每库仑大约有6.25
×
10
18
电荷,发射极的最大电流是400μa,因此该装置每秒可产生6.25
×
10
18
×
400
×
10-6
=2.5
×
10
15
个电荷。
127.高压使得转子叶片的尖锐发射点处产生负电荷。发射出的离子的反作用力引起转子旋转,由于尖端有很高的电荷密度,使得这些离子指向转子尖头,逃逸进入气流中(对同样的电位,尖头点比半径更大的球体空间具有更大的电荷密度)。通过保持较低的电压,同时得到足够的电荷密度,使得负电荷逃逸进入电荷收集模块中。
128.由于很高的电压差引起电荷排斥,从转子的尖端部位产生离子。这些离子以中等的速度运动,并且产生反作用力使转子以极高的速度旋转。用簿金属片按照实际尺寸制作转子,直立的图钉正好在滚针轴承螺栓或螺母中心,转子必须有相当好的平衡,以达到极高的速度。
129.放电引线通过将火花放电到旋转的金属片上,来“冻结”离心器的运动。
130.压电传感器,如图32所示,
131.压电陶瓷特性,压电陶瓷具有正压电效应和逆压电效应,如图32压电效应示图,压电陶瓷在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,内部会产生极化现象,在两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,又会恢复到不带电的状态,这种现象是正压电效应。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应。本实施例引用的是正压电效应原理,根据电介质压电效应构成压电传感器,使成像笔在显示层上书写时,压电传感器受到压力作用,产生电压,激发成像笔开始工作。
132.压电传感电路原理。根据压电陶瓷特性,由于我们书写时的间断性导致产生的电
信号断断续续、微弱且很不稳定,其产生的电压只能使电路瞬时性工作,书写会出现“断墨”,成像笔不能流畅的书写。对此,设计一个压电传感电路,需要经过稳压、放大、滤波电路对电信号进行适当处理,以便提供给led稳定的能量。当压电陶瓷产生瞬时激励,电路产生连续稳定的电压,这个电压持续t秒。当这个t时间设置在合适范围内,可以保证成像笔书写过程中流畅的工作,同时当书写停止后t时间时,电路停止工作,进入省电模式。其电路图如(图33)压电传感电路,u1为压点陶瓷组,它产生的激励通过c1、r1 滤波,经过q2、r2、r4构成的共射放大电路,将信号进行放大,c4、d3构成稳压电路,将放大后的信号稳定在合适范围内,最后经过q1、r6、r5构成的共集电极放大电路,二级放大,对信号进行功率放大,然后传入scr可控硅管,scr由关断变为导通,使led 导通发光,控制led的开、断。光输出到光电倍增电路(下一级电路)。电路中c2、c3、 r3组成电路,消除二级放大对q2的干扰。t的值可由一阶电路的时间常数的确定。具体参数根据电路的特性而定。这样就能够构成将间断信号转换为连续稳定的电压信号了,达到了预期目的。
133.光电倍增管:光电倍增管的作用是电流放大(增益)。如图34所示,当上级电路led 产生光子作用在光阴极,作为出入信号,光阴极发射出来的光电子被电场加速撞击到第一倍增极,然后发生二次电子发射,产生电子流。这些二次电子发射的电子流又被加速撞击到下一个倍增极,又一次的二次电子发射,产生了更多电子流,连续地重复这一过程,那么会产生巨大数目的电子流,直到最末倍增极的二次电子发射被阳极收集,从而达到了电流放大的作用,产生了足够的电荷。这样,光电倍增管的阴极产生的很小的光电子电流,被放大成较大的阳极输出电流,达到电流放大的作用。输出到下一级电路(电压倍增)。电路系统中,能量的来源是储能原件,出入时光信号,输出时电流信号。这就是光电倍增管的工作原理。
134.电压倍增:电压倍增电路的作用是将电压进行放大,当光电倍增提供足够的电流,电压倍增电路开始工作。其电路如(图35)升压电路所示,输入为电流,经过电感线圈与三级管构成的放大电路,将电压放大,同时电路通过振荡线圈将放大信号转换为交流,其电压可达几百伏特,电容c1~c4、二极管d1~d4构成四倍半波压整流电路,可将电压升高一千多伏。然后输出端连到驱动电容co,驱动成像笔工作。元器件选择,晶体管q选用2n5609型硅npn中功率三极管,亦可用8050、9013型等常用三极管代替。d1~d4 用1n4007型硅整流二极管。r1~r4均用rtx-1/8w型碳膜电阻器。c1~c4一律用 0.033uf/630v型涤纶电容器。高频变压器b可自制:选用2e19型铁氧体磁芯及配套塑料骨架,l1用漆包线绕22匝,l2用同号线绕8匝,l3用漆包线绕1400 匝左右。注意图中黑点为同名端,头尾顺序绕,绕组间垫一、二层薄绝缘纸。此电路应用也比较广泛,将直流小电压升高到一千多伏。
135.驱动模块:驱动模块的作用是产生高压强电场,使在电场力的作用下发生电泳移动,实现图像显示。如图36所示驱动模块,上级电路产生的高压输出是驱动模块的输入。它的设计是由内外两个柱形金属筒组成,在电路中可以视为电容co,可以储存相当容量的电荷,在微观物理电学中,它是一个“金属球”,表面是静电平衡状态,且有一个针尖连接在柱形金属筒外部。当+、-端口接高压后,负电荷会充满整个电容co,根据柱形金属筒外面静电平衡,由于针尖的面积极小,所以电荷的密度非常大,那么在针尖端负电荷会产生非常强的电场,这个电场的作用是吸引带正电荷的白色粒子,使电泳移动,显示图案。
136.充电电路:储能原件需要有一个充电电路。电路设计如(图37)充电电路。220v交变
电流经过桥式整流电路,转变为半波“正电压”,经过q2组成的放大电路,对电压进行放大,l1、l3构成耦合线圈,起变压作用,使电压降到合适值,对储能原件充电,d7与 c3构成箝位器,使稳定电压,保护电路,给储能原件充电;当储能原件充电饱和时,电池内部截止,分压变大,电容c3储能变多。由于l2、l3耦合,构成反馈耦合电路,将 l3升高的电压耦合到l2两端,使c2两端的电压改变,使q1的增益发生改变,对q2的输入电压进行分压,q2输入变小,使耦合电压降低,从而降低了充电电压,保护电池,以免过冲损害电池。
137.充电底座设计如(图38)充电笔座,他的作用是当成像笔放在笔座里面之后,自动开启充电电路,给成像笔充电,成像笔置入笔座后,触片a和成像笔的gnd共地外壳连接,触片b和充电端相连,同时,触片a处有一个物理开关开启充电系统。此装置安置在显示层一侧,如(图38)显示层中的充电笔座。
138.以上所述,仅为本实用新型中的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内,可理解得到的变换或者替换,都应该涵盖在本实用新型的包含范围之内。
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