专利名称：数码显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于数字显示的数码显示装置。
背景技术：
已有的数码显示技术可简单的分为发光型数码显示技术，例如LED、场致发光等数码显示器；以及不发光型数码显示技术，例如LCD、磁翻转等数码显示技术。这些技术就其各自的应用领域而言，已是很完善的。不尽完美的是由于耗电和成本的原因使其各自的应用领域面相对很窄。也就是说，发光型数码显示器在强光环境下显示效果不好，且要长时耗电。不发光的数码显示器夜间不可见。且成本也较高。这样就使产品应用的领域受到由于技术原因所导致的限制。
发明内容
本实用新型的目的是结合已有技术，制造出应用领域较广的性能更加完善的数码显示装置。
本实用新型的原理是用镂空有数码各段形状的面板和显示板中间安装有与各段数码形状相似的数码动片，使数码动片出现或退出面板的数码段窗口下即可实现数码的显示。面板、数码动片和显示板的显示组和有三种，第一种是面板和显示板具有相同的颜色或图案，用数码动片作显示体，使数码动片出现在面板的数码段窗口下是显示状态，数码动片退出数码段窗口是消隐状态，实现数码显示；第二种是面板和数码动片具有相同的颜色或图案，用显示板作显示体，使数码动片出现在面板的数码段窗口下是消隐状态，数码动片退出数码段窗口下是显示状态，实现数码显示。第三种方法是显示板上制作有各数码段图案，将数码动片制作成消隐动片，数码动片覆盖住显示板上的数码段是消隐，数码动片离开显示板上的数码段是显示。这样做覆盖面板和不覆盖面板都具有显示功能。面板可以是片状物镂空成数码各段窗口，也可以是在透明板上印刷制造。数码动片的运动可以是沿固定轴转动，也可以是沿槽孔往复平动。数码动片沿固定轴转动时的固定轴可以是平行于显示面，数码动片的转动是沿轴做翻转运动；数码动片转动时的固定轴也可以是垂直显示面，数码动片的转动是绕轴旋转。显示板本身可以有颜色或图案也可以附着显示膜，(例如夜光膜片)；显示板还可以是透光板，在显示板后面对应各数码段安装各自独立控制的发光体，也可以是整体共用一个发光体。数码动片的显示或消隐即动片的运动可以是手动，也可以是电动。所说的电动使用的是电动译码驱动器，数码动片沿平行于显示面的固定轴翻转运动的电动方法是用永磁体制作数码动片，或在数码动片上附着上一块永磁体。用电磁铁驱动数码动片往复翻动实现译码显示；数码动片绕垂直显示面的固定轴旋转运动的电动方法是用旋转电机通过传动装置驱动数码动片往复旋转实现译码显示。数码动片平动的电动显示方法可以是用旋转电动机通过传动装置往复推拉数码动片实现译码显示。也可以是用直线电动机直接驱动数码动片往复运动实现译码显示。所说的直线电机是由分段绕制在空腔骨架上的定子线圈和可以在腔体内往复滑动的永磁动子构成。永磁动子端头固定有弯成L状的弯轴，弯轴的端头插入与数码动片固定的滑块上的驱动孔中，电机通电驱动永磁动子往复运动，永磁动子上的弯轴便通过滑块驱动数码动片往复运动。用单片计算机控制电动机或者发光体即可以实现电动译码显示。
本实用新型的优点是数码显示器的制造容易，维修方便，节能，可靠性和效率更高，应用领域更广。
图1是数码动片绕轴翻转运动的显示器图2是数码动片翻转运动显示器的电动译码显示示意图图3是数码动片绕轴旋转运动的显示器图4和图5是数码动片平动的数码显示器图6是数码动片平动显示器的电动译码显示示意图图7是用直线电机控制显示的数码显示器图8和图9是直线电机制作示意图图10是滑块轴测图图11是电动发光式数码显示装置结构图图12是电动发光式数码显示装置相关部分电路图具体实施方式
图1所示的是绕固定轴翻转运动数码显示器。图1(1)中，1是镂空有数码各段的面板，5是显示板，数码动片2(或符号动片，例如小数点)通过固定轴3安装在显示板上。显示时，翻动相应的动片，完成显示后按图中方位将面板和显示板合起即可。图中所显示的是数字5。面板、数码动片和显示板的显示组合可以采用以下的任何一种方式。第一种是面板和显示板取相同的颜色或图案，用数码动片作显示体实现数码显示。第二种是面板和数码动片取相同的颜色或图案，用显示板作显示体实现数码显示。第三种方法是显示板上制作有数码各段图案，数码动片制作成消隐动片，数码动片覆盖住显示板上的数码段是消隐，数码动片离开显示板上的数码段是显示。这样做即使是不使用面板也有显示功能。如果显示板用发光板或在显示板后置放发光体，还可实现夜间显示。图1(2)和图1(1)所示的数码显示器结构基本是一样的。1是镂空有数码各段的面板，5是显示板，数码动片2(或符号动片，例如小数点)通过固定轴3安装在显示板上。与图1(1)不同之处仅仅是数字段动片g段的差别。图1(2)所示的数码g段两端为菱形，这在将g段动片向上翻动后(按图中方位叙述)两端头会显露在数字的b段和f段窗口下。具体的解决方法是采用数码动片作显示体，动片的反面涂成与面板和显示板相同的颜色或图案。遇到b段和f段显示时将g段动片置于b段或f段动片的下面即可。如图所示。图中面板和显示板设计成合页式，动片翻动完了将其合上即可。图示中显示的是数码7。图1所示的数码显示器中数码动片都是用轴安装在显示板上。如果将数码动片安装在面板背面相应的数字段位置上翻动，显示过程和结构与上述完全相同。
图2所示的数码动片翻转运动显示器的电动译码显示示意图中，5是显示板，2是数码动片，3是动片固定轴，9是和数码动片固定的永磁体，6是和显示板固定的定位软铁，7是驱动器电磁铁线圈，8是驱动器电磁铁芯，10是驱动器底板。图2(1)是显示板正视图，图2(2)是显示板背视图，图2(3)是剖视图，图2(4)是驱动器电磁铁在显示板背面分布的示意图。由图2(3)可见，当给电磁铁通电，电磁铁和永磁体作用便可以驱动数码动片2沿轴3翻动。实现电动译码显示。图中的电磁铁可以和各数码段对应固定安装在显示板上。这属于一体式电动译码驱动显示装置，电动译码驱动器和数码显示器还可以做成分体式。既是多块数码显示器共用一个电动译码驱动器。也就是数码显示器和电动译码驱动器分别制造，这样一个电动译码驱动器驱动显示完了一个数码显示器后再驱动另一个数码显示器。实现一个电动译码驱动器对多个数码显示器。
图3所示是数码动片绕固定轴旋转运动的显示器，图3(1)中，1是面板，2是数码动片，5是显示板，12是垂直于显示面的固定轴，绕轴旋转数码动片，可以使动片覆盖住数码段或者显露出数码段达到数码显示的目的。控制数码动片转动的方法可以在显示面一侧转动数码动片，也可以在显示板背面通过旋钮转动数码动片实现显示。图3(2)中的4就是旋钮。图3(2)是数码显示器背面视图，图3(3)是一个数码段的电动译码显示剖视图，图3(2)和图3(3)中，5是显示板，12是数码动片固定轴，4是数码动片旋钮，16是旋转电机，13是传动装置，10是电动译码驱动器底板。给电动机通电使其正转或反转即可以使数码动片转动实现电动译码显示。同上所述，电动译码驱动器和数码显示器即可以制作成一体式，也可以制作成分体式。
图4和图5是数码动片平动的数码显示器。图4中，1是面板，2是数码动片，22是基板，14是和数码动片固定的滑块，18是滑块上的拨头，11是基板上开的槽孔，滑块14可以沿此槽孔往复滑动，15是基板和数码动片之间的显示片，图4(1)是面板和基板的正视图，图4(2)是基板的背面视图，图4(3)是一个数码段的剖视图。在基板的背面通过拨动滑块拨头18可以使动片运动实现译码显示。在基板的正面直接拨动数码动片也可以使动片运动，此时数码动片滑块后面可以不设拨头。图4中所示数码动片位置显示的是数码7。图5所示的数码显示器和图4所示的数码显示器不同之处是数码的g段不同。图5中由于数码g段两端为菱形，所以显示片15分上下两半分别制造，使g段动片夹在两片显示片的中间结合部位，图5(1)、图5(2)和图5(3)中，1是面板，15是显示片，2是数码动片，22是基板，11是基板上开的动片滑块槽孔。动片滑块的结构和图4所示的动片滑块结构相同。显示控制也和图4所示的显示控制一样，在基板正面或基板背面均可控制动片运动实现显示。图5(4)是合上面板后的数码显示器，图中显示的是数码6。
图6是数码动片平动显示器的电动译码显示示意图，图6(1)中，22是基板，2是数码动片，16是旋转电机，17是驱动蜗杆，14是与数码动片固定的动片滑块，18是动片滑块上的拨头，11是基板上开的滑块槽孔，15是显示片，10是显示驱动器底板。给旋转电机16通电，使电机正转或反转蜗杆17驱动动片滑块拨头18往复运动，从而使数码动片运动，实现电动译码显示。图6(2)是数码动片平动的电动译码显示装置又一实施例，图中22是基板，2是数码动片，14是与数码动片固定的动片滑块，18是动片滑块上的拨头，11是基板上开的滑块槽孔，15是显示片，19是直线电机，20是纵向拖板，21是横向拖板，直线电机分别安装在纵向和横向拖板上，纵向和横向拖板分别由各自的电机驱动作纵向往复运动和横向往复运动，直线电机将随之作往复运动，按图中方位叙述，若要数码动片向上运动，那么，在纵向拖板向上运动时，使直线电机置位既使电机的轴推出，直线电机的轴便拖动数码动片滑块随拖板向上运动至极端位置。当拖板返回时，复位直线电机，既使直线电机的轴缩回，动片便留在原位。使数码动片反向运动以及横向的数码动片运动其原理相同。图6所示的电动译码驱动器可以和数码显示器组装成一体，即一体式的电动译码显示装置。也可以做成分体式。使一台电动译码驱动器对多台数码显示器。
图7是数码动片平动的电动译码显示装置又一实施例，是用直线电机驱动显示的数码显示器。图7中，19是直线电机，其详细结构在剖视图中给出，22是基板，2是基板另一侧的数码动片，23是和数码动片2固定的数码动片滑块，11是基板上开的滑块槽孔。剖视图中，24是动片滑块23上的驱动孔，直线电机的L形弯轴28就是插入此孔内驱动滑块往复运动实现数码动片的往复运动。直线电机的结构是由绕在空腔骨架26上的线圈25和与弯轴28固定的永磁动子29构成。电机的侧面装有屏蔽铁27，两端是永磁动子的定位铁31。图中1是镂空有数码段窗口的面板，30是附着在基板上的显示片。2是数码动片，11是基板22上开的滑块槽孔。当给直线电机线圈25通电，线圈产生的磁场与永磁动子29作用使其往复运动，永磁动子通过弯轴驱动数码动片滑块往复运动，数码动片随之运动，实现电动译码显示。图8和图9所示就是直线电机的线圈绕制方法示意图。共有三种模式，分别是短程、中程和远程直线电机。图8(1)所示的是短程直线电机，有两个线圈绕组A和B，单独线圈通电产生磁斥力可以推动永磁铁往复运动。若两组线圈同时通电，一组产生磁斥力另一组产生磁吸力这种推挽式驱动同样可以使永磁动子往复运动。这种结构永磁动子的长度L要大于线圈绕组的宽度M。由于直线电机两端的定位铁和定子线圈之间有一段间隙，这段间隙是一个很宝贵的利用空间，可以各增加一个产生磁斥力的附加绕组，如图8(2)所示的绕组H和T就是附加绕组。这样每次启动时使附加绕组产生一个磁斥力与主绕组A、B结合，可大大增强电机的启动和定位能力。图8(3)所示是中程直线电机，绕组A、B是磁斥力绕组，绕组C、D是磁吸力绕组，可以视其供电电压将绕组A和绕组D、绕组B和绕组C分别串联或并联起来接入驱动电路上。这种结构要求每个绕组的宽度M小于永磁动子长度L的二分之一，无绕组长度N小于永磁动子长度L的两倍。图8(4)所示也是中程直线电机，与图8(3)所示的中程直线电机不同之处是在原磁吸力绕组的位置上增加了一个磁斥力绕组(例如用双线并绕)。其中C绕组和D绕组作为磁斥力绕组，与绕组A和B分别并联或串联成同一个线圈组，绕组E和绕组F作为磁吸力绕组。这种制作方法的好处是可以增加永磁动子的行程同时增强电机的启动和定位磁力，使电机的效率更高。图8(3)和图8(4)所示的中程直线电机仍可以增加如图8(2)所示的附加绕组H、T，这样电机的性能会更好。图9所示是远程直线电机，它是在图8(3)或图8(4)所示的中程直线电机的基础上拉长后增加了一个中继绕组G制成。图10(1)所示是用轴导向的数码动片滑块轴测图，滑块导向轴33安装在基板上的槽孔中，电机的弯轴28通过滑块上的驱动孔24推拉滑块沿导向轴往复运动实现数码动片的往复运动。图中32是滑块上的导向轴孔。图10(2)所示是用槽孔导向的数码动片滑块轴测图。图中电机的弯轴28通过滑块上的驱动孔24驱动滑块沿基板上的导向槽孔往复运动实现数码动片的往复运动。图中楔形块25的作用是使滑块嵌入导向槽孔后不会脱落，使数码动片通过滑块和基板连在一起以便于制造。如果去掉楔形块25，数码动片就要靠面板限位使滑块不会脱落出基板上的导向槽孔。如果在图10(2)所示的滑块上开出导向轴孔使用图10(1)所示的导向轴的结构也是可以的。
图11是数码动片平动显示器与发光体结合显示的电动译码显示示意图，数码显示器和电动译码驱动器与图7所示的数码动片平动的电动译码显示装置原理是一样的，不同之处是增加了发光体，并且，发光体是与每一数码段相对应可以分别控制点亮或者熄灭。发光体安装在数码段窗口对应处的数码动片下面。发光体表面覆盖透光的显示膜。当数码动片退出数码段窗口时为显示状同时点亮发光体，当数码动片出现在数码段窗口时为消隐状态同时熄灭发光体。这样实现了数码的全天候显示。图中，1是面板，2是数码动片，19是直线电机，35是显示膜片，34是数字段模架，23是数码动片滑块，24是滑块上的驱动孔，36是数字段模架上开的滑块导向槽孔，38是发光体，37是发光体和直线电机的安装板，39是显示驱动器底板。图中发光体的位置是安装在数码动片和直线电机之间，当然，发光体也可以和直线电机安装在基板的同一面上。图12是直线电机和发光体控制部分的电路图。图中显示信号由单片计算机44串行发出，通过串行转并行集成电路41和驱动电路42分别接入各个直线电机的驱动线圈一端，直线电机驱动线圈的另一端连在一起，为公共端，接入总控制开关K1上。与每一字段对应的发光体42一端接在各自显示驱动线圈端，另一端连在一起为公共端，接在总控制开关K2上。K1和K2受控于单片计算机。图中V1、V2、V3是电源端。由于直线电机推动数码动片显示和消隐时仅需一个不同方向的电脉冲即可，而发光体的显示是始终通电的。所以单片机控制K1和K2的时序是不一样的。对单片机编程即可实现电动译码显示。
权利要求1.一种用于数字显示的数码显示装置，其特征在于数码显示器是用镂空有数码各段形状的面板和显示板中间安装有与各段数码形状相似的数码动片制造，使数码动片转动或者平动，数码动片出现或者退出面板的数码段窗口下就是数码的显示或消隐，数码动片转动时，数码动片上的固定轴安装于数码动片的边缘并且是平行于显示面，数码动片绕轴做翻转运动显示；数码动片转动时的固定轴还可以是垂直显示面安装于数码动片边缘，数码动片绕轴做旋转运动显示；数码动片平动是数码动片固定于滑块上，滑块沿基板上的槽孔往复平动显示，前面所说的显示板本身可以有颜色或图案也可以是透光板，在显示板后面安装发光体，数码动片的显示或消隐即数码动片的运动可以是手动，也可以是电动，所说的电动使用的是电动译码驱动器，数码动片绕轴做翻转运动的电动译码驱动器是电磁铁，数码动片绕轴做旋转运动和平动的电动译码驱动器使用的是电动机，所说的电动机可以是旋转电机，也可以是直线电机，直线电机是由分段绕制在空腔骨架上的定子线圈和可以在腔体内往复滑动的永磁动子构成，永磁动子和直线电机的轴直接固定，用单片计算机控制电动机和发光体，就可以实现数码显示器的电动译码显示。
2.如权利要求1所述的数码显示装置，其特征还在于数码动片沿平行于显示面的固定轴做翻转运动显示的数码显示器，数码动片上固定有永磁体，电动译码驱动器是电磁铁，电磁铁和永磁体作用驱动数码动片翻转。
3.如权利要求1所述的数码显示装置，其特征还在于数码动片平动的数码显示器，数码动片固定在滑块上，滑块可往复滑动的安装在基板上开的槽孔内，数码动片和基板之间有一显示片。
4.如权利要求1所述的数码显示装置，其特征还在于数码动片平动显示的电动译码驱动器是用旋转电机和电机轴上转动的蜗杆驱动数码动片滑块拨头实现电动译码显示。
5.如权利要求1所述的数码显示装置，其特征还在于数码动片平动显示的电动译码驱动器还可以是由分别沿纵向运动和横向运动的两个拖板以及分别安装在拖板上的直线电机构成，拖板往复运动时置位或复位直线电机，直线电机的轴驱动数码动片滑块随之运动实现译码显示。
6.如权利要求1所述的数码显示装置，其特征还在于数码动片平动显示的电动译码驱动器还可以是使用直线电机，直线电机的轴弯成L状，其端头插入动片滑块上的驱动孔中，驱动数码动片滑块沿基板上的槽孔或导向轴往复运动，实现电动译码显示。
7.如权利要求1或6所述的数码显示装置，其特征还在于直线电机按行程分短程、中程和远程三种模式，短程直线电机最少由两个绕组最多由四个绕组制成，中程直线电机是在短程直线电机的基础上最少增加了两个绕组最多增加四个绕作制成，远程直线电机是在中程直线电机基础上又增加一个中继绕组制成。
8.如权利要求1所述的数码显示装置，其特征还在于数码动片平动的显示器还可以安装有发光体，发光体安装部位是在面板的数码段窗口对应处的数码动片下面，和各数码段相对应的发光体可以独立控制点亮和熄灭。
9.如权利要求1或8所述的数码显示装置，其特征还在于各数码段的直线电机公共端和各数码段的发光体的公共端分别由各自的开关K1和K2控制。
专利摘要一种用于数字显示的数码显示装置。其数码显示器是用镂空有数码各段形状的面板和显示板中间安装有与各段数码形状相似的数码动片制作。使数码动片出现或退出面板的数码段窗口下即可实现数码的显示。译码显示可以是手动，也可以用电动译码驱动器。电动译码驱动器主要结构是用单片计算机控制电动机制成，电动机分为旋转电机和直线电机。直线电机是由绕在空腔骨架上的定子线圈和可在腔体内往复滑动的永磁动子构成。
文档编号G09F9/37GK2789872SQ20042000560
公开日2006年6月21日 申请日期2004年3月1日 优先权日2004年3月1日
发明者唐中文 申请人:唐中文