专利名称：一种盲人识字辅助装置及其运行方法
技术领域：
本发明涉及ー种识字辅助装置及其运行方法，特别涉及ー种盲人识字辅助装置及其运行方法。
背景技术：
现有的盲人识字辅助装置大致有以下几种
IX传统的盲人字帖。如申请号为99203092. 7的专利《盲人识字卡》。这种方法将盲文印制在卡纸上，构成ー套完整的字帖，盲人通过直接触摸字帖上突起的盲文来识字。这种 方式的主要缺点在于字帖不可重复利用，另外，当盲人触摸字帖盲文吋，由于无法做到语音 同步，需要他人辅助提示盲文的意义，达不到无人辅助、自主学习的效果。2〉.电磁螺线管的实现方式。根据显示器的分辨率需要，即按照像素点的数量制作等量的针状物，利用电磁螺线管来控制每个针状物，当该像素点处有黑色字迹时，控制该处的针状物向上突起。本方案的不足主要在于所需的电磁螺线管的数量较多，当像素点较多时不太可行，且耗电量较大。3〉.采用高新材料制作盲人显示器，完成盲文突起。目前还有ー种盲人显示器的实现方案，跟其它资源结合起来可以达到盲人识字辅助装置的效果。该种显示器的实现方法是利用特殊材料，令其在电场的刺激下，有字迹的地方可以发生形变造成突起，从而供盲人触摸识别。其主要缺点在于价格昂贵，目前无法大量推广。
发明内容
针对上述现有盲人识字辅助装置存在的缺点，本发明提出ー种盲人识字辅助装置及其运行方法。本发明所采用的技术方案如下。—种盲人识字辅助装置，其包括控制芯片、盲人显示器，盲人显示器的工作由所述控制芯片控制，所述盲人显示器包括孔板、针板和针板升降装置；孔板上设有通孔，针板位于孔板的下方，且孔板上每ー个通孔的下方均有一个针状物，针状物安装在针板上，所述针板升降装置用于控制针状物的上升和下降；所述孔板的正面供盲人触摸识别字迹，孔板的背面设置有用于控制通孔开闭状态的开关装置，每个通孔配有一个开关装置，当通孔为开状态时，通孔下方的针状物上端可以穿过孔板，当通孔为闭状态时，通孔下方的针状物上端无法穿过孔板；控制芯片读取盲文，控制盲人显示器将文字通过针状物突起的方式显示出来；所述孔板上的通孔呈行列式排布，每ー个针状物是否穿过通孔代表该处是否有盲文的凸点。进ー步的，所述盲人识字辅助装置还包括机械臂装置，机械臂装置包括Y轴电机、X轴电机和拨动装置，Y轴电机轴上连接有Y轴蜗杆，Y轴蜗杆上设置有Y轴蜗杆滑块，Y轴蜗杆滑块上方固接有X轴电机，X轴电机的电机齿轮与X轴滑条上的齿啮合，X轴滑条的最右端设置有用于拨动所述开关装置的拨动装置，拨动装置在所述Y轴电机和X轴电机的驱动下作ニ维运动，Y轴电机和X轴电机的工作由所述控制芯片控制。进ー步的，所述开关装置包括限位槽和能在限位槽中滑动的滑动块，当滑动块向通孔的圆心方向滑动时，遮挡住通孔，则开关装置关闭；当滑动块向远离通孔的圆心方向滑动时，开关装置即打开；滑动块的移动由所述拨动装置拨动产生。进ー步的，所述滑动块在其滑动方向上的两端宽度大于限位槽宽度，保证滑动块不会完全滑出限位槽并脱落；所述行列式排布中的行与滑动块滑动方向垂直。进ー步的，所述针状物下端通过针板弹簧安装在针板上。进ー步的，拨动装置在所述X轴电机和Y轴电机的带动下能对任ー滑动块进行拨动，当拨动装置位于两行通孔之间吋，能对其中一行通孔中需打开的通孔进行打开操作，同时能另一行通孔中需关闭的通孔进行关闭操作。 进ー步的，所述拨动装置包括电机、蜗杆、滑块和拨动杆，电机轴上固接有蜗杆，蜗杆上设置滑块，滑块与拨动杆固接，拨动装置的电机的工作由所述控制芯片控制，当电机正反转时，通过蜗杆带动滑块及拨动杆做轴向运动，开始时滑块处于蜗杆中间位置，在电机的驱动下，滑块能沿蜗杆轴向作移动，并使拨动杆末端拨动孔板上开关装置的滑动块，实现对孔板上通孔的开闭动作。进ー步的，所述盲人识字辅助装置还包括SD卡、智能语音发声模块、行列式键盘，所述SD卡、智能语音发声模块、行列式键盘分别与控制芯片电连接；所述SD卡用于预先存储盲文数据，智能语音发声模块用于将文字的发音报出，起到同步提示的辅助功能，行列式键盘用于提供重复发声及翻页操作。上述ー种盲人识字辅助装置的运行方法，初始化后，控制芯片读取盲文或图像内容，控制盲人显示器将文字通过针状物突起的方式显示出来，供盲人触摸识别文字，并调用智能语音发声模块将该文字的读音发出，通过行列式键盘的操作，由盲人自行控制上下翻页，刷新显示以及文字重复语音播放的功能。进ー步的，所述盲人显示器的工作过程为针板升降装置将针板下降，机械臂装置中的拨动装置开始根据盲文凸点的分布对孔板上的开关装置进行操作，在有盲文凸点处，打开孔板上的开关装置；在无盲文凸点处，则关闭孔板上的开关装置；拨动装置操作完毕后，针板升降装置将针板上升，在有盲文凸点处，由于孔板上的开关装置被打开，使针板上对应位置的针状物可透过孔板上的通孔向上伸出；在无盲文凸点处，由于孔板上的开关装置被关闭，阻挡针板上对应位置的针状物通过通孔。与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果如下
1、本发明盲人识字辅助装置能切实达到辅助盲人识字的作用，其核心技术盲人显示器的实现方式成本较为低廉，具备较好的扩展性；
2、同时利用微机控制技术达到盲文与语音提示的真正同步，对盲人识字起到较大的帮助。3、盲人显示器可当独作为ー个应用，用来显示其它文字及图像。
图I为本发明的整体框架示意图。图2为本发明的盲人显示器结构示意图。
图3为本发明的盲人显示器的孔板结构示意图。图4为本发明的盲人显示器的机械臂装置结构示意图。图5为本发明的盲人显示器的拨动装置结构示意图。图6为本发明的盲人显示器的针板改进结构示意图。图中示出
I一控制芯片，2一SD卡,3—盲人显不器，4一智能语首发声模块，5一行列式键盘，6一孔 板，7—机械臂装置，8—针板,9一针板弹簧，10一针状物，11—Z轴电机,12—Z轴蜗杆，13—Z轴蜗杆滑块，14一通孔,15—限位槽,16一滑动块,17一拨动装置运动轨迹，18—Y轴电机，19一Y轴蜗杆，20一Y轴蜗杆滑块，21一X轴电机，22—电机齿轮，23一X轴滑条，24一拨动装置，25一电机,26一蜗杆，27一滑块,28一拨动杆，29一套筒。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施作进ー步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。如附图I所示，ー种盲人识字辅助装置，包括控制芯片1、SD卡2、盲人显示器3、智能语音发声模块4、行列式键盘5。所述SD卡2、盲人显示器3、智能语音发声模块4、行列式键盘5分别与控制芯片I电连接；所述SD卡2用于预先存储盲文数据，盲人显示器3用于形成突起供盲人触摸识别文字或图像，智能语音发声模块4实现文本到语音的转换，用于将文字的发音报出，起到同步提示的辅助功能，行列式键盘5用于提供重复发声及翻页操作。所述盲人显示器3的工作由所述控制芯片I控制。如附图2、3所示，所述盲人显示器3包括孔板6、机械臂装置7、针板8和针板升降装置；孔板6上设有通孔14，针板8位于孔板6的下方，且孔板6上每ー个通孔14的下方均有一个针状物10，针状物10安装在针板8上，所述针板升降装置用于控制针状物10的上升和下降；所述孔板6的正面供盲人触摸识别字迹，孔板6的背面设置有用于控制通孔14开闭状态的开关装置，每个通孔14配有一个开关装置，当通孔14为开状态时，通孔14下方的针状物10上端可以穿过孔板6，当通孔14为闭状态时，通孔14下方的针状物10上端无法穿过孔板6 ;所述孔板6上的通孔14呈行列式排布，每ー个针状物10是否穿过通孔14代表该处是否有盲文的凸点。如附图4所示，所述直角坐标系的X轴垂直于X轴电机21的轴和Y轴电机18的轴所在平面，Y轴平行于Y轴电机18的轴。所述机械臂装置7包括Y轴电机18、X轴电机21和拨动装置24，Y轴电机18轴上连接有Y轴蜗杆19，Y轴蜗杆19上设置有Y轴蜗杆滑块20。Y轴蜗杆滑块20上方固接有X轴电机21，X轴电机21的电机齿轮22与X轴滑条23上的齿啮合。X轴滑条23的最右端设置有用于拨动所述开关装置的拨动装置24，拨动装置24在所述Y轴电机18和X轴电机21的驱动下作ニ维运动，Y轴电机18和X轴电机21的工作由所述控制芯片I控制。如附图3所示，所述开关装置包括限位槽15和能在限位槽15中滑动的滑动块16，当滑动块16向通孔14的圆心方向滑动时，遮挡住通孔14，则开关装置关闭；当滑动块16向远离通孔14的圆心方向滑动时，开关装置即打开；滑动块16的移动由所述拨动装置24拨
动产生。
所述滑动块16在其滑动方向上的两端宽度大于限位槽15宽度，保证滑动块16不会完全滑出限位槽15并脱落；所述行列式排布中的行与滑动块16滑动方向垂直。如附图2所示，所述针状物10下端通过针板弹簧9安装在针板8上。作为进一歩的改进方案，如附图6所示，可在针板弹簧9及针状物10外设置套筒29进行约束，保证针板弹簧9及针状物10只沿套筒29的轴向运动，不发生摆动运动。上述拨动装置24在所述X轴电机21和Y轴电机18的带动下能对任ー滑动块16进行拨动，当拨动装置24位于两行通孔之间吋，能对其中一行通孔中需打开的通孔进行打开操作，同时能另一行通孔中需关闭的通孔进行关闭操作。附图3所示为ー种可行的运动方案，拨动装置运动轨迹17为“弓”字型路线。拨动装置24从第一行的一端向另一端运动时，能对该行通孔中需关闭的通孔进行关闭操作。按“弓”字型路线依次运动，拨动装置24位于两行通孔之间时，能对其中一行通孔中需打开 的通孔进行打开操作，同时能对另一行通孔中需关闭的通孔进行关闭操作。拨动装置24从最后一行的一端向另一端运动时，能对该行通孔中需打开的通孔进行打开操作。“弓”字型可根据实际需求进行调整，若某些行不需要对通孔进行打开或关闭操作，则可以在行的两端直接沿垂直于行的方向运动，不在行方向上进行操作。如附图5所示，所述拨动装置24包括电机25、蜗杆26、滑块27和拨动杆28，电机25轴上固接有蜗杆26，蜗杆26上设置滑块27，滑块27与拨动杆28固接，拨动装置的电机25的工作由所述控制芯片I控制，当电机25正反转时，通过蜗杆26带动滑块27及拨动杆28做轴向运动，开始时滑块27处于蜗杆26中间位置，在电机25的驱动下，滑块27能沿蜗杆26轴向作移动，并使拨动杆28末端拨动孔板6上开关装置的滑动块16，实现对孔板6上通孔14的开闭动作。如附图2所示，所述针板升降装置包括Z轴电机11、Z轴蜗杆12、Z轴蜗杆滑块13。Z轴蜗杆滑块13设置于Z轴蜗杆12上,位于Z轴电机11上方。所述针板8固接于Z轴蜗杆滑块13上方，当Z轴电机11正反转时，可以带动针板8上升或下降。所述Z轴电机11的工作由所述控制芯片I控制。所述智能语音发声模块4可采用芯片SYN6288。智能语音发声模块4通过串ロ通讯方式，接收文字数据，实现文本到语音的转换；通过串ロ引脚直接与控制芯片I连接，无需电平转换。本发明的ー种盲人识字辅助装置的运行方法，其特征在于，初始化后，控制芯片I读取盲文或图像内容，控制盲人显示器3将文字通过针状物10突起的方式显示出来，供盲人触摸识别文字，并调用智能语音发声模块4将该文字的读音发出，通过行列式键盘5的操作，由盲人自行控制上下翻页，刷新显示以及文字重复语音播放的功能。上述的ー种盲人识字辅助装置的运行方法，其特征在于所述盲人显示器3的工作过程为针板升降装置将针板8下降，机械臂装置7中的拨动装置24开始根据盲文凸点的分布对孔板6上的开关装置进行操作，在有盲文凸点处，打开孔板6上的开关装置；在无盲文凸点处，则关闭孔板6上的开关装置；拨动装置24操作完毕后，针板升降装置将针板8上升，在有盲文凸点处，由于孔板6上的开关装置被打开，使针板8上对应位置的针状物10可透过孔板6上的通孔14向上伸出；在无盲文凸点处，由于孔板6上的开关装置被关闭，阻挡针板8上对应位置的针状物10通过通孔14。从而供盲人触摸识别，实现了盲人显示器的功能。
权利要求
1.ー种盲人识字辅助装置，其特征在于包括控制芯片、盲人显示器，盲人显示器的工作由所述控制芯片控制，所述盲人显示器包括孔板、针板和针板升降装置；孔板上设有通孔，针板位于孔板的下方，且孔板上每ー个通孔的下方均有一个针状物，针状物安装在针板上，所述针板升降装置用于控制针状物的上升和下降；所述孔板的正面供盲人触摸识别字迹，孔板的背面设置有用于控制通孔开闭状态的开关装置，每个通孔配有一个开关装置，当通孔为开状态时，通孔下方的针状物上端可以穿过孔板，当通孔为闭状态时，通孔下方的针状物上端无法穿过孔板；控制芯片读取盲文，控制盲人显示器将文字通过针状物突起的方式显示出来；所述孔板上的通孔呈行列式排布，每ー个针状物是否穿过通孔代表该处是否有盲文的凸点。
2.根据权利要求I所述的ー种盲人识字辅助装置，其特征在于还包括机械臂装置，机械臂装置包括Y轴电机、X轴电机和拨动装置，Y轴电机轴上连接有Y轴蜗杆，Y轴蜗杆上设置有Y轴蜗杆滑块，Y轴蜗杆滑块上方固接有X轴电机，X轴电机的电机齿轮与X轴滑条上的齿啮合，X轴滑条的最右端设置有用于拨动所述开关装置的拨动装置，拨动装置在所述Y轴电机和X轴电机的驱动下作ニ维运动，Y轴电机和X轴电机的工作由所述控制芯片控制。
3.根据权利要求2所述的ー种盲人识字辅助装置，其特征在于所述开关装置包括限位槽和能在限位槽中滑动的滑动块，当滑动块向通孔的圆心方向滑动时，遮挡住通孔，则开关装置关闭；当滑动块向远离通孔的圆心方向滑动时，开关装置即打开；滑动块的移动由所述拨动装置拨动产生。
4.根据权利要求3所述的ー种盲人识字辅助装置，其特征在于所述滑动块在其滑动方向上的两端宽度大于限位槽宽度，保证滑动块不会完全滑出限位槽并脱落；所述行列式排布中的行与滑动块滑动方向垂直。
5.根据权利要求2所述的ー种盲人识字辅助装置，其特征在干，所述针状物下端通过针板弹簧安装在针板上。
6.根据权利要求2所述的ー种盲人识字辅助装置，其特征在于拨动装置在所述X轴电机和Y轴电机的带动下能对任ー滑动块进行拨动，当拨动装置位于两行通孔之间吋，能对其中一行通孔中需打开的通孔进行打开操作，同时能另一行通孔中需关闭的通孔进行关闭操作。
7.根据权利要求2所述的ー种盲人识字辅助装置，其特征在于所述拨动装置包括电机、蜗杆、滑块和拨动杆，电机轴上固接有蜗杆，蜗杆上设置滑块，滑块与拨动杆固接，拨动装置的电机的工作由所述控制芯片控制，当电机正反转时，通过蜗杆带动滑块及拨动杆做轴向运动，开始时滑块处于蜗杆中间位置，在电机的驱动下，滑块能沿蜗杆轴向作移动，并使拨动杆末端拨动孔板上开关装置的滑动块，实现对孔板上通孔的开闭动作。
8.根据权利要求I所述的ー种盲人识字辅助装置，其特征在于还包括SD卡、智能语音发声模块、行列式键盘，所述SD卡、智能语音发声模块、行列式键盘分别与控制芯片电连接；所述SD卡用于预先存储盲文数据，智能语音发声模块用于将文字的发音报出，起到同步提示的辅助功能，行列式键盘用于提供重复发声及翻页操作。
9.权利要求8所述ー种盲人识字辅助装置的运行方法，其特征在于，初始化后，控制芯片读取盲文或图像内容，控制盲人显示器将文字通过针状物突起的方式显示出来，供盲人触摸识别文字，并调用智能语音发声模块将该文字的读音发出，通过行列式键盘的操作，由盲人自行控制上下翻页，刷新显示以及文字重复语音播放的功能。
10.根据权利要求9所述的运行方法，其特征在于所述盲人显示器的工作过程为针板升降装置将针板下降，机械臂装置中的拨动装置开始根据盲文凸点的分布对孔板上的开关装置进行操作，在有盲文凸点处，打开孔板上的开关装置；在无盲文凸点处，则关闭孔板上的开关装置；拨动装置操作完毕后，针板升降装置将针板上升，在有盲文凸点处，由于孔板上的开关装置被打开，使针板上对应位置的针状物可透过孔板上的通孔向上伸出；在无盲文凸点处，由于孔板上的开关装置被关闭，阻挡针板上对应位置的针状物通过通孔。
全文摘要
本发明公开了一种盲人识字辅助装置及其运行方法，包括控制芯片、盲人显示器，盲人显示器的工作由所述控制芯片控制，所述盲人显示器包括孔板、针板和针板升降装置；孔板上设有通孔，针板位于孔板的下方，且孔板上每一个通孔的下方均有一个针状物，针状物安装在针板上，所述针板升降装置用于控制针状物的上升和下降；控制芯片读取盲文或图像内容，控制盲人显示器将文字通过针状物突起的方式显示出来，供盲人触摸识别文字，并调用智能语音发声模块将该文字的读音发出。
文档编号G09B5/06GK102855791SQ201210348458
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者陈暑生, 马国欣, 曾骏君, 陆聪 申请人:华南理工大学