一种瞬时充磁式盲文点显装置

本发明涉及盲文点显设备，尤其是涉及一种瞬时充磁式盲文点显装置。

背景技术：

1、在过去，盲人获取文字信息的重要管道是盲文书籍，但纸质书籍作为盲文载体数量少、价格高昂、信息有限且极度滞后，因此，近些年许多学者和科技人员开始研发将盲文书籍数字化的盲文点显器以取代传统的纸质盲文读物，力争让盲人和盲文能和普通人一起同步进入数字信息化时代。人们基于各种原理进行结构设计，从驱动原理上有气动式的，液压式的，记忆合金的，电刺激的，压电陶瓷驱动的，电磁驱动的，等等，结构上更是多样化，但到目前推向市场成为产品的只有压电陶瓷式，但由于其制造成本高、价格昂贵，没有在盲人群体得到广泛普及应用。而且，压电陶瓷式盲文点显器由于结构限制很难做成多行点显器。

2、多年来，我们一直致力于设计结构简单成本低廉的电磁式盲文点显器，以期能够在盲人群体得到广泛普及。目前现有研制的电磁式盲文点显器主要有两种结构原理，第一种是利用励磁线圈通电产生磁场、断电磁场消失的特性，线圈通电时内部芯轴磁化吸引触杆凸起形成盲文触点的凸点，线圈不通电时芯轴释放磁性放开触杆，触杆靠自身重力下降形成盲文平点，其凸点和平点的组合而形成盲文字符，具有刷新频率快、成本低等优点，但是盲文凸点要靠线圈通电来保持，为了触点支撑力符合要求，每个线圈需要的磁动势(线圈电流乘以匝数)较高，因此，即使设计一台20方的单行点显装置，也很难解决磁动势与装置体积的矛盾，目前的解决方法是线圈以高度方向多层叠加在一起，造成点显装置高度已无法进一步缩小，在显示一行盲文字符时所有要呈现凸点的线圈必须同时通电，工作电流大到必须用专门设计的电源适配器供电才能完成，到目前为止技术上仅能做成单行的盲文点显装置。第二种结构原理也是利用励磁线圈通电产生磁场、断电磁场消失的特性，在结构上所有的线圈水平放置在触杆的两侧，线圈里的芯轴为半硬磁材料，给线圈通正向或反向电流，半硬磁芯轴被正向或反向磁化，与推拉杆上的永磁体作用，同性磁极相吸反向磁极相斥，推拉杆水平方向与触杆成90度放置，推拉杆推出时触杆被顶起形成盲文凸点，推力杆拉回时触杆靠重力下降形成盲文平点，这一结构的优点是盲文凸点的保持不用线圈一直通电，而且所有线圈以扫描式通电仍然能保证一行盲文显示的速度满足盲人摸读要求，缺点是线圈布置在触杆两侧，一台设备很难实现同时多行盲文的显示。为了实现能在设备上同时呈现多行盲文，给盲人提供盲文书本读物的感觉，需要对现有的点显装置工作原理和组成结构做出重大的改进。

技术实现思路

1、为了克服现有盲文点显装置存在单点驱动结构与装置体积的矛盾，以及目前单点驱动结构每次只能显示单行盲文不能实现多行盲文同时显示不足，本发明提供了一种瞬时充磁式盲文点显装置，改变了单点驱动的结构设计，利用瞬时充磁法实现电磁作用生成盲文凸点、平点，可用来开发制造所有语种和所有形式的盲文单行显示或多行显示器。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种瞬时充磁式盲文点显装置，包括多个单方点显模块，单方点显模块的“一方”为六个盲点或八个盲点，所述单方点显模块包括壳体、触头、电磁驱动单元、不导磁隔板和底座，所述触头、电磁驱动单元和不导磁隔板均位于所述壳体内，所述底座安装在壳体的底部，所述触头设置六个或八个，所述电磁驱动单元的数目与触头的数目相同，所述不导磁隔板设置在触头与电磁驱动单元之间，每个电磁驱动单元均包括励磁线圈和半硬磁芯轴，所述励磁线圈缠绕在半硬磁芯轴外，所述壳体的顶部设有用于安装触头的通孔，该通孔的数目与触头的数目相同，所述触头的上部位于相应的通孔内，所述触头的下部设置有永磁体，每个半硬磁芯轴设置在相应的触头下方，所述底座上设有数目与半硬磁芯轴的数目相同的芯轴安装孔，所述半硬磁芯轴的下端安装在相应的芯轴安装孔内，

4、所述壳体采用不导磁材料制成，所述底座采用绝缘材料制成，所述触头与相应的永磁体、半硬磁芯轴三者的中轴线重合，所述励磁线圈的通电方式采用扫描式瞬时通电；

5、电磁驱动单元的励磁线圈在正反向瞬时电流的作用下内部磁场发生磁极对倒，半硬磁芯轴在磁场作用下被磁化实现正向或反向充磁，充磁完成结束后的半硬磁芯轴仍然保持一定的剩磁；相应的永磁体磁场与半硬磁芯轴剩磁场隔空作用，当磁极相异实现二者相吸，触头被下拉形成盲文的平点，当磁极相同实现二者相斥，触头被上推形成盲文的凸点；通过独立地控制每个励磁线圈的电流方向，单方点显模块就实现了“一方”盲点的显示。

6、进一步，所述底座的上表面还设有一块带孔的导磁薄片，其孔的位置、大小与数量与相应的芯轴安装孔相匹配，所述励磁线圈位于不导磁隔板与导磁薄片之间，同时不导磁隔板固定在励磁线圈的上端面。

7、再进一步，所述底座呈长方体结构，其侧面开设有用于引出励磁线圈导线的走线槽，所述底座的底部设置有用于励磁线圈引线的引线脚。

8、再进一步，所述壳体的侧面还开设有若干用于散热的通风孔。

9、再进一步，所述触头采用不导磁的轻质材料制成，其上部为杆身，该杆身的顶部设置成半球形或近似半球形，用于盲人指尖触摸的盲文触点，其下部设置成圆柱形限位凸台，并且该凸台的底部中轴线处开设有用来安装永磁体的圆孔，所述触头的上部向上以间隙配合装入壳体的通孔内。

10、更进一步，所述励磁线圈外圆柱面可以采用薄的导磁材料板包围。

11、本发明的有益效果主要表现在：将单方点显模块按任意数量横向拼接组合在一起即可设计出单行盲文点显器，将单方点显模块按任意数量横向及纵向拼接组合在一起成为方阵，即可设计出多行盲文点显器，多行盲文点显器可以同时显示多行盲文，改变了现有单行盲文点显装置一次只能显示一行盲文的结构不足，达到了盲人触摸盲文书籍的效果；此装置所有盲点均能实现独立的凸起和回落动作，具有较高的刷新频率，盲文触点支撑力满足盲人指尖摸读的实际需求，装置结构简单、便于生产制造，成本低廉、能耗低、具备在盲人群体普及推广的潜力；另外，依此电磁原理设计的生成凸点、平点的结构不但可以制造成盲文点显器，还可以制造成图形显示装置，供盲人摸读及明眼人观看娱乐。

技术特征：

1.一种瞬时充磁式盲文点显装置，其特征在于：包括多个单方点显模块，单方点显模块的“一方”为六个盲点或八个盲点，所述单方点显模块包括壳体、触头、电磁驱动单元、不导磁隔板和底座，所述触头、电磁驱动单元和不导磁隔板均位于所述壳体内，所述底座安装在壳体的底部，所述触头设置六个或八个，所述电磁驱动单元的数目与触头的数目相同，所述不导磁隔板设置在触头与电磁驱动单元之间，每个电磁驱动单元均包括励磁线圈和半硬磁芯轴，所述励磁线圈缠绕在半硬磁芯轴外，所述壳体的顶部设有用于安装触头的通孔，该通孔的数目与触头的数目相同，所述触头的上部位于相应的通孔内，所述触头的下部设置有永磁体，每个半硬磁芯轴设置在相应的触头下方，所述底座上设有数目与半硬磁芯轴的数目相同的芯轴安装孔，所述半硬磁芯轴的下端安装在相应的芯轴安装孔内，

2.如权利要求1所述的一种瞬时充磁式盲文点显装置，其特征在于：所述底座的上表面还设有一块带孔的导磁薄片，其孔的位置、大小与数量与相应的芯轴安装孔相匹配，所述励磁线圈位于不导磁隔板与导磁薄片之间，同时不导磁隔板固定在励磁线圈的上端面。

3.如权利要求1或2所述的一种瞬时充磁式盲文点显装置，其特征在于：所述底座呈长方体结构，其侧面开设有用于引出励磁线圈导线的走线槽，所述底座的底部设置有用于励磁线圈引线的引线脚。

4.如权利要求1或2所述的一种瞬时充磁式盲文点显装置，其特征在于：所述壳体的侧面还开设有若干用于散热的通风孔。

5.如权利要求1或2所述的一种瞬时充磁式盲文点显装置，其特征在于：所述触头采用不导磁的轻质材料制成，其上部为杆身，该杆身的顶部设置成半球形或近似半球形，用于盲人指尖触摸的盲文触点，其下部设置成圆柱形限位凸台，并且该凸台的底部中轴线处开设有用来安装永磁体的圆孔，所述触头的上部向上以间隙配合装入壳体的通孔内。

6.如权利要求1或2所述的一种瞬时充磁式盲文点显装置，其特征在于：所述励磁线圈外圆柱面可以采用薄的导磁材料板包围。

技术总结
一种瞬时充磁式盲文点显装置，包括多个单方点显模块，所述单方点显模块包括壳体、触头、电磁驱动单元、不导磁隔板和底座，所述不导磁隔板设置在触头与电磁驱动单元之间，每个电磁驱动单元均包括励磁线圈和半硬磁芯轴，壳体的顶部设有用于安装触头的通孔，触头的上部位于相应的通孔内，触头的下部设置有永磁体，每个半硬磁芯轴设置在相应的触头下方，底座上设有芯轴安装孔，半硬磁芯轴的下端安装在相应的芯轴安装孔内，永磁体磁场与半硬磁芯轴剩磁场隔空作用，使得触头的独立升起和回落形成盲文的凸点和平点。本发明利用瞬时充磁法实现电磁作用生成盲文凸点、平点，可用来开发制造所有语种和所有形式的盲文单行显示或多行显示器。

技术研发人员：吴跃成
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15