。
[0061]当销螺母组件154垂直地移动时，销螺母组件154的顶部遇到锁定或防转机构，其防止销螺母组件154的旋转。或者由控制电路中的闭环反馈机构停止马达120的旋转，或者当销螺母144的顶部表面开始与顶部面板106接触，并不可进行任何进一步移动时，马达120的旋转被停止。从而，防止销螺母组件154的上部在顶部面板106的顶部表面108的上方延伸太远。在一个实施例中，防转机构提供销螺母组件154和顶部面板106之间的连接。当每个销螺母144垂直地移动到顶部面板106中的相应开口中时，每个销螺母144的平行的平面表面186与顶部面板106中提供的相应平行的平面表面244啮合。销螺母平面表面186与相应的顶部面板平面表面244的啮合提供防转效果。
[0062]图6示出根据本发明的原理的用于与改进的销螺母202 —起使用的弹簧机构200的等距视图。弹簧机构200被附接到改进的销螺母202的上部分204的顶部表面206。
[0063]销螺母组件154包括弹簧机构200，以使被施加到盖142的一定(有限的)量的压力不会导致销螺母组件154变得被压下，诸如通过随意触摸或仅仅擦过已经被升起的盖142。在一个实施例中，弹簧机构200附接到销螺母144的顶部。销螺母144的顶部处的弹簧200适配到盖142中，其具有腔室152，腔室152的尺寸和形状被设计以接纳弹簧200。在各种实施例中，弹簧机构200被实现为诸如螺旋弹簧、蜗旋弹簧，柔性材料制成的角形件(或锯齿形件)，或其它合适的类似弹簧的机构。
[0064]图7为根据本发明的原理的销螺母144的阴螺纹164的侧视图。阴螺纹164基于阴螺纹角212、轮廓214和节距216。阴螺纹164具有突出表面218和凹进表面220。图8为根据本发明的原理的导螺杆146的阳螺纹172的侧视图。阳螺纹172基于阳螺纹角222、轮廓214和节距216。阳螺纹172具有突出表面228和凹进表面226。
[0065]在一个实施例中，阳螺纹172的螺纹角222以及阴螺纹164的螺纹角212为大约20度。在各种实施例中，螺纹角222、212从10度变化到30度。在进一步的实施例中，螺纹角222、212在更扩展的范围中。
[0066]螺纹164、172被设计成提供功率传递所需的低到中等摩擦，以便在垂直方向上平滑地移动销螺母组件154。螺纹164、172的设计允许销螺母组件154的垂直移动而不需捆绑或锁定，而不是旨在将阳螺纹172和阴螺纹164锁定在某一点处的螺纹设计。另外，螺纹164、172被设计为避免被导螺杆146向后驱动；也就是说，将用户的线性推动转化为导螺杆146中的旋转运动。因此，当驱动马达120被提供功率以旋转(通过马达驱动信号34)时，销螺母组件154垂直移动，以在顶部面板106的顶部表面108上方延伸销螺母组件154的顶部，从而在点矩阵28中提供凸点82。
[0067]阳螺纹172的螺纹形状具有用于突出表面228的梯形形状，并且阴螺纹164具有相应的梯形形状。在一个实施例中，在阳螺纹172和阴螺纹164之间设置有空隙，其为节距216的大约百分之二十，该值在各种实施例中可以为稍大或稍小。
[0068]图9为根据本发明的原理的顶部面板106的横截面视图。图9不必按比例绘制。顶部面板106具有顶部表面108和底部表面110。顶板面板106在面板106的顶部表面108中包括圆柱形孔240。顶部面板106还包括邻近孔240的纵向狭槽242。狭槽242提供平行的平面表面244。邻近狭槽242并在它们下面的是下开口 246，其尺寸被设计为允许销螺母组件154的自由运动。
[0069]在各种实施例中，使用光学元件234、236通过光学方法感测用户的输入(例如，对点矩阵上的点82的按压或者手指、手或其他身体部分的接近存在)。在一个实施例中，一排(例如，列)光源光学元件234(其为照明光源(LED的或其他源))与点矩阵28的一个边缘对准，诸如矩形点矩阵28的垂直边缘。光线238照射在正好在盖142上方的点矩阵28上。一排(例如，列)接收光学元件236 (其为光传感器)被定位在点矩阵28的相对侧上，用于接收来自光源234的光线238，诸如在与光源234相对的垂直边缘上进行接收。当用户中断光线238时(例如，通过手指、触针或其他设备的移动)，移动的位置被确定。将类似的方法用于点矩阵28的水平边缘。因此，记录按压销帽142的移动，以指示移动的垂直和水平位置，其作为点矩阵参与信号36被提供到控制和接口模块26。
[0070]图10为根据本发明的原理的底部面板130的横截面视图。图10不必按比例绘制。底部面板130具有顶部表面132和底部表面134。底部面板130在底部表面134中包括较大的圆柱形开口 230，并在顶部表面132中包括较小的圆柱形开口 232。
[0071]两个圆柱230、232轴向对齐。较大圆柱230在较小圆柱232下面形成。每个较大圆柱230的直径的尺寸被设计以保持(hold)驱动马达120的主体，并且每个较小圆柱232的直径的尺寸被设计以包围(enclose)驱动轴176，其中该驱动轴176从驱动马达120的顶部轴向延伸，同时允许每个驱动轴176的自由旋转。每个驱动马达120的驱动轴176在底部面板130的顶部表面132的上方延伸。
[0072]图11为根据本发明的原理的顶部面板106的等距局部视图。图11示出顶部面板106的下侧，其示出狭槽242和平行的平面表面244。销螺母144的平行的平面表面186啮合狭槽242的平行的平面表面244，以用作防转机构，以用于当垂直地升起销螺母组件154时，防止销螺母组件154的进一步旋转。
[0073]图12A为根据本发明的原理的包括销螺母组件252的凸轮和齿轮组件250的等距视图。图12B为根据本发明的原理的图12A的凸轮和齿轮组件250的侧视图。凸轮和齿轮组件250包括销螺母组件252、导螺杆256、蜗轮264、销齿轮266、凸轮268、凸轮杆270和弹簧274。每个蜗轮264由行马达262提供动力。在一个实施例中，蜗轮264的螺纹沿蜗轮264的长度延伸直到接近行马达262。每个凸轮杆270由列马达278提供动力。在一个实施例中，销螺母组件252包括凸缘254。销282包括上螺纹部分280，其为导螺杆256提供螺纹。销282包括防转脊276，并由基座288支撑。蜗轮264包括与销齿轮266啮合的啮合部分284以及非啮合部分286。销螺母组件252的盖142与顶部面板106中的孔240啮合，以起到点矩阵28中的点82的作用(图12A和图12B中未示出)，如本文别处所描述的。在一个实施例中，销螺母组件252等同于销螺母组件154。在各种实施例中，销螺母组件252不包括凸缘254。
[0074]行马达262转动蜗轮264，其转动附接到每个销282的齿轮266。附接到每个销282的每个齿轮266具有简单的滑动离合器机构272，其被安装在杆270上的相应的凸轮268啮合和脱离，其中通过列马达278使杆270旋转。当凸轮268移动到合适的位置时，离合器机构272提供将要被按压的齿轮266，并且当凸轮268移动到空挡位置时，弹簧274使齿轮266返回到空挡(非啮合位置)。在一个实施例中，行马达262和列马达278为步进马达，允许对蜗轮264和凸轮268的旋转的精准控制。列马达278每次啮合一列的离合器272。所有的行马达262同时旋转，从而在当前啮合的列中使附接到销282的齿轮266旋转。行马达262在向前或相反方向中旋转，这取决于将需要升高或降低哪个销螺母组件252，并以与销螺母组件252需要被升高的高度相当的量进行旋转。控制和接口模块26通过控制和接口模块26的控制软件的指令来提供软件控制，该指令对数字处理器46进行编程，以提供被引入行马达262和列马达278的马达驱动信号34。一旦设置了销螺母组件252的一列，则下一列啮合且重复过程。本文所描述的凸轮和齿轮方法具有该优点，即马达262、278的马力大，并且仅存在(行加列)马达262、278。另一个优点是，销282的节距可以任意小。此外，只需几秒钟来刷新在点阵28上所呈现的整个显示表示30。
[0075]在一个实施例中，触觉图形显示器24具有控制和改变销螺母组件252的高度的能力；即，点矩阵28上的点82的高度。通过经由软件方法控制驱动马达轴176的旋转来实现该效果，并且也通过测量驱动轴176的旋转的电和/或光学反馈机构来实现该效果。控制和接口模块26通过控制软件的指令提供软件控制，该指令对数字微处理器46进行编程，以提供被引入驱动马达120的马达驱动信号34，以控制销螺母组件154的高度。为了将销螺母组件154移动得更高，进行了更多旋转。在进一步的实施例中，存在动态地移动或脉动每个销螺母组件154以将附加信息传送给用户的能力。
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