[发明专利]一种机械式点阵显示器

说明书

技术领域

本发明涉及一种盲文阅读工具，尤其涉及一种用于阅读文字盲文、图形显示的电子显示设备。

背景技术

视障人士主要是通过声音和触觉获取外界信息，随着信息化时代的来临，大量的信息存在计算机和网络里，而目前很少有与计算机相连的、成本低、功能强的盲用电子输出装置。

目前有几种能将数字存储的数据转换为盲文字符显示的装置，发明原理包括采用功能性材料制作成微型致动器以实现盲文字符的密集显示，如US专利4,194,190和4,471,190采用磁性材料、US专利4,044,350;4,283,178;4,473,356;4,758,165和4,879,698采用压电材料等。利用功能性材料在制作微型致动器时存在制作工艺复杂、成本高等缺点。另外还采用其他方法如气动（US专利3,659,354）或者是机械式（4,033,053;4,898,536和4,191,945）。所有这些装置都可以由储存介质上储存的数据来控制盲文字符的显示。每种装置都需要大量的驱动设备和相对应大面积的驱动器去显示大幅面积的盲文字符。以每行40方，25行盲文字符为例（其中一方盲文字符横向是2个点位，纵向是3个点位），按照专利US5,496,174的控制方法，需要6000个开关管，因此，这样的设备不但价格昂贵，而且体积笨重。又以市场上已有的单行压电陶瓷双晶片的盲文字符显示器为例，这种盲文字符显示器可以解决与计算机相连使用的问题；但是，受核心器件压电陶瓷双晶片成本和制作工艺的限制，整个装置在有限空间的情况下难以制作成多行输出的便携式装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提出一种机械式点阵显示器。本发明为实现文字（盲文）或图形显示的电子显示设备。

本发明机械式点阵显示器包括计算机控制子系统、运动控制器和点阵凸点显示子系统。计算机控制子系统和运动控制器之间通过通讯线路连接，其传输协议为MODBUS，采用串口方式进行数据通讯。运动控制器与点阵凸点显示子系统之间通过电力电缆相连，运动控制器接收来自于计算机控制子系统的指令，传输驱动器运动的功率信号，控制点阵凸点显示子系统的运动。

计算机根据需要显示的触点凸起和平整信息，通过串口向运动控制器发送命令，运动控制器接收到指令后，输出驱动器的功率信号，驱动器驱动点阵凸点显示子系统完成需要的运动。点阵凸点显示子系统的运动包括XY移动平台的运动、Z向运动和复位运动。

所述的运动控制器包括XY移动平台控制器、Z向驱动器的控制器和复位驱动器的控制器，其中，XY移动平台控制器、Z向驱动器的控制器和复位驱动器的控制器分别控制点阵凸点显示子系统中的XY移动平台、Z向驱动器及复位驱动器的运动。

所述的点阵凸点显示子系统包括机体、多维运动机构，以及触点凸起和平整锁定单元。所述的机体包括位于机械式点阵显示器底部的基座和连接在基座上方的机架；所述的多维运动机构包括XY移动平台和Z向驱动器；所述的触点凸起和平整锁定单元包括面板、显示针、中间小棘爪和旁边小棘爪、框架、小棘爪基座、底板、复位弹簧，以及复位驱动器。

所述的机体中，机架为长方体或正方体或其他类似形状，由四周机架和顶面机架组成。所述的顶面机架安装在四周机架上部，顶面机架有一开口；所述的四周机架安装在基座四周。机体将多维运动机构和触点凸起和平整锁定单元连接为一个整体，固定触点凸起和平整锁定单元及多维运动机构的位置，使得触点凸起和平整锁定单元中的每支显示针对应于XY移动平台相应的位置。

所述的多维运动机构中，XY移动平台通过螺钉固定在基座上面；Z向驱动器安装在XY移动平台上。

触点凸起和平整锁定单元固定在顶面机架上，位于多维运动机构之上。

所述的Z向驱动器随着XY移动平台作光栅扫描式运动，一个Z向驱动器可以控制多个显示针，显示针阵列的密度由显示针本身决定，系统统一复位。