[发明专利]一种盲文显示模块和盲文显示装置

说明书

本发明公开了一种盲文显示模块和盲文显示装置。所述盲文显示模块包括外壳及其中安装的多个触点驱动机构，所述触点驱动机构为压电驱动机构，其中承受盲人触摸时的下压力的凸键与压电陶瓷管是分开的，可以避免驱动失效造成的盲文显示错误等问题；压电驱动结构体积小、响应速度快，从而解决了采用电磁驱动或形状记忆合金驱动而造成的体积大、响应慢、发热大等技术问题。所述触点驱动机构通过螺键与盲文显示模块外壳间通过螺纹套使用螺纹方式连接，可以有效提高输出力、位移分辨率，并具有断电自锁功能。由多个盲文显示模块排列而成盲文显示装置，具有响应快、发热少、驱动速度快、结构稳定等优势。

技术领域

本发明涉及盲文显示技术领域，尤其涉及一种盲文显示模块和盲文显示装置。

背景技术

盲文显示装置是盲文数字阅读装备的重要构成部分，国内外基于不同原理研发了用于盲文显示装置的触点驱动机构，盲人通过触摸盲文显示装置上凸起的触点构成的点字，来获知对应的信息。升起的凸点结构需能抵抗阅读者触摸时带来的下压力，而目前已有的盲文显示装置往往会因为下压力的作用而造成凸点结构的失效，从而使得盲文显示错误。同时，电磁驱动和形状记忆合金驱动是盲文显示的主要驱动方式，但是这两种驱动方式都各自存在着局限性：电磁驱动结构复杂(需要磁极、线圈等部件)、体积较大、电流较大；形状记忆合金驱动响应慢、发热大。而且这两种方式在断电后都不能保持最后的显示状态。

发明内容

本发明的目的是提出一种盲文显示模块和盲文显示装置，第一方面可以解决现有技术中存在的凸点结构易顶出失效问题，从而避免盲文显示出错；第二方面，可以缩小盲文显示装置的整体体积，且能够快速响应，驱动速度快，从而解决采用电磁驱动或形状记忆合金驱动而造成的体积大、响应慢、发热大等技术问题。

为了实现上述技术目的，本发明的盲文显示模块和盲文显示装置采用压电陶瓷管作为驱动装置设计触点驱动机构，具体的技术方案如下：

一种盲文显示模块，包括盲文显示模块外壳及其中安装的多个触点驱动机构，其特征在于，所述触点驱动机构为压电驱动机构，主要由凸键、螺键、轴卡、预紧弹簧、转子A、定子A、压电陶瓷管、转子B、定子B、转轴、轴端套、电极接线构成；所述转轴底端插入轴端套中，转轴上由底端到顶端依次套设转子B、定子B、压电陶瓷管、定子A、转子A、预紧弹簧、轴卡和螺键；其中，定子A和定子B固定粘结在压电陶瓷管的两端，转子A和定子A摩擦接触，转子B和定子B摩擦接触，转子A和转子B分别与转轴耦合或固定连接在一起；所述轴卡与转轴固定连接，将所述预紧弹簧压紧置于转子A的上端面之上；所述螺键外周为螺纹，沿轴向打有通孔，与转轴的顶部过盈配合；所述凸键位于螺键顶端，与螺键固定连接；所述电极接线与压电陶瓷管连接；所述盲文显示模块外壳的顶端设有多个供所述触点驱动机构的凸键顶出的出键孔，每个出键孔的下方设有与螺键螺纹配合的螺纹套；通过驱动电压激发压电陶瓷管振动，压电陶瓷管的振动又通过定子与转子之间的摩擦耦合作用转化成转子的转动，转子带动转轴旋转，转轴的转动又通过螺纹套和螺键之间的螺纹连接转化成螺键和凸键在轴向上的线性运动，使凸键在出键孔中上升或下降。

进一步的，所述压电陶瓷管沿厚度方向(即径向)极化，管的内外壁分别镀有电极，内壁上为全电极，外壁上的电极沿圆周方向被平均划分为四个相同的长方形电极区域；所述电极接线包括4条引线，分别与该四个电极区域对应连接。在时间和空间上的相位差均为90°的四路预设驱动电压的激发下，所述压电陶瓷管会产生两个正交的同型振动模态，从而耦合成沿特定方向的呼啦圈式的运动轨迹，通过定子的摩擦耦合作用将压电本体的呼啦圈式的运动转化成转子和转轴的旋转运动，最后通过螺纹连接转化成凸键和螺键的线性运动。

所述压电陶瓷管的压电陶瓷材料可以为典型的含铅系列压电陶瓷材料，如锆钛酸铅(PZT)基、钪酸铋-钛酸铅(BS-PT)基压电陶瓷，还可以是无铅系列压电陶瓷材料，如钛酸钡(BaTiO₃)基、钛酸铋钠(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃基、铌酸钾钠(KNN)基压电陶瓷等。