触觉图形显示器制造技术

一种利用图形设备生成的、用于为视觉受损用户或希望获得触觉信息的其他用户提供图形或图像表示的显示的触觉图形显示器。该显示器包括一个或多个框架组件，包括中空致动器腔和中空轴腔，该中空轴腔垂直于中空致动器构件延伸。致动器容置在所述多个中空致动器腔中，而驱动轴容置在中空轴构件中。凸轮将该致动器功能性连接至该驱动轴。每个致动器绕该致动器的轴线沿第一方向将每个凸轮从下位转动至上位，由此将每根驱动轴向上伸出，而每个致动器绕该致动器的该轴线沿与该第一方向相反的第二方向将每个凸轮功能性转动至该下位，由此将每根驱动轴向下缩回。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】触觉图形显示器
本专利技术总体涉及用于视觉受损用户或希望获得触觉信息的其他用户的触觉信息设备领域。尤其是，本专利技术涉及以触觉方式显示图形信息。
技术介绍
历来，系统已经发展成基于能够被盲人或视觉受损者使用以获取信息的凸点来提供阅读材料，诸如提供以凸点编译而成的字母和数字的Braille系统。因此，最初以可视形式著作的文本(诸如使用英文字母的普通文本)翻译成Braille(布莱叶)系统，使得原英语文本能够被视觉受损者所理解。传统上，凸点利用机械装置生成在纸带或纸页上，诸如机械闸柄或在纸上形成压痕的其他机构。机械设备(诸如braille编写器)已经发展到操作者能够用来在纸上盖印或者有效地打上凸点字。计算机系统已经发展成允许操作者将字符键入计算机中，然后字符转换成Braille，而计算机系统机械地生成Braille文本或生成印刷板或能够用于打印Braille书或文件的主机。当代系统也已经发展成在凸点显示器上显示Braille以及其他信息。这种系统使用某些技术(诸如升起点(或凸块)以超过平坦表面的机械方法)。升起的凸块形成Braille信息或提供其他信息，诸如图形信息。针对视觉受损个体的用于显示的各种方法已经有所发展或考虑。这些常规方法包括形状记忆合金(SMA)、电流变液、螺线管、压电方法、转盘、微流体阀、电活性聚合物、微步进电机、电热致动器、微电磁谐振器、微气动阀、低熔点金属致动器和RC(无线电控制)伺服电动机。
技术实现思路
根据一个实施例，提供了一种利用图形设备生成的、用于为视觉受损用户或希望获得触觉信息的其他用户提供图形或图像表示的显示的触觉图形显示器。该显示器包括一个或多个框架组件，包括中空致动器腔和中空轴腔，该中空轴腔垂直于中空致动器构件延伸。致动器容置在所述多个中空致动器腔中，而驱动轴容置在中空轴构件中。凸轮将该致动器功能性连接至该驱动轴。每个致动器绕该致动器的轴线沿第一方向将每个凸轮从下位转动至上位，由此将每根驱动轴向上伸出，而每个致动器绕该致动器的该轴线沿与该第一方向相反的第二方向将每个凸轮功能性转动至该下位，由此将每根驱动轴向下缩回。根据以下描述和权利要求，本专利技术的各个方面和实施例的其他特征和优势将会变得显而易见。附图说明通过参照结合所附附图的以下描述，可以更好地理解本专利技术的上述和其他优势，其中相同的序号指示各幅附图中相同的结构元件和特征。附图不必按比例，相对地重点放在例示本专利技术实施例的原理上。图1A是根据本专利技术原理的触觉图形系统的示意图。图1B是依照本专利技术原理的控制和接口模块的示意图。图2是依照本专利技术原理示出显示表示的点矩阵的示意图。图3A是根据本专利技术原理的、用于触觉图形系统的触觉显示箱的侧视图示。图3B是根据本专利技术原理的、图3A的触觉显示箱的侧视图示，包括顶面板和底面板。图4A是依照本专利技术原理的驱动销组件的爆炸侧视图示。图4B是根据本专利技术原理的、图4A的驱动销组件的爆炸侧视图示，示出了销螺母中的螺纹腔。图5是根据本专利技术原理的、图4A和4B的驱动销组件的等距图示。图6是根据本专利技术原理的、与改型销螺母一起使用的弹簧机构的等距图示。图7是依照本专利技术原理的销螺母中的螺纹腔的母螺纹的侧视图示。图8是根据本专利技术原理的丝杆的公螺纹的侧视图示。图9是根据本专利技术原理的顶面板的横截面图示。图10是根据本专利技术原理的底面板的横截面图示。图11是根据本专利技术原理的顶面板的局部等距图示。图12A依照本专利技术原理的、与点矩阵一起使用的凸轮和齿轮组件的等距图示。图12B是依照本专利技术原理的、图12A的凸轮和齿轮组件的侧视图示。图13是根据本专利技术原理的、用于触觉图形显示器的触觉显示箱的侧视图。图14是附接至顶面板的四个框架组件的透视图示。图15是根据本专利技术原理的框架组件的透视图示。图16是根据本专利技术原理的触觉图形显示器的透视图示。图17是根据本专利技术原理的一系列框架组件的透视图示。图18是图17的所述一系列框架组件的透视图示，其中未示出终端框架组件。图19是图17的三个框架组件的透视图示。图20是根据本专利技术原理的、功能性连接至两个凸轮的两个致动器的透视图示。图21是根据本专利技术原理的、功能性连接至致动器的凸轮的正视图示。图22是图21的凸轮、致动器和驱动轴的侧视图示。图23是根据本专利技术原理的、功能性连接至致动器的凸轮的正视图示。具体实施方式现在将会详细参照本专利技术的示范性实施例，其实例在所附附图中例示出来，其中通篇相同的序号指示相同的元件。下文描述示范性实施例，以通过参照附图解释本专利技术。如本申请的说明书中所用，术语“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”可以指一个或多于一个元件(例如物品或动作)。类似地，当元件的实际数量可能不同时，可以描述或显示元件的特定数量。例如，尽管参照图3B显示并描述了四个组件136，但是这不旨在限制本专利技术各个实施例中的显示器组件的数量。术语“和”和“或”可以用于相连或分开的概念，并且将会普遍地理解为等同于“和/或”。参照“一个(an)”或“一个(one)”实施例不必全部参照同一个实施例。来自一实施例的元件可以与另一个的元件组合。用于本申请的说明书中的元件不应解释为对于本专利技术而言关键或必要的，除非明确描述为如此。进一步地，当元件描述为“连接”、“耦合”或以其它方式联接至另一个元件，它可以直接联接至其他元件，或者可以存在中介元件。本专利技术具有这样的优势：提供非步进电机或致动器来致动点矩阵(或点阵列)中的凸点，作为供给视觉受损者或希望获得触觉信息的其他人的显示表示(也称之为“触觉显示器”或“braille显示器”)，例如供给战场上的非可视通信。电机和致动器具有最低的电力要求并且受益于与电源的直接或其他接触。不同于现有技术(例如压电技术)，电机和致动器受益于将凸点保持在较低或升起的位置，而无需电力以将它们保持在其位置上。在一实施例中，电机是用于某些移动通信设备中的振动电动机类型。在一实施例中，电机与PCB(印刷电路板)直接接触，使得不需要对电机的接线或其他连接。在另一实施例中，致动器通过凸轮连接至驱动轴。销可以连接至驱动轴。在另一实施例中，本专利技术提供了这样的优势：蜗轮和凸轮系统利用蜗轮(对应于行)与凸轮(对应于列)的组合动作在点矩阵上生成凸点，从而在点矩阵中以特定的行列坐标升起点。这种方法具有这样的优势：一度使用更少的电机，并且(沿一行)升起若干点。在一实施例中，每个升起的点是由电机通过使用螺杆和螺纹布局来致动的销，螺杆和螺纹布局通过销沿竖直方向来激活运动。在进一步实施例中，(通常通过用户)压低一根或多根销并且生成信号，该信号表示哪根销被压低。在另一实施例中，能够感测手指、手或其他身体部分的接近存在，甚至无需压低销，正如会发生在触摸屏或触摸板那样。因此，在点矩阵上，生成由视觉受损用户感知的图像(例如线或图表)，而用户通过在矩阵上移动手指(或触针或其他设备)以压低所选择的销，从而在点矩阵上生成压痕，这充当对矩阵的触觉输入。这种触觉输入(不论是否发生实际接触)能够与在计算机上运行的软件应用程序通信，其执行各种功能，诸如记录和响应触觉输入。在另一实施例中，本专利技术提供这样的优势：致动器和凸轮系统致动线性运动。尽管参照触觉图形显示器系统描述了致动器和凸轮系统，其中触觉图形显示器系统包括点矩阵上的销，然而实施例是示本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于图形触觉显示器装置的一个或多个框架组件，所述一个或多个框架组件包括：多个中空致动器腔；多个中空轴腔，所述中空轴腔垂直于所述中空致动器腔延伸；多个致动器，容置在所述多个中空致动器腔中；多根驱动轴，容置在所述中空轴腔中；以及多个凸轮，将所述致动器功能性连接至所述驱动轴；其中每个致动器将每个凸轮绕所述致动器的轴沿第一方向从所述凸轮的下位功能性转动至上位，从而向上伸出每根驱动轴，并且其中每个致动器将每个凸轮绕所述致动器的所述轴沿与所述第一方向相反的第二方向功能性转动至所述凸轮的下位，从而向下缩回每根驱动轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.10 US 14/850,3931.用于图形触觉显示器装置的一个或多个框架组件，所述一个或多个框架组件包括：多个中空致动器腔；多个中空轴腔，所述中空轴腔垂直于所述中空致动器腔延伸；多个致动器，容置在所述多个中空致动器腔中；多根驱动轴，容置在所述中空轴腔中；以及多个凸轮，将所述致动器功能性连接至所述驱动轴；其中每个致动器将每个凸轮绕所述致动器的轴沿第一方向从所述凸轮的下位功能性转动至上位，从而向上伸出每根驱动轴，并且其中每个致动器将每个凸轮绕所述致动器的所述轴沿与所述第一方向相反的第二方向功能性转动至所述凸轮的下位，从而向下缩回每根驱动轴。2.如权利要求1所述的一个或多个框架组件，还包括多根销，功能性连接至所述驱动轴的、与所述多个凸轮相对的端部，其中当每根驱动轴向上伸出时，每根销从所述一个或多个框架组件的顶表面凸起最大距离，并且其中当每根驱动轴向下缩回时，每根销从所述框架组件的所述顶表面缩回所述最大距离。3.如权利要求1所述的一个或多个框架组件，其特征在于，在所述凸轮的下位和所述凸轮的上位之间的旋转包括大体上300度的旋转。4.如权利要求1所述的一个或多个框架组件，其特征在于，所述致动器包括电触头，以接收致动器驱动信号。5.如权利要求2所述的一个或多个框架组件，其特征在于，所述销通过弹簧功能性连接至所述驱动轴。6.如权利要求1所述的一个或多个框架组件，其特征在于，所述驱动轴各自包括颈圈。7.如权利要求1所述的一个或多个框架组件，还包括包覆所述销的顶面板，其中所述顶面板包括具有上部孔的上部，其中每根所述销包括直径大于所述上部孔的凸缘。8.如权利要求1所述的一个或多个框架组件，其特征在于，所述中空致动器腔为圆柱形。9.如权利要求1所述的一个或多个框架组件，其特征在于，所述中空轴腔为圆柱形。10.一种用于图形触觉显示器的装置，配置为与针对显示表示提供图形输出信号的图形设备进行通信，所述装置包括：控制和接口模块，具有外部接口，以接收所述图形输出信号；驱动模块，用于生成致动器驱动信号；以及控制处理器，用于处理所述图形输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·R·查里，R·德雷恩，
申请(专利权)人：V·R·查里，
类型：发明
国别省市：美国,US