一种用于盲文显示装置的触点驱动机构制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于盲文显示装置的触点驱动机构，以压电陶瓷管作为驱动结构，包括转轴，从转轴顶端到底端依次为凸键、螺键、轴卡、预紧弹簧、转子A、定子A、压电陶瓷管、定子B、转子B、轴端套，驱动电压激发压电陶瓷管振动，并通过定子的摩擦耦合作用将压电陶瓷管的振动转化成转子带动转轴的旋转运动，转轴的转动又通过螺纹连接转化成螺键和凸键的线性运动。该触点驱动机构中，凸键是承受盲人触摸时的下压力的受力端，由于凸键与压电陶瓷管是分开的，可避免驱动失效造成的盲文显示错误等问题，且压电驱动结构体积小、响应速度快，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。

【技术实现步骤摘要】
一种用于盲文显示装置的触点驱动机构
本专利技术涉及盲文显示
，尤其涉及一种用于盲文显示装置的触点驱动机构。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于盲文显示装置的触点驱动机构，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，该触点驱动机构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，本专利技术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：一种用于盲文显示装置的触点驱动机构，以压电陶瓷管作为驱动结构，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、电机接线构成；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；所述电机接线与压电陶瓷管连接，通过驱动电压激发压电陶瓷管振动，并通过定子的摩擦耦合作用将压电陶瓷管的振动转化成转子带动转轴的旋转运动，转轴的转动又通过螺纹连接转化成螺键和凸键在轴向上的线性运动。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(Na1/2Bi1/2)TiO3基、铌酸钾钠(KNN)基压电陶瓷等。优选的，所述电机接线为柔性电极，粘结于所述压电陶瓷管的外表面上。所述凸键是受力端，将承受盲人触摸时的下压力。而凸键部分与压电陶瓷管是分开的，所受下压力不会直接传递到振动的陶瓷管上，故可以避免驱动失效造成的盲文显示错误等问题。在本专利技术的一种设计中，所述凸键的底端设有突起伸入所述螺键的通孔内，并与之粘结在一起。进一步的，所述转轴从顶部开始依次设有三个平面卡槽，分别与所述螺键、轴卡和转子A对应连接；所述转轴的底部直径缩小，底端插入所述轴端套的孔中。优选的，所述转子A与转轴上的卡槽之间通过块状的硅胶片耦合或粘结在一起；转子B与轴端套之间通过环形的硅胶片耦合或粘结在一起。本专利技术还提出一种盲文显示模块，包括盲文显示模块外壳和多套所述触点驱动机构。在本专利技术的一个实施例中，所述盲文显示模块可安装8套所述触点驱动机构。所述盲文显示模块外壳主要由上盖、主体上组件、主体下组件、底盖、多个螺纹套及两个触点驱动机构固定板构成。所述上盖安装于所述主体上组件上，并有多个供所述触点驱动机构的凸键顶出的出键孔。所述螺纹套安装在主体上组件的通孔内，与所述触点驱动机构的螺键使用螺纹方式连接。所述主体上组件与所述主体下组件间夹装触点驱动机构固定板A；所述主体下组件与所述底盖夹装触点驱动机构固定板B。所述主体下组件的侧面开有多个槽，用于将连接所述触点驱动机构的电机接线向外引出，以和驱动电路进行连接。同时，所述触点驱动机构的螺键的下端面直径大于所述螺纹套的下端面开孔直径，故螺键向下移动至螺纹套的内端面处便无法继续向下运动，从而构成一机械下限位；所述螺键的外直径大于外壳上盖的出键孔直径，故螺键向上移动至上盖处便无法继续向上运动，从而构成一机械上限位。两处机械限位使得所述凸键只能在“初始位置”与“凸起位置”间往复运动，提高了运动可控性。所述触点驱动机构固定板定位于所述压电陶瓷管的节线位置(即陶瓷管振动时位移为0的位置)，以尽量降低对压电陶瓷管微幅振动的影响。特别地，所述触点驱动机构固定板使用工程塑料制备，从而可以起到绝缘的作用，避免各触点驱动机构间因电极接触而可能导致的短路问题。可以看出，所述凸键是受力端，将承受盲人触摸时的下压力。而凸键部分与压电陶瓷管是分开的，所受下压力不会直接传递到振动的陶瓷管上，故可以避免驱动失效造成的盲文显示错误等问题。本专利技术还提供了一种盲文显示装置，其由多个盲文显示模块排列而成。进一步地，所述盲文显示装置还包括驱动电路，用于为所述触点驱动机构上的各个电极区域提供预设驱动电压。与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要有：本专利技术提供的用于盲文显示装置的触点驱动机构，工作于同型复合振动模式，体积小，驱动电路简单，不会因环境温度变化而导致模态失耦和压电驱动器失效等问题。同时，压电驱动方式具有响应快、可集成度高、功耗低等特点，以8个触点驱动机构为一组来表示一个盲文点字结构，可以有效提高盲人与终端的交互友好度。本专利技术提供的用于盲文显示装置的触点驱动机构，受力端在凸键上，下压力不会传递给陶瓷管，故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。同时，螺键与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，以及断电自锁功能。本专利技术提供的盲文显示装置，由多个盲文显示模块排列而成，具有响应快、发热少、驱动速度快、结构稳定等优势。附图说明为了更清晰地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面对实施例描述中使用的附图作简要介绍，其仅为说明书的一部分，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术实施例用于盲文显示装置的触点驱动机构的爆炸图；图2为本专利技术实施例用于盲文显示装置的触点驱动机构的装配图；图3为本专利技术实施例中的盲文显示模块的装配图；图4为本专利技术实施例中的盲文显示模块的爆炸图；...

【技术保护点】
1.一种用于盲文显示装置的触点驱动机构，以压电陶瓷管作为驱动结构，包括凸键、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、轴端套和电机接线，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；所述电机接线与压电陶瓷管连接，通过驱动电压激发压电陶瓷管振动，并通过定子的摩擦耦合作用将压电陶瓷管的振动转化成转子带动转轴的旋转运动，转轴的转动又通过螺纹连接转化成螺键和凸键的线性运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于盲文显示装置的触点驱动机构，以压电陶瓷管作为驱动结构，包括凸键、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、轴端套和电机接线，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；所述电机接线与压电陶瓷管连接，通过驱动电压激发压电陶瓷管振动，并通过定子的摩擦耦合作用将压电陶瓷管的振动转化成转子带动转轴的旋转运动，转轴的转动又通过螺纹连接转化成螺键和凸键的线性运动。


2.如权利要求1所述的用于盲文显示装置的触点驱动机构，其特征在于，所述压电陶瓷管沿厚度方向极化，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。


3.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：董蜀湘，钱威，李占淼，义兴宇，罗亮，
申请(专利权)人：北京红点互联技术研发有限公司，北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11