一种基于微电子技术的振动盲文码显示装置的制作方法

[0001]
本发明属于盲人教育设备技术领域，特别涉及一种一种基于微电子技术的振动盲文码显示装置。


背景技术：

[0002]
微机电系统是在微电子技术基础上发展起来的，与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
[0003]
盲人获取信息和知识的方式非常有限，基于触觉代替受损视觉的方式是盲人获取信息的一种有效途径。现如今，盲文代码已被广泛用于帮助盲人，代码使用6个点单元格来表示字符，盲文代码显示器是一种触觉显示器，可以用微驱动器作为单元重写代码。但到目前为止，市面上所开发的盲文代码显示器使用慢速执行器并静态显示代码需要通过移动手指才能更有效地检测到这些代码，而且不易携带。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种基于微电子技术的振动盲文码显示装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006]
一种基于微电子技术的振动盲文码显示装置，包括钛板，所述钛板上下两端面开设有若干个显示孔，所述钛板下方依次设有顶部柔性聚合物膜、有机玻璃体和底部柔性聚合物膜，所述钛板、顶部柔性聚合物膜和底部柔性聚合物膜之间设有硅片，所述有机玻璃体上开设有与显示孔相对应的驱动孔，所述驱动孔的直径大于显示孔的直径，所述有机玻璃体的厚度大于钛板和顶部柔性聚合物膜厚度之和，所述顶部柔性聚合物膜的厚度小于底部柔性聚合物膜厚度；
[0007]
所述驱动孔、顶部柔性聚合物膜和底部柔性聚合物膜之间构建了一个微腔，微腔中填充有液体，所述底部柔性聚合物膜下侧设有气缸室，所述气缸室上设有若干个与驱动孔相对应的气缸孔，每个所述气缸孔中配合设有一个用于驱动底部柔性聚合物膜形变以使得顶部柔性聚合物膜发生形变的驱动件。
[0008]
作为本发明进一步的方案：所述驱动孔的直径为下端宽上端窄的锥形结构。
[0009]
作为本发明进一步的方案：所述驱动件包括压电驱动器，所述压电驱动器的输出端设有与气缸孔滑动配合的活塞。
[0010]
作为本发明进一步的方案：所述活塞与气缸孔之间为间隙配合。
[0011]
作为本发明进一步的方案：所述顶部柔性聚合物膜上端面为低摩擦系数表层。
[0012]
作为本发明进一步的方案：与底部柔性聚合物膜相接触的活塞端部边缘倒圆。
[0013]
作为本发明再进一步的方案：与底部柔性聚合物膜相接触的活塞端部为锥形面，且锥形面与驱动孔内壁斜面相配合。
[0014]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出一种基于微电子技术的振动盲文码显示装置，它对振动刺激比静态刺激更敏感。因此，当盲文编码的每个单元以最佳频率振动时，盲人使用者可以更有效地识别编码。
附图说明
[0015]
图1是本发明的轴侧图。
[0016]
图2是本发明的剖视图。
[0017]
图3是本发明的俯视图。
[0018]
其中：1-钛板，2-硅片，3-顶部柔性聚合物膜，4-底部柔性聚合物膜，5-有机玻璃体，6-气缸室，7-活塞，8-压电驱动器。
具体实施方式
[0019]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0020]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0021]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种基于微电子技术的振动盲文码显示装置，包括钛板1，所述钛板1上下两端面开设有若干个显示孔，所述钛板1下方依次设有顶部柔性聚合物膜3、有机玻璃体5和底部柔性聚合物膜4，所述钛板1、顶部柔性聚合物膜3和底部柔性聚合物膜4之间设有硅片2，所述有机玻璃体5上开设有与显示孔相对应的驱动孔，所述驱动孔的直径大于显示孔的直径，所述有机玻璃体5的厚度大于钛板1和顶部柔性聚合物膜3厚度之和，所述顶部柔性聚合物膜3的厚度小于底部柔性聚合物膜4厚度；
[0023]
所述驱动孔、顶部柔性聚合物膜3和底部柔性聚合物膜4之间构建了一个微腔，微腔中填充有液体，所述底部柔性聚合物膜4下侧设有气缸室6，所述气缸室6上设有若干个与驱动孔相对应的气缸孔，每个所述气缸孔中配合设有一个用于驱动底部柔性聚合物膜4形变以使得顶部柔性聚合物膜3发生形变的驱动件。
[0024]
所述驱动件包括压电驱动器8，所述压电驱动器8的输出端设有与气缸孔滑动配合的活塞7，所述活塞7与气缸孔之间为间隙配合。
[0025]
装置可分为两部分，分别是装置工作时与手指接触的顶部柔性聚合物膜3，此部分称为接触部分；当压电驱动器8通过活塞7向上推动与活塞7顶端相结合的底部柔性聚合物膜4时，此部分称为驱动部分。在装置的使用过程中，指尖会直接接触显示器，因此安全使用至关重要。当压电驱动器8通过活塞7向上推动驱动部分时，由于接触部分与驱动部分电隔离和热隔离，驱动部分的位移根据驱动部分的横截面积与接触部分的横截面积之比放大接触部分，因此人的手指可以直接安全地接触到接触部分。
[0026]
装置工作时，由于受力而弹性变形突出的顶部柔性聚合物膜3突出高度设计得足够高，当指尖接触到电极时，足以使手指皮肤和刺激性受体充分变形。当盲人使用者在横向移动指尖时，可能更敏感地识别代码，这也是源于人类触觉受体的特性。
[0027]
本发明的工作原理是：在盲文码显示装置的顶部和装置的底部都有开口的微腔，此微腔中充满着不可压缩、不易挥发的液体，是丙二醇。微腔被高度可变形的柔性聚合物膜密封，顶部的底部柔性聚合物膜厚度要比底部的柔性聚合物膜厚度薄。当装置通电进行工作时，由压电驱动器向上推动活塞(此时活塞作为执行器)，而与活塞想接触的柔性聚合物膜在推力的作用下慢慢产生形变，由于微腔内的液体不可压缩，因此腔内的液体由于受到力的作用会慢慢挤压顶部的柔性聚合物膜，因此，顶部的柔性聚合物膜就会产生弹性变形，在顶部产生位移，根据底部横截面积与顶部横截面积之比，在顶部产生的位移就会被放大产生凸点。此装置就是通过膜的变形和液体的压缩与否来实现盲文码显示装置的盲文点凹凸，以此实现盲文码显示装置的点显功能。
[0028]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0029]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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