基于ipmc驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，包括至少一個(gè)盲文點(diǎn)字觸摸單元，其中盲文點(diǎn)字觸摸單元由6個(gè)觸點(diǎn)按三行兩列方式排列封裝組成，每個(gè)觸點(diǎn)包括支撐板、一對(duì)電極、IPMC驅(qū)動(dòng)器、VHB薄膜和蓋板；支撐板為一圓形薄板；電極為帶有側(cè)耳的環(huán)狀電極片，設(shè)置在支撐板端部；IPMC驅(qū)動(dòng)器為圓形片，包括靠近外周部分的邊緣約束區(qū)和其他部分的自由區(qū)，邊緣約束區(qū)置于兩個(gè)環(huán)狀電極片之間；VHB薄膜為圓形膜；蓋板為環(huán)形薄板，下端與VHB薄膜粘合，并覆蓋在IPMC驅(qū)動(dòng)器上；將蓋板邊緣粘合在支撐板的邊緣，蓋板下端的VHB薄膜距支撐板的距離不大于兩片電極與IPMC驅(qū)動(dòng)器的厚度之和。利用IPMC驅(qū)動(dòng)器的力電耦合性能，本發(fā)明不僅可以用于讀取盲文，而且可以作為盲文輸入裝置。
【專利說(shuō)明】
基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001 ]本發(fā)明涉及一種盲文點(diǎn)字觸摸裝置，特別涉及一種利用人工肌肉(IPMC)作為驅(qū)動(dòng)器的盲文識(shí)別與輸入的觸摸屏裝置。
【背景技術(shù)】
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[0002]盲文，又稱點(diǎn)字、凸字，是專門(mén)為盲人設(shè)計(jì)、憑借觸覺(jué)感知的文字。盲人閱讀是通過(guò)觸摸由多個(gè)凸點(diǎn)組成的盲文字符來(lái)進(jìn)行。一個(gè)盲文點(diǎn)字由6個(gè)凸點(diǎn)組成，這六個(gè)凸點(diǎn)呈三行兩列排布。
[0003]隨著盲人閱讀、交流的需求不斷增加，盲文觸摸裝置的研發(fā)也隨之發(fā)展。實(shí)現(xiàn)盲文觸點(diǎn)的凸顯是盲文觸摸裝置中最重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，其驅(qū)動(dòng)器要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、材質(zhì)輕、加工工藝簡(jiǎn)潔、容易操控、響應(yīng)速度快。目前，國(guó)內(nèi)外許多研究者從多個(gè)角度基于不同原理的實(shí)現(xiàn)方式，提出了多種盲文顯示裝置。針對(duì)不同的刺激方式，盲文顯示裝置主要分為6種:壓電陶瓷式盲文顯示裝置、記憶合金式盲文顯示裝置、電磁式盲文顯示裝置、氣動(dòng)式盲文顯示裝置、電刺激式盲文顯示裝置、溫控式盲文顯示裝置。不同類型的盲文顯示裝置各有優(yōu)缺點(diǎn)，大多不能兼顧成本與實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于IPMC驅(qū)動(dòng)器的盲文觸摸屏裝置，其能夠同時(shí)解決盲人閱讀與交流的難題。
[0005]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，包括至少一個(gè)盲文點(diǎn)字觸摸單元，其中，盲文點(diǎn)字觸摸單元由6個(gè)觸點(diǎn)按三行兩列方式排列封裝組成，每個(gè)觸點(diǎn)均包括自下而上依次設(shè)置的支撐板、第一電極、IPMC驅(qū)動(dòng)器、第二電極、VHB薄膜和蓋板。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述支撐板為硬質(zhì)圓形薄板，硬質(zhì)圓形薄板的厚度為0.5mm-lmm0
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述第一電極和第二電極均為帶有側(cè)耳的環(huán)狀電極片，設(shè)置在支撐板的上下兩個(gè)端部。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述IPMC驅(qū)動(dòng)器為圓形片，包括靠近外周部分的邊緣約束區(qū)和其他部分的自由區(qū)，邊緣約束區(qū)置于兩個(gè)環(huán)狀電極片之間。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述VHB薄膜為圓形膜。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述蓋板為硬質(zhì)環(huán)形薄板，下端與VHB薄膜粘合，并覆蓋在IPMC驅(qū)動(dòng)器上;將蓋板邊緣粘合在支撐板的邊緣，蓋板下端的VHB薄膜距支撐板的距離不大于兩片電極與IPMC驅(qū)動(dòng)器的厚度之和。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述的盲文點(diǎn)字觸摸單元中各觸點(diǎn)的電極互相隔離，各個(gè)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]本發(fā)明采用的IPMC驅(qū)動(dòng)器是一種人工肌肉材料，由于其較低的驅(qū)動(dòng)電壓能產(chǎn)生較大的位移變形，所以常常作為驅(qū)動(dòng)材料。IPMC的變形機(jī)理:當(dāng)對(duì)IPMC厚度方向施加電壓時(shí)，IPMC會(huì)產(chǎn)生較大的變形，向陽(yáng)極彎曲；相反，當(dāng)IPMC受到彎曲變形時(shí)，IPMC也會(huì)在厚度方向產(chǎn)生電壓。這樣，IPMC是一個(gè)力電耦合系統(tǒng)。
[0015]因此，本發(fā)明利用IPMC驅(qū)動(dòng)器的力電耦合性能，本發(fā)明不僅可以顯示盲文，同時(shí)可以作為盲文輸入裝置。本發(fā)明符合盲文點(diǎn)字的構(gòu)造規(guī)則和盲人的使用習(xí)慣，結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，外部只需常用的芯片控制，就可實(shí)現(xiàn)盲文的快速生成和更新。
【附圖說(shuō)明】
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[0016]圖1為本發(fā)明盲文觸摸屏裝置中一個(gè)盲文點(diǎn)字觸摸單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中標(biāo)出的7為其中一個(gè)觸點(diǎn)。
[0017]圖2為一個(gè)觸點(diǎn)分解后各組成部分的示意圖。
[0018]圖3為未通電時(shí)一個(gè)觸點(diǎn)的側(cè)面不意圖。
[0019]圖4為通電時(shí)一個(gè)觸點(diǎn)的側(cè)面示意圖。
其中，I為支撐板;2第一電極、4為第二電極;3為IPMC驅(qū)動(dòng)器;5為VHB薄膜;6為蓋板;7為觸點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
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[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]參考圖1，本發(fā)明基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，包括至少一個(gè)盲文點(diǎn)字觸摸單元，其中，盲文點(diǎn)字觸摸單元由6個(gè)觸點(diǎn)7按三行兩列方式排列封裝組成，每個(gè)觸點(diǎn)7均包括自下而上依次設(shè)置的支撐板1、第一電極2、IPMC驅(qū)動(dòng)器3、第二電極4、VHB薄膜5和蓋板6。
[0022]其中，所述支撐板為一硬質(zhì)圓形薄板，所述第一電極2和第二電極4均為帶有側(cè)耳的環(huán)狀電極片，設(shè)置在支撐板的上下兩個(gè)端部，所述IPMC驅(qū)動(dòng)器3為圓形片，包括靠近外周部分的邊緣約束區(qū)和其他部分的自由區(qū)，邊緣約束區(qū)置于兩個(gè)環(huán)狀電極片之間，所述VHB薄膜5為圓形膜，所述蓋板6為硬質(zhì)環(huán)形薄板，下端與VHB薄膜5粘合，并覆蓋在IPMC驅(qū)動(dòng)器上；將蓋板邊緣粘合在支撐板的邊緣，蓋板下端的VHB薄膜距支撐板的距離不大于兩片電極與IPMC驅(qū)動(dòng)器3的厚度之和，所述的盲文點(diǎn)字觸摸單元中各觸點(diǎn)的電極互相隔離，各個(gè)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制。
[0023]參考圖2和圖3，將圖2中的1-6依次從下而上放置，經(jīng)過(guò)配合得到圖3中的觸點(diǎn)。
[0024]參考圖3和圖4，當(dāng)觸點(diǎn)通電后IPMC驅(qū)動(dòng)器向上彎曲，為工作狀態(tài)。其中，對(duì)IPMC厚度方向施加電壓時(shí)，IPMC會(huì)產(chǎn)生較大的變形，向陽(yáng)極彎曲；相反，當(dāng)IPMC受到彎曲變形時(shí)，IPMC也會(huì)在厚度方向產(chǎn)生電壓。本發(fā)明所用到的IPMC驅(qū)動(dòng)器是中間自由，邊緣約束的，所以產(chǎn)生的變形會(huì)是中間自由區(qū)域彎曲，從而實(shí)現(xiàn)覆蓋在上面的薄膜拱起或平整，直接體現(xiàn)在觸覺(jué)上。本發(fā)明利用IPMC的特殊性能，并利用巧妙而簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了盲人觸摸與輸入按鍵的一種設(shè)計(jì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，其特征在于，包括至少一個(gè)盲文點(diǎn)字觸摸單元，其中，盲文點(diǎn)字觸摸單元由6個(gè)觸點(diǎn)(7)按三行兩列方式排列封裝組成，每個(gè)觸點(diǎn)(7)均包括自下而上依次設(shè)置的支撐板(1)、第一電極(2)、IPMC驅(qū)動(dòng)器(3)、第二電極(4)、VHB薄膜(5)和蓋板(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，其特征在于，所述支撐板為硬質(zhì)圓形薄板，硬質(zhì)圓形薄板的厚度為0.3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，其特征在于，所述第一電極(2)和第二電極(4)均為帶有側(cè)耳的環(huán)狀電極片，設(shè)置在支撐板的上下兩個(gè)端部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，其特征在于，所述IPMC驅(qū)動(dòng)器(3)為圓形片，包括靠近外周部分的邊緣約束區(qū)和其他部分的自由區(qū)，邊緣約束區(qū)置于兩個(gè)環(huán)狀電極片之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，其特征在于，所述VHB薄膜(5)為圓形膜。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，其特征在于，所述蓋板(6)為硬質(zhì)環(huán)形薄板，下端與VHB薄膜(5)粘合，并覆蓋在IPMC驅(qū)動(dòng)器上;將蓋板邊緣粘合在支撐板的邊緣，蓋板下端的VHB薄膜距支撐板的距離不大于兩片電極與IPMC驅(qū)動(dòng)器(3)的厚度之和。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IPMC驅(qū)動(dòng)的盲文觸摸屏裝置，其特征在于，所述的盲文點(diǎn)字觸摸單元中各觸點(diǎn)的電極互相隔離，各個(gè)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制。
【文檔編號(hào)】G06F3/041GK106057028SQ201610332837
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】陳花玲, 董鵬飛, 卞長(zhǎng)生, 張弛
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)