BG66734B1

BG66734B1 - Braille display

Info

Publication number: BG66734B1
Application number: BG111638A
Authority: BG
Inventors: Неделчев Карастоянов Димитър; Стоянов Ячев Иван; Лалов Хинов Кръстьо; Славеев Балабозов Йоско
Original assignee: Институт По Информационни И Комуникационни Технологии При Бан
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2018-09-17
Also published as: BG111638A; WO2015077846A1

Abstract

The Braille display represents a grid (14) with openings on a base (1) below with an electromagnetic matrix, consisting of an external magnetic core (2), winding coils (3 and 5) with magnetic cores (4 and 6), and a non-magnetic needle (9), carried by a non-magnetic body (7) movable in the area between the winding coils (4 and 9) with an axially magnetized permanent magnet (8) with ferromagnetic washers (10 and 11) on its two sides (above and below), respectively with cylindrical poles (12) for the magnetic core (4) and a ferromagnetic washer (10), and with conical poles (13) for the magnetic core (6) and the ferromagnetic washer (11), as above the electromagnets there is a grid with openings (14) (Braille display) through which the needles (9) pass. The Braille Display finds application in creating an assisted text/graphical computer interface for people with visual impairments.

Description

Област на техникатаField of technology

Изобретението се отнася до Брайлов дисплей, по-специално тактилна матрица, който ще намери приложение за създаване на помощен компютърен интерфейс при хора със зрителни увреждания.The invention relates to a Braille display, in particular a tactile matrix, which will find application for creating an auxiliary computer interface for people with visual impairments.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е Брайлов компютърен монитор [1], представляващ матрица, състояща се от основа с вертикални отвори, през които минават подвижни елементи, представляващи подвижни игли с гъвкава корда. Движението нагоре и надолу на иглата се осъществява посредством двигател чрез електромеханично двупосочно задвижване, което повдига иглата отдолу, а задържането й в позиция става чрез гъвкавата корда. Така групите “двигател-игла-корда” са разпределени в клетки от по 8 елемента - 2 стълба с по 4 игли. Всяка група може да представи един буквено/цифров символ, който се усеща тактично от човек с увредено зрение.A Braille computer monitor [1] is known, which is a matrix consisting of a base with vertical openings through which movable elements representing movable needles with a flexible cord pass. The up and down movement of the needle is carried out by means of a motor by means of an electromechanical two-way drive, which raises the needle from below and holds it in position by means of a flexible cord. Thus, the groups "motor-needle-cord" are divided into cells of 8 elements - 2 ladders with 4 needles. Each group can present an alphanumeric symbol that is tactfully sensed by a visually impaired person.

Недостатък на Брайловия компютърен монитор е използването на множество подвижни игли със сложно задвижване за създаване на необходимото тактилно усещане, което сериозно оскъпява устройството.A disadvantage of the Braille computer monitor is the use of many movable needles with a complex drive to create the necessary tactile sensation, which seriously increases the cost of the device.

Освен това недостатък е и възможността за образуване само на буквено-цифрови символи във всяка група от 8 игли.In addition, the disadvantage is the ability to form only alphanumeric characters in each group of 8 pins.

Друг недостатък е и липсата на обща връзка между всички игли поради обособеността на всяка група от 8 игли като отделен символ.Another disadvantage is the lack of a common connection between all the needles due to the distinctiveness of each group of 8 needles as a separate symbol.

Освен това недостатък е и наличието на сравнително сериозната маса на иглата в задвижващата система, изискваща по-голяма енергия за задвижване.In addition, the disadvantage is the presence of a relatively serious mass of the needle in the drive system, requiring more energy to drive.

Недостатък е и усложнената конструкция, както и неудобната за реализация технология, при което поради подвижността на иглите е необходима настройка.A disadvantage is the complicated construction, as well as the inconvenient technology, which due to the mobility of the needles requires adjustment.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задачата на изобретението е да се създаде Брайлов дисплей с опростена конструкция и лесна за реализация технология, с подобрени статични, динамични и енергийни характеристики, както и да има обща връзка между всички подвижни елементи, разширен обхват на тактилна обратна връзка и високоефективно с нисък разход на електроенергия задвижване.The object of the invention is to create a Braille display with a simple design and easy to implement technology, with improved static, dynamic and energy characteristics, as well as to have a common connection between all movable elements, extended range of tactile feedback and high efficiency with low cost. electricity drive.

Задачата на изобретението е решена с Брайлов дисплей, представляващ матрица, състояща се от основа с неподвижно закрепени върху нея електромагнити, включващи външен цилиндричен магнитопровод, в който са поместени намотка с магнитопровод, затварящ от горната страна цилиндричния магнитопровод, и намотка с магнитопровод, затварящ цилиндричния магнитопровод от долната страна, като магнитопроводите с намотки са с осеви отвори, а в пространството между намотките е разположено подвижно немагнитно цилиндрично тяло, носещо цилиндричен аксиално намагнитен постоянен магнит и немагнитна игла, минаваща осево през постоянния магнит и осевите отвори на магнитопроводите, като от горната страна на постоянния магнит е разположена феромагнитна шайба с осев отвор, а от долната му страна е разположена феромагнитна шайба с осев отвор, при което горната шайба и горният магнитопровод са с цилиндрични полюси, а долната шайба и долният магнитопровод са с конични полюси, като над електромагнитите е поставена решетка с отвори, през които преминават иглите.The object of the invention is solved by a Braille display, which is a matrix consisting of a base with electromagnets fixedly fixed on it, comprising an external cylindrical magnetic conductor in which a coil with a magnetic conductor closing the cylindrical magnetic conductor and a coil with the magnetic conductor are placed. magnetic conductor on the lower side, as the magnetic conductors with windings have axial holes, and in the space between the windings there is a movable non-magnetic cylindrical body bearing a cylindrical axially magnetized permanent magnet and a non-magnetic needle passing axially through the permanent magnetic magnet, a ferromagnetic washer with an axial hole is located on the side of the permanent magnet, and a ferromagnetic washer with an axial hole is located on its lower side, where the upper washer and the upper magnetic conductor have cylindrical poles and the lower washer and the lower magnetic conductor have conical poles. electromagnets is placed resh ethka with holes through which the needles pass.

Електромагнитите могат да се разполагат в матрицата както в един ред, така и на два, три и повече реда един до друг с отместване по две оси (х и у) и различна дължина на подвижните игли по третата ос (z), така че се припокриват и заемат по-малко място в матрицата, като върховете на иглите са в една равнина - равнината на решетката с отвори на Брайловия дисплей.The electromagnets can be arranged in the matrix both in one row and in two, three or more rows next to each other with offset on two axes (x and y) and different lengths of the movable needles on the third axis (z), so that they overlap and take up less space in the matrix, with the tips of the needles in one plane - the plane of the grid with holes in the Braille display.

Предимство на изобретението е, че за задържането на иглите в крайните им положения не е необходимо външно захранване, тъй като то се осигурява от постоянния магнит.An advantage of the invention is that no external power supply is required to hold the needles in their end positions, as this is provided by the permanent magnet.

Друго предимство е липсата на допълнителни пружини, което дава възможност за много точно контролиране на подаваното усилие за реализиране на тактилната обратна връзка.Another advantage is the lack of additional springs, which allows for very precise control of the effort to realize the tactile feedback.

Предимство е и импулсното захранващо напрежение, с което се постига изключително нисък разходAn advantage is the switching supply voltage, which achieves extremely low consumption

103 Описания на издадени патенти за изобретения № 10.1/15.10.2018 на електроенергия (само за преместване на иглата от едното до другото крайно положение), по-ефективно използване на вложените материали и намаляване на размерите на матрицата.103 Descriptions of issued patents for inventions № 10.1 / 15.10.2018 of electricity (only for moving the needle from one end position to the other), more efficient use of the input materials and reduction of the dimensions of the matrix.

Предимство на изобретението са изключително ниските електрически и механични времеконстанти, в резултат на което скоростните и динамичните му характеристики са много добри.The advantage of the invention is the extremely low electrical and mechanical time constants, as a result of which its speed and dynamic characteristics are very good.

Освен това предимство е и значително разширеният обхват на реализуемата тактилна обратна връзка вследствие на това, че всички електромагнити могат да се управляват едновременно и синхронно, което дава възможност на оператора за по-реалистично и близко до действителността тактилно възприятие.In addition, the advantage is the significantly expanded range of feasible tactile feedback due to the fact that all electromagnets can be controlled simultaneously and synchronously, which allows the operator for a more realistic and close to reality tactile perception.

Друго предимство е възможността освен букви и цифри, на тактилната (Брайлова) матрица да се изписват графични символи (корен, интеграл), изображения на икони, цели картини при по-голяма матрица и др.Another advantage is the possibility, in addition to letters and numbers, to write graphic symbols (root, integral), images of icons, whole pictures with a larger matrix, etc. on the tactile (Braille) matrix.

Също така предимство е и изключително високата точност на позициониране на иглите и стабилността на задържащите ги сили в крайните им положения.Another advantage is the extremely high accuracy of positioning the needles and the stability of the forces holding them in their extreme positions.

Друго предимство е, че избраният начин на задвижване се отличава с изключителната си надеждност и безотказна работа и не се нуждае от допълнителни настройки и обслужване.Another advantage is that the chosen mode of drive is characterized by its exceptional reliability and trouble-free operation and does not require additional settings and maintenance.

Предимство е и удобната за реализация на матрицата технология.The technology convenient for realization of the matrix is also an advantage.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures

За по-голяма яснота приложените фигури представят:For greater clarity, the attached figures present:

фигура 1 - разположението на електромагнитите в матрицата;figure 1 - the location of the electromagnets in the matrix;

фигура 2 - напречен разрез на един елемент от матрицата.figure 2 - cross section of an element of the matrix.

Пример за изпълнение на изобретениетоAn embodiment of the invention

Съгласно примерното изпълнение на Брайловия дисплей представлява матрица, състояща се от основа 1 с неподвижно закрепени върху нея електромагнити, включващи външен цилиндричен магнитопровод 2, в който са поместени намотка 3 с магнитопровод 4, затварящ от горната страна цилиндричния магнитопровод 2, и намотка 5 с магнитопровод 6, затварящ цилиндричния магнитопровод 2 от долната страна, като магнитопроводите 4 и 6 с намотките 3 и 5 са с осеви отвори, а в пространството между намотките 3 и 5 е разположено подвижно немагнитно цилиндрично тяло 7, носещо цилиндричен аксиално намагнитен постоянен магнит 8 и немагнитна игла 9, минаваща осево през постоянния магнит 8 и осевите отвори на магнитопроводите 4 и 6, като от горната страна на постоянния магнит 8 е разположена феромагнитна шайба 10 с осев отвор, а от долната му страна е разположена феромагнитна шайба lie осев отвор, при което горната шайба 10 и горният магнитопровод 4 са с цилиндрични полюси 12, а долната шайба 11 и долният магнитопровод 6 са с коничии полюси 13, като над електромагнитите е поставена решетка с отвори 14, през които преминават иглите 9.According to an exemplary embodiment, the Braille display is a matrix consisting of a base 1 with electromagnets fixed on it, comprising an external cylindrical magnetic conductor 2, in which a coil 3 with a magnetic conductor 4 enclosing the cylindrical magnetic conductor 2 and a coil 5 with a magnetic conductor are placed. 6, closing the cylindrical magnetic conductor 2 on the lower side, the magnetic conductors 4 and 6 with the windings 3 and 5 having axial holes, and in the space between the windings 3 and 5 is a movable non-magnetic cylindrical body 7 carrying a cylindrical axially magnetized permanent magnet. a needle 9 passing axially through the permanent magnet 8 and the axial holes of the magnetic conductors 4 and 6, as on the upper side of the permanent magnet 8 is a ferromagnetic washer 10 with an axial hole, and on its lower side is a ferromagnetic washer lie axial hole, where the upper washer 10 and the upper magnetic conductor 4 have cylindrical poles 12, and the lower washer 11 and the lower magnetic conductor of 6 have conical poles 13, and above the electromagnets is placed a grid with holes 14 through which the needles 9 pass.

Електромагнитите могат да се разполагат в матрицата както в един ред, така и на два, три и повече реда с отместване по две оси (х и у) и различна дължина на подвижните игли 9 по третата ос (z), така че се припокриват и заемат по-малко място в матрицата, като върховете на иглите 9 са в една равнина с равнината на решетката с отвори 12 на Брайловия дисплей.The electromagnets can be arranged in the matrix both in one row and in two, three or more rows with offset on two axes (x and y) and different lengths of the movable needles 9 on the third axis (z), so that they overlap and occupy less space in the matrix, as the tips of the needles 9 are flush with the plane of the grid with holes 12 in the Braille display.

Използване на изобретениетоUse of the invention

Изобретението се използва по следния начин.The invention is used as follows.

При подаване към намотките 3 и 5 на кратък напрежителен импулс с положителна полярност немагнитната игла 9, неподвижно свързана с немагнитното тяло 7, носещо постоянния магнит 8 с феромагнитните шайби 10 и 11, се придвижва в посока нагоре до достигане на съответната феромагнитна шайба 10 до полюса 12 на магнитопровода 4 и се задържат в това горно положение след отпадане на импулса от силите на привличане между постоянния магнит 8 и магнитопровода 4, като иглата 9 се подава над решетката 14 с отвори на Брайловия дисплей. При подаване към намотките 3 и 5 на кратък напрежителен импулс с обратна полярност немагнитната игла 9 се придвижва надолу до достигане на феромагнитна шайба 11 до полюса 13 на магнитопровода 6 и се задържа в това долно положение след отпадане на импулса от силите на привличане между постоянния магнит 8 и магнитопровода 6, като иглата 9 не се подава над решетката 14 с отвори на Брайловия дисплей.When a short voltage pulse of positive polarity is applied to the windings 3 and 5, the non-magnetic needle 9 fixedly connected to the non-magnetic body 7 carrying the permanent magnet 8 with the ferromagnetic washers 10 and 11 moves upwards until the corresponding ferromagnetic washer 10 is reached. 12 of the magnetic conductor 4 and remain in this upper position after the pulse is dropped by the forces of attraction between the permanent magnet 8 and the magnetic conductor 4, as the needle 9 is fed over the grid 14 with holes in the Braille display. When a short voltage pulse of reverse polarity is applied to the windings 3 and 5, the non-magnetic needle 9 moves downwards until the ferromagnetic washer 11 reaches the pole 13 of the magnetic conductor 6 and remains in this lower position after the pulse drops from the forces of attraction between the constant magnet. 8 and the magnetic conductor 6, the needle 9 not extending above the grille 14 with openings in the Braille display.

104104

Описания на издадени патенти за изобретения № 10.1/15.10.2018Descriptions of issued patents for inventions № 10.1 / 15.10.2018

Всички електромагнити се управляват едновременно и синхронизирано, така че чрез иглите 9 да се получи общ образ - текст или графика върху цялата матрица.All electromagnets are controlled simultaneously and synchronously, so that the needles 9 to obtain a common image - text or graphics on the entire matrix.

Човекът с увредено зрение усеща чрез докосване само тези игли 9, които се подават над решетката 14 с отвори на Брайловия дисплей, тъй като постоянните им магнити 8 са в горно положение.The visually impaired person can feel by touch only those needles 9, which extend above the grille 14 with holes in the Braille display, because their permanent magnets 8 are in the upper position.

Електромагнитите могат да се разполагат в матрицата както в един ред, така и на два, три и повече реда един до друг с отместване по две оси (х и у) и различна дължина на подвижните игли 9 по третата ос (z), така че се припокриват и заемат по-малко място в матрицата, като върховете на иглите 9 са в една равнина с равнината на решетката 14 с отвори на Брайловия дисплей.The electromagnets can be arranged in the die both in one row and in two, three or more rows next to each other with offset on two axes (x and y) and different lengths of the movable needles 9 on the third axis (z), so that overlap and take up less space in the matrix, the tips of the needles 9 being flush with the plane of the grid 14 with holes in the Braille display.

Claims

Patent claims

Braille display, representing a matrix consisting of a base (1), needles (9) and coils (3 and 5), characterized in that electromagnets comprising an external cylindrical magnetic conductor are fixedly fixed on the base (1) ) in which a coil (3) with a magnetic conductor (4) closing the cylindrical magnetic conductor (2) and a coil (5) with a magnetic conductor (6) closing the cylindrical magnetic conductor (2) on the lower side are placed, such as the magnetic conductors (4). and 6) have axial holes, and in the space between the windings (3 and 5) there is a movable non-magnetic cylindrical body (7) carrying a cylindrical permanent magnet (8) and a non-magnetic needle (9). passing axially through the permanent magnet (8) and the axial holes of the magnetic conductors (4 and 6), as on the upper side of the permanent magnet (8) there is a ferromagnetic washer (10) with an axial hole, and on its lower side there is a ferromagnetic washer 11) with an axial hole, where the ferromagnetic washer (10) and the magnetic conductor (4) have cylindrical poles (12), and the ferromagnetic washer (11) and the magnetic conductor (6) have conical poles (13), and is placed above the electromagnets. lattice with holes (14).

Braille display according to Claim 1, characterized in that the electromagnets can be arranged in the matrix both in one row and in two or more rows with offset along the axes (x and y) and different lengths of the needles (9). along the third axis (z) so that they overlap, the tips of the needles (9) being flush with the plane of the grid (14).