УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФНО-ТОЧЕЧНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Полезная модель относится к области тифлотехники, в частности к устройствам для формирования рельефно-точечного изображения.
Предлагаемое устройство для формирования рельефно-точечного изображения может использоваться в качестве дисплея ЭВМ для вывода рельефно - точечных изображений, а также символов в коде Брайля. В настоящее время для работы слабовидящего или слепого человека (оператора) на ЭВМ используют системы считывания экранной информации совместно с устройством для формирования рельефно-точечного изображения. Система считывания экранной информации преобразует символы визуального изображения, отображенные на экране монитора ЭВМ^ в управляющие сигналы, которые формируют плоское или выпуклое положение точек на устройстве для формирования рельефно-точечного изображения.
Известно устройство для набора рельефно-точечного изображения, содержащее матрицы с соосно расположенными отверстиями, в которых размещены пуансоны со сферическими головками и орган управления пуансонами (авторское свидетельство СССР №1207806, кл. В 41 J 3/32, 30.06.1986).
Недостатком известного устройства является низкое быстродействие из-за отсутствия возможности автоматического набора информации, поступающей по каналу связи, считанной с внешнего носителя информации или ЭВМ.
Известно также устройство для формирования рельефно-точечного изображения, выбранное в качестве ближайшего аналога (прототипа), содержащее матрицы с соосно расположенными отверстиями, в которых
размещены пуансоны со сферическими головками, орган управления пуансонами и блок управления пуансонами, при этом орган управления пуансонами включает в себя электромагнитный привод каждого пуансона, состоящий из гильзы, на верхнюю и нижнюю части которой намотаны катушки электромагнита, причем выводы катушек электромагнита имеют электрическую связь с блоком управления пуансонами (патент РФ №2142881, МПК 6 В 41 J 3/38, опубл. 20.12.1999).
Недостатком ближайшего аналога является высокая сложность и недостаточная надежность устройства, обусловленные наличием в устройстве пуансона, нижняя часть которого выполнена из предварительно намагниченного магнитотвердого материала, что усложняет технологию его изготовления, а также ухудшением магнитных свойств магнитотвердого материала со временем. Кроме того, в известном устройстве возможна потеря рельефно-точечной информации при случайном нажатии на пуансоны с усилием выше допустимого, что снижает достоверность считывания информации.
Целью полезной модели является упрощение устройства, повышение его надежности и достоверности считывания информации путем введения дугообразного пружинного элемента, обеспечивающего фиксацию каждого пуансона в нижнем или верхнем положении, а также за счет введения электрической блокировки положения пуансонов.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования рельефно-точечного изображения, содержащее матрицы с соосно расположенными отверстиями, в которых размещены пуансоны со сферическими головками, орган управления пуансонами и блок управления пуансонами, при этом орган управления пуансонами включает в себя электромагнитный привод каждого пуансона, состоящий из гильзы, на верхнюю и нижнюю части которой намотаны катушки электромагнита, причем выводы катушек электромагнита имеют электрическую связь с блоком управления пуансонами, введены две контактные группы и дугообразный
пружинный элемент, жестко соединенный с нижним концом пуансона, контактные группы расположены в области нижней и верхней частей пуансона, причем контактная группа, расположенная в области нижней части пуансона электрически подключена к катушке электромагнита, намотанной на верхний конец гильзы, а контактная группа, расположенная в области верхней части пуансона, электрически подключена к катушке электромагнита, намотанной на нижний конец гильзы, при этом верхняя и нижняя части пуансона выполнены из диамагнитного электропроводящего материала, а его средняя часть выполнена из магнитомягкого материала.
Предлагаемая полезная модель представлена на чертеже.
Устройство для формирования рельефно - точечного изображения содержит матрицы 1, 2 и 3 с соосно расположенными отверстиями 4, 5 и 6, в которых размещены пуансоны 7, состоящие из верхней части 8, средней части 9 и нижней части 10. В отверстии 5 матрицы 2 установлена гильза 11, на оба конца которой намотаны катушки первого электромагнита 12 и второго электромагнита 13, в отверстии 6 матрицы 3 расположен дугообразный пружинный элемент 14, жестко связанный с пуансоном 7. В области верхней части пуансонов 7 расположена первая контактная группа 15, а в области нижней части пуансонов 7 - вторая контактная группа 16. Катушки первого электромагнита 12 и второго электромагнита 13, первая контактная группа 15 и вторая контактная группа 16 связаны электрическими цепями с блоком управления пуансонами 17. На чертеже эти электрические цепи имеют условные обозначения HI, L1, О, L2, Н2. Верхняя часть пуансонов 7 заканчивается сферической головкой пуансонов 18.
Верхняя и нижняя части 8 и 10 пуансонов 7 выполнены из электропроводящего диамагнитного материала, например, алюминия, а средняя часть 9 пуансонов 7 - из магнитомягкого материала. Гильза 11 изготовлена из диамагнитного материала.
Устройство для формирования рельефно-точечного изображения работает следующим образом.
В исходном состоянии пуансоны 7 находятся в нижнем положении и удерживаются в нем с помощью пружинного элемента 14, который в этом случае выгнут вниз. При необходимости перевести пуансоны 7 в верхнее положение из блока управления пуансонами 17 поступает по цепи H1 электрический ток. Электрический ток сначала проходит через вторую контактную группу 16, которая замкнута нижней частью 10 пуансона 7, а затем через катушку второго электромагнита 13. Этот электромагнит создает магнитный поток, который взаимодействует со средней частью 9 пуансона 7 и втягивает пуансон 7. Паунсон 7 перемещается в верхнее положение, и сферическая головка пуансона 18 начинает выступать над поверхностью матрицы 1, выполняя набор рельефно-точечного изображения. При этом пружинный элемент 14 выгинается вверх и фиксирует пуансон 7 в верхнем положении. Одновременно прерывается прохождение электрического тока через вторую контактную группу 16 и катушка второго электромагнита 13 обесточивается. При этом замыкается первая контактная группа 15, однако в данный момент ток через нее не проходит.
Оператор воспринимает информацию с набранного рельефно-точечного изображения путем осязательного контакта кончиков пальцев с поверхостью матрицы 1 и сферическими головками пуансонов 18. В случае давления кончиков пальцев оператора на сферическую головку пуансонов 18, расположенную над поверхностью матрицы 1, с усилием выше допустимого, возможно ошибочное срабатывание пружинного элемента 14 и перемещение пуансона 7 в нижнее положение. При этом цепь электропитания катушки второго электромагнита 13 восстанавливается через контактную группу 16 и пуансон 7 опять возвращается в верхнее положение. Таким образом осуществляется электрическая блокировка "правильного" положения пуансона 7.
При необходимости перевести пуансон 7 в нижнее положение блок управления пуансонами 17 подает электрический ток по цепи L2. Электрический ток сначала проходит через первую контактную группу 15, которая замкнута верхней частью 8 пуансона 7, а затем через катушку первого электромагнита 12. Этот электромагнит создает магнитный поток, который взаимодействует со средней частью 9 пуансона 7 и втягивает пуансон 7. Паунсон 7 перемещается в нижнее положение, и сферическая головка пуансона 18 переходит в утопленное состояние под поверхностью матрицы 1. При этом дугообразный пружинный элемент 14 выгинается вниз, пуансон 7 фиксируется в нижнем положении, и цепь электропитания катушки первого электромагнита 12 через первую контактную группу 15 прерывается. Осуществляется сброс набранной информации рельефно-точечного изображения.
Важной характеристикой предлагаемого устройства является разрешающая способность рельефно-точечного изображения, которую оценивают количеством точек, приходящихся на один дюйм поверхности изображения. Разрешающая способность определяется линейными размерами устройства (межцентровое расстояние между соседними пуансонами). Линейные размеры устройства в горизонтальной плоскости задаются в первую очередь размером дугообразного пружинного элемента 14. Для надежного считывания рельефно-точечного изображения оператором необходимо превышение сферической головки пуансона 7 над матрицей 1 не менее, чем на величину h=0,55 мм. В одном из своих крайних положений (выгнутом вверх или вниз) дугообразный пружинный элемент 14 составляет с горизонтальной плоскостью угол φ=15°. В этом случае размеры дугообразного пружинного элемента 14 в проекции на горизонтальную плоскость, составят примерно величину х=h/tg(φ)=2,1 мм. Поэтому разрешающая способность рельефно-точечного изображения будет примерно равна 1 точка/дюйм, что вполне
достаточно для набора различных рельефно-точечных изображений, в частности символов в коде Брайля.
В предлагаемом устройстве для формирования рельефно-точечного изображения, в отличие от ближайшего аналога, не используют детали из магнитотвердого материала, что упрощает предлагаемое устройство, делает его более технологичным в изготовлении. Также предлагаемое устройство имеет более высокую надежность работы за счет введения электрической блокировки пуансона в его нижнем или в верхнем положениях. Кроме того, предлагаемое устройство является более энергосберегающим за счет прерывания (отключения) электропитания после перехода пуансона в одно из своих крайних (устойчивых) положений.
Достигаемым техническим результатом предлагаемого устройства является его упрощение, повышение надежности работы и достоверности считывания информации.