專利名稱：一種盲人識字輔助裝置及其運行方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種識字輔助裝置及其運行方法，特別涉及ー種盲人識字輔助裝置及其運行方法。
背景技術：
現有的盲人識字輔助裝置大致有以下幾種
IX傳統(tǒng)的盲人字帖。如申請?zhí)枮?9203092. 7的專利《盲人識字卡》。這種方法將盲文印制在卡紙上，構成ー套完整的字帖，盲人通過直接觸摸字帖上突起的盲文來識字。這種 方式的主要缺點在于字帖不可重復利用，另外，當盲人觸摸字帖盲文吋，由于無法做到語音 同步，需要他人輔助提示盲文的意義，達不到無人輔助、自主學習的效果。2〉.電磁螺線管的實現方式。根據顯示器的分辨率需要，即按照像素點的數量制作等量的針狀物，利用電磁螺線管來控制每個針狀物，當該像素點處有黑色字跡時，控制該處的針狀物向上突起。本方案的不足主要在于所需的電磁螺線管的數量較多，當像素點較多時不太可行，且耗電量較大。3〉.采用高新材料制作盲人顯示器，完成盲文突起。目前還有ー種盲人顯示器的實現方案，跟其它資源結合起來可以達到盲人識字輔助裝置的效果。該種顯示器的實現方法是利用特殊材料，令其在電場的刺激下，有字跡的地方可以發(fā)生形變造成突起，從而供盲人觸摸識別。其主要缺點在于價格昂貴，目前無法大量推廣。

發(fā)明內容
針對上述現有盲人識字輔助裝置存在的缺點，本發(fā)明提出ー種盲人識字輔助裝置及其運行方法。本發(fā)明所采用的技術方案如下?！N盲人識字輔助裝置，其包括控制芯片、盲人顯示器，盲人顯示器的工作由所述控制芯片控制，所述盲人顯示器包括孔板、針板和針板升降裝置；孔板上設有通孔，針板位于孔板的下方，且孔板上每ー個通孔的下方均有一個針狀物，針狀物安裝在針板上，所述針板升降裝置用于控制針狀物的上升和下降；所述孔板的正面供盲人觸摸識別字跡，孔板的背面設置有用于控制通孔開閉狀態(tài)的開關裝置，每個通孔配有一個開關裝置，當通孔為開狀態(tài)時，通孔下方的針狀物上端可以穿過孔板，當通孔為閉狀態(tài)時，通孔下方的針狀物上端無法穿過孔板；控制芯片讀取盲文，控制盲人顯示器將文字通過針狀物突起的方式顯示出來；所述孔板上的通孔呈行列式排布，每ー個針狀物是否穿過通孔代表該處是否有盲文的凸點。進ー步的，所述盲人識字輔助裝置還包括機械臂裝置，機械臂裝置包括Y軸電機、X軸電機和撥動裝置，Y軸電機軸上連接有Y軸蝸桿，Y軸蝸桿上設置有Y軸蝸桿滑塊，Y軸蝸桿滑塊上方固接有X軸電機，X軸電機的電機齒輪與X軸滑條上的齒嚙合，X軸滑條的最右端設置有用于撥動所述開關裝置的撥動裝置，撥動裝置在所述Y軸電機和X軸電機的驅動下作ニ維運動，Y軸電機和X軸電機的工作由所述控制芯片控制。進ー步的，所述開關裝置包括限位槽和能在限位槽中滑動的滑動塊，當滑動塊向通孔的圓心方向滑動時，遮擋住通孔，則開關裝置關閉；當滑動塊向遠離通孔的圓心方向滑動時，開關裝置即打開；滑動塊的移動由所述撥動裝置撥動產生。進ー步的，所述滑動塊在其滑動方向上的兩端寬度大于限位槽寬度，保證滑動塊不會完全滑出限位槽并脫落；所述行列式排布中的行與滑動塊滑動方向垂直。進ー步的，所述針狀物下端通過針板彈簧安裝在針板上。進ー步的，撥動裝置在所述X軸電機和Y軸電機的帶動下能對任ー滑動塊進行撥動，當撥動裝置位于兩行通孔之間吋，能對其中一行通孔中需打開的通孔進行打開操作，同時能另一行通孔中需關閉的通孔進行關閉操作。 進ー步的，所述撥動裝置包括電機、蝸桿、滑塊和撥動桿，電機軸上固接有蝸桿，蝸桿上設置滑塊，滑塊與撥動桿固接，撥動裝置的電機的工作由所述控制芯片控制，當電機正反轉時，通過蝸桿帶動滑塊及撥動桿做軸向運動，開始時滑塊處于蝸桿中間位置，在電機的驅動下，滑塊能沿蝸桿軸向作移動，并使撥動桿末端撥動孔板上開關裝置的滑動塊，實現對孔板上通孔的開閉動作。進ー步的，所述盲人識字輔助裝置還包括SD卡、智能語音發(fā)聲模塊、行列式鍵盤，所述SD卡、智能語音發(fā)聲模塊、行列式鍵盤分別與控制芯片電連接；所述SD卡用于預先存儲盲文數據，智能語音發(fā)聲模塊用于將文字的發(fā)音報出，起到同步提示的輔助功能，行列式鍵盤用于提供重復發(fā)聲及翻頁操作。上述ー種盲人識字輔助裝置的運行方法，初始化后，控制芯片讀取盲文或圖像內容，控制盲人顯示器將文字通過針狀物突起的方式顯示出來，供盲人觸摸識別文字，并調用智能語音發(fā)聲模塊將該文字的讀音發(fā)出，通過行列式鍵盤的操作，由盲人自行控制上下翻頁，刷新顯示以及文字重復語音播放的功能。進ー步的，所述盲人顯示器的工作過程為針板升降裝置將針板下降，機械臂裝置中的撥動裝置開始根據盲文凸點的分布對孔板上的開關裝置進行操作，在有盲文凸點處，打開孔板上的開關裝置；在無盲文凸點處，則關閉孔板上的開關裝置；撥動裝置操作完畢后，針板升降裝置將針板上升，在有盲文凸點處，由于孔板上的開關裝置被打開，使針板上對應位置的針狀物可透過孔板上的通孔向上伸出；在無盲文凸點處，由于孔板上的開關裝置被關閉，阻擋針板上對應位置的針狀物通過通孔。與現有技術相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和有益效果如下
1、本發(fā)明盲人識字輔助裝置能切實達到輔助盲人識字的作用，其核心技術盲人顯示器的實現方式成本較為低廉，具備較好的擴展性；
2、同時利用微機控制技術達到盲文與語音提示的真正同步，對盲人識字起到較大的幫助。3、盲人顯示器可當獨作為ー個應用，用來顯示其它文字及圖像。


圖I為本發(fā)明的整體框架示意圖。圖2為本發(fā)明的盲人顯示器結構示意圖。
圖3為本發(fā)明的盲人顯示器的孔板結構示意圖。圖4為本發(fā)明的盲人顯示器的機械臂裝置結構示意圖。圖5為本發(fā)明的盲人顯示器的撥動裝置結構示意圖。圖6為本發(fā)明的盲人顯示器的針板改進結構示意圖。圖中示出
I一控制芯片，2一SD卡,3—盲人顯不器，4一智能語首發(fā)聲模塊，5一行列式鍵盤，6一孔 板，7—機械臂裝置，8—針板,9一針板彈簧，10一針狀物，11—Z軸電機,12—Z軸蝸桿，13—Z軸蝸桿滑塊，14一通孔,15—限位槽,16一滑動塊,17一撥動裝置運動軌跡，18—Y軸電機，19一Y軸蝸桿，20一Y軸蝸桿滑塊，21一X軸電機，22—電機齒輪，23一X軸滑條，24一撥動裝置，25一電機,26一蝸桿，27一滑塊,28一撥動桿，29一套筒。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的實施作進ー步說明，但本發(fā)明的實施和保護范圍不限于此。如附圖I所示，ー種盲人識字輔助裝置，包括控制芯片1、SD卡2、盲人顯示器3、智能語音發(fā)聲模塊4、行列式鍵盤5。所述SD卡2、盲人顯示器3、智能語音發(fā)聲模塊4、行列式鍵盤5分別與控制芯片I電連接；所述SD卡2用于預先存儲盲文數據，盲人顯示器3用于形成突起供盲人觸摸識別文字或圖像，智能語音發(fā)聲模塊4實現文本到語音的轉換，用于將文字的發(fā)音報出，起到同步提示的輔助功能，行列式鍵盤5用于提供重復發(fā)聲及翻頁操作。所述盲人顯示器3的工作由所述控制芯片I控制。如附圖2、3所示，所述盲人顯示器3包括孔板6、機械臂裝置7、針板8和針板升降裝置；孔板6上設有通孔14，針板8位于孔板6的下方，且孔板6上每ー個通孔14的下方均有一個針狀物10，針狀物10安裝在針板8上，所述針板升降裝置用于控制針狀物10的上升和下降；所述孔板6的正面供盲人觸摸識別字跡，孔板6的背面設置有用于控制通孔14開閉狀態(tài)的開關裝置，每個通孔14配有一個開關裝置，當通孔14為開狀態(tài)時，通孔14下方的針狀物10上端可以穿過孔板6，當通孔14為閉狀態(tài)時，通孔14下方的針狀物10上端無法穿過孔板6 ;所述孔板6上的通孔14呈行列式排布，每ー個針狀物10是否穿過通孔14代表該處是否有盲文的凸點。如附圖4所示，所述直角坐標系的X軸垂直于X軸電機21的軸和Y軸電機18的軸所在平面，Y軸平行于Y軸電機18的軸。所述機械臂裝置7包括Y軸電機18、X軸電機21和撥動裝置24，Y軸電機18軸上連接有Y軸蝸桿19，Y軸蝸桿19上設置有Y軸蝸桿滑塊20。Y軸蝸桿滑塊20上方固接有X軸電機21，X軸電機21的電機齒輪22與X軸滑條23上的齒嚙合。X軸滑條23的最右端設置有用于撥動所述開關裝置的撥動裝置24，撥動裝置24在所述Y軸電機18和X軸電機21的驅動下作ニ維運動，Y軸電機18和X軸電機21的工作由所述控制芯片I控制。如附圖3所示，所述開關裝置包括限位槽15和能在限位槽15中滑動的滑動塊16，當滑動塊16向通孔14的圓心方向滑動時，遮擋住通孔14，則開關裝置關閉；當滑動塊16向遠離通孔14的圓心方向滑動時，開關裝置即打開；滑動塊16的移動由所述撥動裝置24撥
動產生。
所述滑動塊16在其滑動方向上的兩端寬度大于限位槽15寬度，保證滑動塊16不會完全滑出限位槽15并脫落；所述行列式排布中的行與滑動塊16滑動方向垂直。如附圖2所示，所述針狀物10下端通過針板彈簧9安裝在針板8上。作為進一歩的改進方案，如附圖6所示，可在針板彈簧9及針狀物10外設置套筒29進行約束，保證針板彈簧9及針狀物10只沿套筒29的軸向運動，不發(fā)生擺動運動。上述撥動裝置24在所述X軸電機21和Y軸電機18的帶動下能對任ー滑動塊16進行撥動，當撥動裝置24位于兩行通孔之間吋，能對其中一行通孔中需打開的通孔進行打開操作，同時能另一行通孔中需關閉的通孔進行關閉操作。附圖3所示為ー種可行的運動方案，撥動裝置運動軌跡17為“弓”字型路線。撥動裝置24從第一行的一端向另一端運動時，能對該行通孔中需關閉的通孔進行關閉操作。按“弓”字型路線依次運動，撥動裝置24位于兩行通孔之間時，能對其中一行通孔中需打開 的通孔進行打開操作，同時能對另一行通孔中需關閉的通孔進行關閉操作。撥動裝置24從最后一行的一端向另一端運動時，能對該行通孔中需打開的通孔進行打開操作?！肮弊中涂筛鶕嶋H需求進行調整，若某些行不需要對通孔進行打開或關閉操作，則可以在行的兩端直接沿垂直于行的方向運動，不在行方向上進行操作。如附圖5所示，所述撥動裝置24包括電機25、蝸桿26、滑塊27和撥動桿28，電機25軸上固接有蝸桿26，蝸桿26上設置滑塊27，滑塊27與撥動桿28固接，撥動裝置的電機25的工作由所述控制芯片I控制，當電機25正反轉時，通過蝸桿26帶動滑塊27及撥動桿28做軸向運動，開始時滑塊27處于蝸桿26中間位置，在電機25的驅動下，滑塊27能沿蝸桿26軸向作移動，并使撥動桿28末端撥動孔板6上開關裝置的滑動塊16，實現對孔板6上通孔14的開閉動作。如附圖2所示，所述針板升降裝置包括Z軸電機11、Z軸蝸桿12、Z軸蝸桿滑塊13。Z軸蝸桿滑塊13設置于Z軸蝸桿12上,位于Z軸電機11上方。所述針板8固接于Z軸蝸桿滑塊13上方，當Z軸電機11正反轉時，可以帶動針板8上升或下降。所述Z軸電機11的工作由所述控制芯片I控制。所述智能語音發(fā)聲模塊4可采用芯片SYN6288。智能語音發(fā)聲模塊4通過串ロ通訊方式，接收文字數據，實現文本到語音的轉換；通過串ロ引腳直接與控制芯片I連接，無需電平轉換。本發(fā)明的ー種盲人識字輔助裝置的運行方法，其特征在于，初始化后，控制芯片I讀取盲文或圖像內容，控制盲人顯示器3將文字通過針狀物10突起的方式顯示出來，供盲人觸摸識別文字，并調用智能語音發(fā)聲模塊4將該文字的讀音發(fā)出，通過行列式鍵盤5的操作，由盲人自行控制上下翻頁，刷新顯示以及文字重復語音播放的功能。上述的ー種盲人識字輔助裝置的運行方法，其特征在于所述盲人顯示器3的工作過程為針板升降裝置將針板8下降，機械臂裝置7中的撥動裝置24開始根據盲文凸點的分布對孔板6上的開關裝置進行操作，在有盲文凸點處，打開孔板6上的開關裝置；在無盲文凸點處，則關閉孔板6上的開關裝置；撥動裝置24操作完畢后，針板升降裝置將針板8上升，在有盲文凸點處，由于孔板6上的開關裝置被打開，使針板8上對應位置的針狀物10可透過孔板6上的通孔14向上伸出；在無盲文凸點處，由于孔板6上的開關裝置被關閉，阻擋針板8上對應位置的針狀物10通過通孔14。從而供盲人觸摸識別，實現了盲人顯示器的功能。
權利要求
1.ー種盲人識字輔助裝置，其特征在于包括控制芯片、盲人顯示器，盲人顯示器的工作由所述控制芯片控制，所述盲人顯示器包括孔板、針板和針板升降裝置；孔板上設有通孔，針板位于孔板的下方，且孔板上每ー個通孔的下方均有一個針狀物，針狀物安裝在針板上，所述針板升降裝置用于控制針狀物的上升和下降；所述孔板的正面供盲人觸摸識別字跡，孔板的背面設置有用于控制通孔開閉狀態(tài)的開關裝置，每個通孔配有一個開關裝置，當通孔為開狀態(tài)時，通孔下方的針狀物上端可以穿過孔板，當通孔為閉狀態(tài)時，通孔下方的針狀物上端無法穿過孔板；控制芯片讀取盲文，控制盲人顯示器將文字通過針狀物突起的方式顯示出來；所述孔板上的通孔呈行列式排布，每ー個針狀物是否穿過通孔代表該處是否有盲文的凸點。
2.根據權利要求I所述的ー種盲人識字輔助裝置，其特征在于還包括機械臂裝置，機械臂裝置包括Y軸電機、X軸電機和撥動裝置，Y軸電機軸上連接有Y軸蝸桿，Y軸蝸桿上設置有Y軸蝸桿滑塊，Y軸蝸桿滑塊上方固接有X軸電機，X軸電機的電機齒輪與X軸滑條上的齒嚙合，X軸滑條的最右端設置有用于撥動所述開關裝置的撥動裝置，撥動裝置在所述Y軸電機和X軸電機的驅動下作ニ維運動，Y軸電機和X軸電機的工作由所述控制芯片控制。
3.根據權利要求2所述的ー種盲人識字輔助裝置，其特征在于所述開關裝置包括限位槽和能在限位槽中滑動的滑動塊，當滑動塊向通孔的圓心方向滑動時，遮擋住通孔，則開關裝置關閉；當滑動塊向遠離通孔的圓心方向滑動時，開關裝置即打開；滑動塊的移動由所述撥動裝置撥動產生。
4.根據權利要求3所述的ー種盲人識字輔助裝置，其特征在于所述滑動塊在其滑動方向上的兩端寬度大于限位槽寬度，保證滑動塊不會完全滑出限位槽并脫落；所述行列式排布中的行與滑動塊滑動方向垂直。
5.根據權利要求2所述的ー種盲人識字輔助裝置，其特征在干，所述針狀物下端通過針板彈簧安裝在針板上。
6.根據權利要求2所述的ー種盲人識字輔助裝置，其特征在于撥動裝置在所述X軸電機和Y軸電機的帶動下能對任ー滑動塊進行撥動，當撥動裝置位于兩行通孔之間吋，能對其中一行通孔中需打開的通孔進行打開操作，同時能另一行通孔中需關閉的通孔進行關閉操作。
7.根據權利要求2所述的ー種盲人識字輔助裝置，其特征在于所述撥動裝置包括電機、蝸桿、滑塊和撥動桿，電機軸上固接有蝸桿，蝸桿上設置滑塊，滑塊與撥動桿固接，撥動裝置的電機的工作由所述控制芯片控制，當電機正反轉時，通過蝸桿帶動滑塊及撥動桿做軸向運動，開始時滑塊處于蝸桿中間位置，在電機的驅動下，滑塊能沿蝸桿軸向作移動，并使撥動桿末端撥動孔板上開關裝置的滑動塊，實現對孔板上通孔的開閉動作。
8.根據權利要求I所述的ー種盲人識字輔助裝置，其特征在于還包括SD卡、智能語音發(fā)聲模塊、行列式鍵盤，所述SD卡、智能語音發(fā)聲模塊、行列式鍵盤分別與控制芯片電連接；所述SD卡用于預先存儲盲文數據，智能語音發(fā)聲模塊用于將文字的發(fā)音報出，起到同步提示的輔助功能，行列式鍵盤用于提供重復發(fā)聲及翻頁操作。
9.權利要求8所述ー種盲人識字輔助裝置的運行方法，其特征在于，初始化后，控制芯片讀取盲文或圖像內容，控制盲人顯示器將文字通過針狀物突起的方式顯示出來，供盲人觸摸識別文字，并調用智能語音發(fā)聲模塊將該文字的讀音發(fā)出，通過行列式鍵盤的操作，由盲人自行控制上下翻頁，刷新顯示以及文字重復語音播放的功能。
10.根據權利要求9所述的運行方法，其特征在于所述盲人顯示器的工作過程為針板升降裝置將針板下降，機械臂裝置中的撥動裝置開始根據盲文凸點的分布對孔板上的開關裝置進行操作，在有盲文凸點處，打開孔板上的開關裝置；在無盲文凸點處，則關閉孔板上的開關裝置；撥動裝置操作完畢后，針板升降裝置將針板上升，在有盲文凸點處，由于孔板上的開關裝置被打開，使針板上對應位置的針狀物可透過孔板上的通孔向上伸出；在無盲文凸點處，由于孔板上的開關裝置被關閉，阻擋針板上對應位置的針狀物通過通孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種盲人識字輔助裝置及其運行方法，包括控制芯片、盲人顯示器，盲人顯示器的工作由所述控制芯片控制，所述盲人顯示器包括孔板、針板和針板升降裝置；孔板上設有通孔，針板位于孔板的下方，且孔板上每一個通孔的下方均有一個針狀物，針狀物安裝在針板上，所述針板升降裝置用于控制針狀物的上升和下降；控制芯片讀取盲文或圖像內容，控制盲人顯示器將文字通過針狀物突起的方式顯示出來，供盲人觸摸識別文字，并調用智能語音發(fā)聲模塊將該文字的讀音發(fā)出。
文檔編號G09B5/06GK102855791SQ201210348458
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權日2012年9月19日
發(fā)明者陳暑生, 馬國欣, 曾駿君, 陸聰 申請人:華南理工大學